浅谈炼油企业循环水用水网络优化技术与应用

鞠晨希

摘 要：随着石化行业不断地发展进步，加强对循环水系统的研究，提升节水能力是目前最重要的工作内容。本文对现阶段炼油企业循环水用水状况进行简单分析，根据存在的循环水用水问题提出节水措施，在此基础上进一步对循环水用水网络进行优化，进而实际应用到炼油企业中。全面降低炼油企业的用水量，节约水资源，降低炼油企业的成本支出，带动整个炼油企业进一步发展。

关键词：循环水系统；污水回用；节水措施

中图分类号：TQ085 文献标志码：A

循环冷却水系统的运行质量直接影响着炼油企业的生产设备装置的质量和设备整体安全稳定运行。国家的石油化工行业不断发展进步的同时，也给国家供水系统带来一定的压力，炼油企业应该全面开展节水措施，并且对循环水系统进行全面优化，降低炼油过程中所需要的能耗以及减少循环水的用量，实现节能减耗，带动企业经济效益的根本目的。

1 炼油企业循环水用水现状

现阶段炼油企业使用的循环水系统大多数为敞开式结构系统，循环水系统所需要的补充水量较多，其中炼油企业在管理方面的缺失和不重视、循环水系统的泄露都是造成炼油企业的水能消耗过多的原因。但是，国家的水资源较为稀缺，对节能减耗、节水环保、产业可持续发展的要求逐渐提高，炼油产业作为国家石油化工的基础产业，必须加强对循环水系统的研究和管理，将降低循环水系统水量作为重点工作进行研究，全面降低炼油企业循环水系统所需要的补充水量。而优化循环水用水网络结构是解决用水量的核心问题，炼油企业的循环水系统是由冷却塔、泵以及其他装置工艺零件组成，其中循环水的用水网络结构直接影响着整个装置循环水以及补充水的用量，通过制定相应的节水措施以及全面完善涌水网络优化模型，从根本上减小循环水的用量，提出最佳循环水用水网络结构。

2 炼油企业循环水系统节水措施

通过炼油企业循环水系统的发展现状，首先要全面降低循环水系统的泄漏率，因为系统中管网泄露是造成循环水系统需要大量补给水量的根本原因之一。某炼油企业安排了相关技术人员对系统图中的管网定期进行检查、修补，做到发现问题及时修补，及时预防，对系统的泄漏率进行控制。此外，系统中的风冷塔造成的风吹损失也提高了循环水系统的用水量，某炼油企业对循环水所使用的风冷塔进行全面的改造，将塔身和其中的材料结构进行改变，继而提高风冷塔的淋水密度，并且加设收水器对出口中携带出来的水滴进行回收处理。通过完善风冷塔的系统消耗，全面降低风吹损失系统。炼油企业想要全面开展节水工作，除了要做到上述两个方面外，还要针对旁滤系统进行控制。

以某炼油企业为例，该企业更换了传统的旁滤系统，全面引进了新型的流沙过滤系统，进一步降低反水洗耗，让旁滤系统能够更好地适应循环水系统，保证水质水量的前提下，提高循环水系统的工作效率。针对污水回用的处理也不能够忽视，将污水进行净化处理用再次利用，能够从根本上达到循环水系统节水的目的，经过试验后，将污水处理后，会用作为系统补充水，最大程度地降低了循环水系统的用水量，可以真正实际应用到循环水系统的节水工作中。但是这些节水措施，都是对循环水系统存在的问题进行控制，想要从根本上达到炼油企业节能减耗的目的，就要全面优化炼油企业循环水用水网络，在此基础上再通过强化管理，提升技术能力等多种手段进行综合治理，降低循环水系统的补充水量，实现炼油企业循环水系统的稳定节能的运行。

3 炼油企业循环水网络优化模型

3.1 循环水网络优化结构设置

炼油企业中水循环系统所需要的水冷器中的冷却水来自于冷却塔，也可以是其他水冷器升温后提供的冷却水，而水冷器升温后的冷却水可以直接排放到冷却塔中，也可以排放到其他的水冷器中，因此而形成了循环系统，根据循环水系统的水循环原理，在进行循环水网络优化之前，需要对循环水用水网络进行设计。只有在充分设计了循环水用水网络的基础上，对模型进行进一步的优化设计。炼油企业的技术人员在建立循环水用水网络的超结构时，要对用水网络中涉及的结构进行了解，通过相应的算法，对网络结构进行优化，将数学方法全面引入到模式优化的过程中，通过描述将结构中的设备作为函数，设置相应的目标函数和对整个结构的约束条件进行设计。约束条件中需要全面包括结构中的物质和能量，通过对物质和能量进行限制，继而建立相应的连接，为模型计算出最为准确的供水路线和供水量。超结构设计和普通的优化设计不同，通过直接添加约束条件和改变目标函数，利用数学方式最为直接获得超结构用水网络，继而在循环用水网络系统中直接建立起从水源到水井之间的链接。

3.2 循环水网络优化模式设计

根据循环水用水网络超结构建立的原理，将最大程度地减少循环水用量最为根本目标，进行模型优化。除此之外，设计过程中全面考虑水流量、系统热量以及水冷器温度、温差等影响循环水用水系统的因素，并且结合炼油企业的设备安置现场的实际条件，建立出相应的循环水用水网络优化数学模型，进而通过计算得出最优的循环水用水网络结构。将需要考虑的因素作为约束条件，形成函数公式，而现场为实际条件根据季节不同，要求也不同，在夏季开工时，即是全部打开部分水冷器，也不能够满足整个系统的换热负荷。因此在现场条件中，除了要考虑外部温度环境，也要综合考虑水冷器的具体能力，想要进一步优化用水网络结构，还可以对系统中的水冷器所需要循环水的水量进行设置，对上述条件形成的函数模型进行综合求解，既能够得出循环水冷却水量最小，且结构简单的冷却水网络。

3.3 循环水网络优化实际应用

为了验证优化模型对循环水所需要水量的控制情况，以某炼油企业为例，收集该企业在循环水用水网络优化前后的水量变化进行细致观察，继而得出网络优化的实际效果。该企业在优化前循环水系统中使用了10台水冷器，采用并联方式进行连接，在10台水冷器实际应用的过程中，两台水冷器的回水温度较高，不适合和其他水冷器进行循环供水，因此这两台水冷器采用新鲜的循环水进行换热处理，在循环过程中产生的间歇性的消耗循环水情况，进一步增加新鲜循环水的需求量。在对该炼油企进行网络优化后，该企业的循环水用水网络每个小时的用水量得到了最大程度的下降，进行计算后，得出在应用优化后的用水网络，为该炼油企业节约了近40万的水费。除了该炼油企业，其他炼油企业在应用了优化后的循环水用水网络后，经过对比计算，每小时节约了150万吨的循环水，为企业带来了巨大的经济效益和节能效果，因此炼油产业全面优化循环水用水网络，是解决循环水用水量过大的根本措施。

结语

综上所述，通过针对炼油企业循环水系统中的能耗过大、运营成本较高等问题，综合考虑循环水系统中的多项因素，在现有的循环水系统之上进行网络优化，提升炼油企业循环水系统的技术和应有，提升炼油企业的经济效益和节能效果，并且降低企业需要支付的税费，保证循环水系统的稳定节能的同时，也提高了炼油企业整体的工作效率，获得全面的发展。

参考文献

[1]崔玉峰，李晨光.炼油企业循环水用水网络优化技术与应用[J]. 中外能源，2014，19（8）：105-109.

[2]高倩，關新虎.炼油企业循环水系统压力优化技术及应用[J].中外能源，2015，20（8）：88-92.