化工生产中循环水优化节能浅谈

李文强

摘 要：在化工生产中，如何降低循环水系统的能耗，进行优化调整，提高循环水系统的利用效率，有着有非常重要的意义。本文主要以我公司为例，介绍我公司在循环水优化调节方面的一些措施，为化工企业循环水系统的节能优化提供相应参考。

关键词：循环水系统;节能优化;能耗

在化工装置的循环水系统中，一般运行的循环水泵均为大机大泵，流量小的每小时几千方，大的几万方，而平时的季节或气温的不同、工艺的调整都可能造成循环水供应和装置的需求不匹配的，造成能源的浪费，此时如果循环水泵没有变频调节的话，总会造成一定的浪费。那么如何优化调节呢？如何既能达到节能的目的又能够满足生产需要？有很多方法，如：在设计上可以采用高效的换热器，运行上风机改进为水轮机，或者改造采用更加负荷自身运行工况的循环水泵，又或者驱动电机采用变频调节的形式，等等。这些措施都会在循环水系统的节能运行中起到很好的作用。

1 循环水系统的节能优化措施

目前，对于化工装置循环水系统的优化主要从以下方向的节能优化措施：一方面，风机的改进：将电动风机部分改造为水轮机，利用水的动能推动水轮机的运转驱动风机;另一方面是循环水泵的优化：针对水泵运行效率较低的问题，根据原循环水泵的运行工况及系统管路特性，按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循环水系统经济运行原则，量身定做适合循环水系统最佳工况的循环水泵，替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵可有效降低无效能耗，提高输送效率达到最佳的节能效果。第三是及时的工艺调整：对运行中的循环水系统管网进行系统优化。循环水换热器根据设计换热温差要求，逐台调整进、出水阀门开度，在保证系统正常生产的前提下，纠正换热设备的流量偏差，使其实际运行工况在设计值要求范围内以降低循环水消耗量。

2 我公司循环水系统节能优化的措施

我公司根据以上的几点分别对正在运行中的循环水系统进行优化，从而有效的降低了循环水系统的运行费用。下面简单介绍一下我公司在循环水系统的节能优化的效果。

首先，介绍一下我公司的循环水系统：为了更加合理的调节循环水的温度，我公司根据不同装置对水温的不同需求将循环水系统分为高温循环水与低温循环水两个系统，正常运行中高温循环水一般需要一台800kW的水泵，而在夏季高温高湿的环境下，一般需要增加一台400kW的循环水泵以满足工艺需求。低温循环水系统一般需要2台400kW的循环水泵。在优化运行时，我公司首先将高温循环水泵的部分风机改为了水轮机驱动，在春、秋、冬季基本能做到不开电动风机而满足工艺需求，有效节约了每台45kW的风机的运行费用，节能效果非常显著。

另一方面，对低温循环水泵优化设计，量身定做了适合循环水系统最佳工况的循环水泵，适当降低泵的扬程，提高泵的流量，直接停运一台400kW的低温循环水泵，极大的降低了低温循环水系统的电耗。而高温循环水系统，我们增加一台132kW的备用泵，以备在水量不足的夏季提供补充。

在我公司的日常生产中，我们经常检查，关闭生产车间部分备用或不运行的换热器和循环水侧阀门，而使用中的设备，在满足生产需求的前提下尽量减少循环水的使用，以此降低循环水泵运行电流。如：某年9月18日，在对高温循环水的优化调节中，高温循环水泵有用功率由669kW降低至655kW;10月17日，对循环水系統再次优化调节，高温循环水泵有用功率由656降低至642kW;均有不同程度的降低。另外，在部分装置检修时，协调检修车间及时关闭循环水总阀，以降低循环水量，降低机泵运行电流，节能降耗。通过对循环水系统的动态调整，有效的降低了循环水系统的运行费用。

3 不同季节采用不同的调节方式

季节对循环水系统的运行影响较大，在春、秋、冬季循环水温度相对较低时，主要控制循环水泵的总出口流量来达到节能的目的。但在夏季，环境温度与湿度均较大，水的蒸发量降低，循环水温度较高，装置需求的循环水量增大，单台水泵不能满足生产需求。在生产中，以往的经验为了控制循环水泵的出口压力达到指标，通过控制循环水回水总阀来控制循环水的上水压力，但这样导致循环水上回水压差较低，各个换热器可调节余地较小，不能合理调配不同换热器的循环水量的需求。所以我公司在每年夏季，均需在气温较高湿度较大的一段时间内增开一台循环水泵，满足装置的需求。针对这一情况，我公司通过多次调整，最终实现了全开循环水回水总阀，而将循环水在各个换热器节流，最大限度增大循环水总上水回水的压差，合理调配循环水，与调整前相比，循环水泵双泵运行时间显著减少，有效达到了节能的目的。

我们明白，泵做的功的大小与该泵输送的流量与扬程成正比，换热器的换热效率与介质温度差与流速成正比。日常循环水的调节中，主要遵循合理控制循环水温度与在此温度下泵的出口流量、压力。在日常生产中，我们都会对当时的气温，循环水进、出口总阀的开度，现场干湿度，运行中的循环水电流的大小，风机的开启个数等这些循环水系统的运行数据做详细的记录，并且在对循环水系统进行大的优化调节后，也会进行前后对比，这些运行中的包贵经验数据都会对以后的正常生产中循环水系统的优化调节提供宝贵的指导。再一方面，我公司注重对循环水用水总量的统计，对比循环水泵的输送能力，如可能则切换为小功率循环水泵。经统计，某年我公司132kW高温循环水泵运行时间114h，相比上年227h同比减少运行时间113h;而400kW高温循环水泵运行时间221h，相比上年453h同比减少232h，取得了比较可观的节能效果。

4 结束语

循环水系统的节能优化无论是从节水还是节电的效果上看都是石化化工行业节能降耗、实现降本增效的重要手段。随着日趋严格的环保要求和节能降耗的要求，现实需要节水、节电越来越重要，能耗较大的循环水系统的节能空间巨大。随着科技的发展，循环水系统的节能空间还会进一步挖掘提升，对于循环水系统的节能优化是一个循序渐进持续改进的过程，需要常抓不懈。如何更加合理调配循环水，兼顾生产的稳定与节能，还有许多值得我们探索的地方。

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