石化企业循环冷却水系统节水技术探讨

杨丽莉 刘乘雨

摘 要：工业生产离不开水资源，水资源是制约我国工业发展的因素之一，做好企业的节水对于保护水资源，促进企业发展有着重要意义。本文对循环冷却水系统节水途径进行分析，并对循环冷却水系统节水技术进行探讨。

关键词：石化企业;循环冷却;节水技术

我国平均水资源比较短缺，如何最大限度地节约和保护水资源，是石化企业必须面对的问题，同时，用水价格的上涨，使得企业用水成本上升，如何科学合理地节水，将是企业实现节能减排、降本增效的重要工作。石化企业是用水大户，循环冷却水在石化企业用水的比例高达70%左右，对循环冷却水进行节水管理，对推动企业可持续发展有着积极意义。

1 循环冷却水系统节水途径

石化企业采用的循环冷却水系统为敞开式或密闭式结构，系统运行过程中会存在排污、蒸发、渗漏和风吹等因素影响而出现水量损失，蒸发损失量是由冷却水量、气候条件和冷却幅度等决定，风吹损失量还会受到冷却塔、风速等影响，渗漏损失量是由冷却系统的运行维护管理水平决定，排污水量与水质要求、污水处理方法、补充水质和浓缩倍数等有着很大的联系。可以根据上述因素来制定循环冷却系统的节水运行措施，主要有：对循环冷却工艺进行优化，可以有效地降低蒸发量;进一步提升浓缩倍数;避免出现风吹损失;加强运行维护管理，减少冷却水渗漏损失;采用可代替水源，降低新水使用量。

2 循环冷却水系统节水技术

2.1 优化冷却处理工艺，降低蒸发损失

为了通过降低蒸发量达到节水效果，可以采取如下措施：

2.1.1 装置间热联合及热供料技术

通过热联合可以把热量剩余较大的装置输送给其他装置，当作热源来对介质进行加热，可以在循环系统中获取到适宜的热匹配，可以起到热能优化应用的效果。热供料，可以通过上游形成的物流不对其进行冷却处理，或者不完全进行冷却，采取直接方式或通过缓冲罐输送到下游，可以作为下游的进料。上述两种供料方式可以不再通过冷却或完全冷却，可以有效减小冷却水的蒸发损失。某石化公司就采用供料热联合方式，将减压渣油中的一些热料提供给溶剂脱沥青装置，可以起到很好的节约蒸发量的目的。

2.1.2 空气冷却

应用空冷换热器来取代部分水冷换热装置，对介质进行空冷处理。

2.1.3 干湿式冷却塔

在该装置内部安装具备足够换热面积空冷器，冷却水可通过散热器和环境中的冷空气进行热交换，再通过冷却塔淋水区，该种冷却塔比普通冷却塔有着更好的蒸发水节能效果。

2.1.4 闭式冷却塔

该种冷却装置采用轴流风机，把空气输送给换热管束，由于管束中充满闭式循环冷却水，还存在着循环喷淋水，外界冷空气可以在形成的喷淋水膜中完成热交换，对传热处理过程进行了强化片时。管束下部形成的喷淋水会进往以下部的填料区域，可以更好地通过敞开喷淋完成热交换。

2.1.5 海水冷却

如果石化企业临近海洋，可以将海水作为冷却介质，不再单独设置冷水塔，也不会出现蒸发损失，而海水会对处理设备材质提出更高要求，需要较多的投资。

2.2 提高浓缩倍数

采用补充软化水、加酸处理等技术，可以使石化企业循环冷却水浓缩倍数变大，还可以起到很好的节水效果，如果将浓缩倍数从原来的1.5提升至2.0，可以节约50%的水量，有着很可观的经济效益，但提高浓缩倍数以后，会导致含盐量变大，存在着换热处理设备腐蚀和结垢的风险。主要的技术有：

2.2.1 加酸技术

在循环冷却水持续运行过程中，如果水温变高、盐类浓缩等因素影响，水中的碳酸锰、碳酸钙等会析出结垢，对水体中加酸会使中和碱度，钙、镁离子浓度就会相应的提升，浓缩倍数就会变高。

2.2.2 补充软化水

对循环水全部或部分进行软化，可以有效提高循环冷却水浓度。如果采用混合补水方式，可将软化水与原冷却水作为补充水，可以降低水体出现腐蚀和结垢可能性，还可降低设备运行成本和设备维护费用，软化水处理多采用膜法、药剂法等。

2.2.3 水质稳定技术

对循环冷却水中加入分散剂、缓蚀剂等，可以起到稳定水体质量的作用，在保证高浓缩倍数的前提下，避免或缓解换热设备、冷却管道的结垢和腐蚀，起到较好的节水效果。

2.2.4 旁流处理技术

循环冷却水系统长时间的运行，会受到补水中的泥沙、腐蚀物、黏泥等物质的污染，会出现水体蒸发浓缩、水质变差等问题，处理设备和冷却管线的传热效果会受到影响，严重情况下会引发安全事故。旁流处理技术，可以把部分循环水引出来，进行脱除盐分、过滤处理和软件等，对提高循环水质发挥着重要作用，旁流处理为成本较小的节水处理方式，还可以与化学处理方式进行配合，有利于延长处理设备使用寿命，提高循环冷却效果，减少排污量和补水量，避免水处理药剂流失等。

2.2.5 成套处理技术

随着循环水处理技术的进步，很多专业水处理公司不再依赖于单一的水处理方式，将水质监测与加药、钝化预膜、化学清洗等技术集为一体，形成完善的水成套处理技术。当前，循环冷却水成套处理技术已经成为石化企业的首选，对循环冷却水质进行不间断监测，可实现自动补水和排污控制，根据工艺需要实现精准加药，保证循环冷却水高浓缩倍数运行，可有效降低工作人员的劳动强度，减少药剂的消耗，保证循环冷却水的高效、稳定运行，有着很好的节水效果。

2.3 控制風吹损失

冷却塔风机把填料碎沫水抽出来会出现风损，会使循环冷却水损失0.2-0.5%，风损对散热并没有作用。对风吹损失进行控制可以在风筒进口部位安装收水器，水滴会跟随湿空气不断向中运行，当被收水器拦截后，就可以进行再次应用，安装机械收水器以后，风吹损失可以减少0.1%左右。

2.4 降低渗漏损失

对循环冷却水管网渗漏损失进行控制，主要采用加强运维管理和计量来实现，可采用阴极保护等避免冷却管道受到腐蚀，对被保护部位施加阴极电流，金属受到极化作用会使电位向着负方向运移，当減小到腐蚀电池阳极初始电位条件下，阴、阳两极不存在电位差，电子便不会产生流动，管道腐蚀就会得到有效控制。冷却管网渗漏检测可以采用声波法、大地湿度检测法、区域流量测定法等， 根据准确找到渗漏部位并进行维修。

2.5 替代水源

化工企业的二级排水可以用作循环冷却水的补充，是一种可再生水源，通过深度处理以后可以将水中的盐分、需氧污染物质、悬浮物等消除掉，可以满足循环冷却系统对水质的要求，再对水体中投加生物分散剂、阻垢剂和杀菌剂等，可以避免水体中受到腐蚀和结垢，并设置生物粘泥、过滤器等辅助装置，对循环冷却水系统水质实现自动监控，保证冷却水量和水质达到使用要求。比如，某石化公司将再生水应用到循环冷却水系统，再对循环水工艺进行合理优化，循环水浓缩倍数得到大幅提升，使冷却系统的补水量和排水量得到控制，循环冷却系统利用再生水50万t，节约新水60万t。

2.6 其他节水技术

将塔池汇水池中水分充分利用起来，可以将其用作清洗用水，可以起到节约用水的目的。循环冷却停止以后，可将塔池内水用来清洗内部，对后续循环塔池进行清泥，可以降低新水使用量。还可以采用液位控制来对排污量进行监控，不再采用边排污边补水的方式，合理控制排污量，在塔池液位达到生产工艺要求后，再进行排污置换，同时，液位降低以后方可以进行补水，可以达到很好的节水效果。做好员工的教育培训，明确岗位责任，提高员工的节水降耗意识，加强对节水的管理。

3 结束语

综上所述，原来对水资源的粗放式管理已经就适用于现代企业，做好节水工作对保护水资源、提高企业经济效益都有着积极作用，虽然化工企业的循环冷却水节水能力得到大幅提升，但与国外先进水平还有着一定的差距，需要继续做好循环冷却系统的节水改造，研发提高水质的药剂，做好冷却水系统监测，不断提高节水技术水平。

参考文献：

[1]康阿青.电厂循环冷却水系统节水及零排放技术研究[J].中国设备工程，2019（07）：199-201.

作者简介：

杨丽莉（1978- ），大专，兰州石化公司石油化工厂。

刘乘雨（1989- ），本科，兰州石化公司石油化工厂。