浅谈循环水系统节能优化

刘国亮，尹桂超，李 凯，时法存，徐金文

(1.中国化工正和集团股份有限公司,山东 东营 257342；2.山东华星石油化工集团有限公司,山东 东营 257342)

空冷和敞开式冷却循环水系统是目前石油炼化行业主要的生产装置工艺热媒介质换热方式，就节能前景看，循环水系统的节能优化空间巨大。正是由于水的冷却效果和高性价比，是目前炼油工艺热媒介质换热方式的首选。然而随着日趋严格的环保要求和严控企业用水量的现实需要，节水减排、提高循环水的重复利用率成为必然。就目前炼油行业循环水系统的运行现状看，还有很大的节能优化空间，特别是随着科技的发展，一些新技术的成功应用和生产工艺的调整，均取得了良好的效果。本文对敞开式循环水系统目前的运行状况进行了分析，并对循环水系统优化方向及工艺调整进行了浅析。

1 目前循环水系统运行存在问题

从目前敞开式循环水系统的运行现状看，主要存在以下六点问题：

(1)循环水泵的选型问题，循环水泵选型与实际运行不匹配，运行效率低，存在高扬程、低流量的情况，导致装置循环水系统换热器的流速偏低，影响换热效果。

(2)循环水系统存在局部偏流，部分循环水分支管线流速偏低，造成换热器换热效果差，多数情况下换热器循环水走管程，较低的流速容易造成循环水管束中的管路堵塞，形成垢下腐蚀。

(3)循环水系统的水轮机驱动方式一般有两种，一种是电机驱动，一种是水力驱动，从运行效果上看，目前的两种驱动方式各有利弊，均有优化空间。

(4)从循环水换热器打开检修看，存在结垢、腐蚀等现象，说明循环水水质存在问题，对于形成垢下腐蚀的原因需要彻底分析，对于循环水的加药配方调整和运行方式需要完善。

(5)循环水系统压力问题，这是一个综合性性问题，一般一个循环水系统同时供多套装置，特别是跨部门公用，对于循环水系统的管理就带来较大挑战，如何平衡系统压差和循环水换热器管束的流速，带来很大挑战。

(6)循环水系统换热器给、回水温差问题，在循环水系统中经常会出现不同位置的换热器换热温差有的能满足设计要求，有的达不到设计要求。

2 系统优化方案

针对循环水系统运行中存在的问题，主要优化措施如下：

(1)循环水泵的运行效率高低对于循环水系统能否实现节能具有重要影响，目前高效节能泵的运行效率在90%以上，循环水系统在机泵的选型上要根据实际需要选择合适扬程和流量的机泵，同时选用变频操作，有利于提高循环水泵的运行效率。

(2)针对循环水系统局部偏流问题，可以采取系统整体调整，局部优化，部分之路流速工艺调整，分支路调整，对于经过调整后仍然存在偏流的支路管线，可以考虑加管道泵，必须要经过设计认可。

(3)循环水系统水轮机目前有电机驱动和水力驱动两种型式，目前很多水利驱动改电机驱动的例子，水力驱动对循环水的回水压力要求较高，随着新技术的发展，目前可以通过对改造水轮机进行升级改造、风机叶轮使用高效节能叶片来实现水轮机效率的提高。

(4)循环水水质的好坏对于循环水系统冷换设备有着重要的影响，新建炼油装置和检修后开工装置，按要求应进行清洗预膜，循环水水质必须要达标，要根据水质情况合理控制循环水浓缩倍数，尤其要控制好pH值，控制在7.8～8.3为佳，根据藻类的增长状况适当投放杀菌灭藻的量，根据挂片腐蚀速率调整缓蚀剂的投放量，在出现介质泄露时，要在第一时间查找出泄漏源迅速切除，减轻因泄漏造成的水质恶化。

(5)循环水系统压差调整，对于多套装置共用一套循环水系统的情况，要分装置进行调整，调整方向保持一致贯通，在循环水的给水管路，所有阀门保持全开，根据冷换设备设计要求的换热温度逐台调整回水手阀，通过控制回水手阀来控制压力、温度。

3 预期节能效果

循环水系统的工艺调整是重要的节能优化手段，在系统优化达到最佳的状况下，再对循环水泵、水轮机及其风扇翅片进行升级改造，方能达到最佳的节能效果。

4 结束语

循环水系统节能优化对于炼油行业的实现节能降耗具有重要意义。通过工艺优化调整，通过新技术对循环水的水质进行实时监测，应用新技术对循环水泵进行升级改造，对水轮机进行改造均能实现良好的节能优化效果。