浅谈湿式空冷水槽自动加水装置的工业应用

兰勇 张会兵 高春荣 高喜峰 刘琦

摘要：针对炼油化工行业湿式空冷除盐水蓄水槽正常运行时，蓄水槽内的水受动态蒸发的影响，当环境温度升高时，岗位人员必须不定时调节除盐水蓄水槽的上水量，避免除盐水蓄水槽因水量不足而损坏运转的机泵、避免冷后温度超高或长流水瓶颈问题，以及岗位人员劳动强度、难度大难题。本文通过工艺改造采用一种湿式空冷水槽自动加水装置，利用浮球阀自动启闭的开度实现任意水位控制，更省时省力、更节能，投资合理，效果显著。

关键词：湿式空冷  蓄水槽 浮球阀

一、前言

湿式空冷作为干式空冷器的改进和发展，综合了空冷和水冷的优点，在炼化行业得到了越来越广泛的应用。A厂催化重整装置反应产物空冷和稳定塔顶空冷共有3组6台、2个蓄水池，设计补水为除盐水，控制湿式空冷出口≦40℃，单台设备平均水耗分别为1267kg/h和919kg/h。

由于当地气候原因，除盐水蓄水槽内的水受动态蒸发的影响，当环境温度升高时，岗位人员必须不定时调节除盐水蓄水池的上水量，避免除盐水蓄水槽因水量不足而损坏运转的机泵、避免冷后温度超高或长流水问题，由于补水和排水一直都采用长流水，除盐水能耗较高。岗位人员调节时劳动强度、难度大。

二、湿式空冷水槽自动加水装置的工作原理及应用

1、利用传统的上水阀控制除盐水蓄水槽水位

采用传统的上水阀控制除盐水蓄水槽水位时，除盐水蓄水槽内的水受动态蒸发的影响，水量时刻都在波动，尤其是在鼓风量大、温度高的盛夏更为突出，为了使除盐水蓄水槽不会因水量不足而损坏运转的机泵、避免冷后温度超高，岗位人员必须不定时调节除盐水蓄水池的上水量，给除盐水蓄水池的水位调节带来极大的劳动强度和难度。

针对上述问题，A厂对催化重整装置湿式空冷的运行状况进行分析，对除盐水蓄水槽补水工艺进行工艺改造，采用一种湿式空冷水槽自动加水装置，利用浮球阀自动启闭的开度实现任意水位控制。

2、湿式空冷水槽自动加水装置的工作原理及应用

通过对湿式空冷补水线进行工艺改造，在补水线上安装浮球阀，利用浮球阀自动启闭的开度实现任意水位控制。

（1）浮球阀的结构

浮球阀，顾名思义就是利用浮球的浮力根据液位进行启闭的一种阀门。浮球阀主体结构主要由进水管、阀门、关闭开启杠杆、空心球体组成。其特征在于包括螺帽、阀体、安装于阀体内部的密封垫、活塞、弯头、阀杆、浮球。结构简单、成本低、运行可靠。

1、螺帽;2、阀体;3、密封垫;4、活塞;5、弯头;6、阀杆;7、浮球

（2）浮球阀的工作原理

浮球阀就是利用浮力和水压力的作用力与反作用力 ，通过杠杆来开启或关闭阀门达到自动加水目的。①当F浮力<F进水水压时，也就是进水水压大于空心金属球体浮力时，即F浮力-F水压=-F作用力，水位下降时杠杆倾斜，阀门受到水压力作用， 自动开启开始补水。②当F浮力≧F进水水压时，也就是空心金属球体浮力大于进水水压时，即F浮力-F水压=F作用力，F作用力为正数时，水位上升，浮力推动杠杆克服进水压力作用于阀门，使阀门自动关闭停止补水。

杠杆与进水水管成一条直线时，处于关闭状态。稍有倾斜，就会自动打开阀门开始注水，因此除盐水蓄水槽水位会时刻维持在饱满状态，整个过程无需人工参与。

（3）浮球阀的工业应用

2020年5月对催化重整装置反应产物空冷A201的2个蓄水池、稳定塔顶空冷A202的1个蓄水池的补水线进行浮球阀工艺改造。利用连杆控制阀体内的阀芯和阀座间的启闭，来进行补液或停止补液，使液面保持在一个设定的高度，液位的控制准确度高，运行效果良好。

三、湿式空冷两种补水方式的劳动强度及费用对比

1、人工补水：因湿式空冷蓄水槽离地面高度约25～30米，岗位人员为了避免除盐水蓄水槽因水量不足而损坏运转的机泵、避免冷后温度超高或长流水问题，必须不定时调节除盐水蓄水池的上水量，因此劳动强度和操作平稳的难度大。

2、浮球阀自动加水装置：利用浮球阀自动加水装置后能够严格控制湿式空冷蓄水槽水位的高低，嚴格控制蓄水槽水位低于排水口，严格控制上水量，节约了除盐水用量，有效避免长流水，实现节能降耗。通过数据收集和对比，安装一台浮球阀的成本约300元，单台湿式空冷可节约除盐水消耗1.5吨/小时，全年创效12.6万元，实现小投入、大产出，实用性非常强。

通过湿式空冷两种补水方式的劳动强度及费用对比，可以发现浮球阀自动加水装置在一次投资和长期维护费用方面具有更高的优势，岗位人员在实现平稳操作时，劳动强度最低，实现了更省时省力、更节能，投资合理。

四、结论

湿式空冷水槽自动加水装置先进控制方案合理的应用，可适用于任何低温或夏季高温环境，消除了湿式空冷蓄水槽除盐水挥发量、长流水的瓶颈，减少了各种能源的消耗，确保了装置长周期运行，具体有以下几个方面优点：

1、湿式空冷水槽自动加水装置工艺改造的成本和维护费用较低，调节方式灵活、可靠。

2、降低了岗位员工的劳动强度和调节的难度。

3、消除了湿式空冷蓄水槽除盐水挥发量大导致的损坏机泵、冷后温度超高的瓶颈;避免了补水阀开度大导致的长流水，实现节能降耗。

参考文献

[1] 刘会强.表面蒸发式空冷器的工业应用及问题分析[J].石油化工技术设备，2001，22（5）：1-5;

[2] 马义伟.空冷器设计与使用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998;

中国石油青海油田格尔木炼油厂  青海  格尔木  816000