化工厂循环水系统的实际应用效果观察

刘海波　徐榕　刘殿博

摘 要：随着科学技术的发展，现代工业对于节能技术的研究应用得到了广泛的提高，都将降低装置的能耗作为工作的重点，这不仅能够有效提升产品的利润，增加工厂收入，还能提高工厂的综合竞争力。循环水系统作为化工生产中的重要部分，在化工生产中占据了大部分的能耗。因此，在保证装置正常运行的前提下，降低循环水系统的能耗，能够有效提高工厂的经济收益，促进工厂的发展。

关键词：化工厂;循环水系统;能耗

水是一种吸收和传递热量的良好介质，因此在化工厂中，常用水对设备装置进行换热处理，从而降低生产设备的工作温度，使得设备能够正常的运行，且带出的热量还能进行二次的利用，提高工作收益。循环冷却水系统主要由冷却塔、水泵、换热器以及冷却风机组成。而其中，水泵与冷却风机的耗能往往是最大的，因此降低水泵与冷却风机的能耗，能够有效使得循环水系统的损耗降低，减少经济损耗。

1 水泵叶轮切削优化和应用

叶轮切削是指对水泵叶轮边缘进行切削，使水泵的出力降低，从而达到节能的目的[1]。对循环水泵叶轮进行切割，通常是由于工厂在初期对于水泵的选择不合理，实际用水量没有达到循环水泵的出水量，所以需要对阀门开度进行调节，对出水量进行控制，这就使得泵出口的压力较大，产生较高的能耗。而通过切割叶轮的方法对水泵的流量和扬程进行降低从而使得水泵的运行功率降低，能够有效起到节能的作用。除此之外，还可以换用更高效的叶轮降低循环水的能耗，从而提高能源的利用效率。

2 更换节能水泵

根据现场测试的流量、压力数据设计高效节能泵，通过更换更高效的叶轮，从而将原泵体进行一同替换，能够有效提升水泵的效率，改善水泵与系统的匹配度，并对蜗壳与叶轮的匹配问题进行了解决，对于设备的运行有着积极意义。而且对于水泵的更换能够适用于大部分的循环水系统改造，且改造周期短，施工较为简便。

节能水泵能够有效降低扬程，降低泵出口压力，具有显著的节能效果，例如如果一台节能水泵能够降低每天4000kWh的用电量，每年循环水场运行300天，电价0.8元，那么一年下来便能够节省：4000*300*0.8=960000元，极大的节省了工厂的开支。

3 变频技术的应用

在化工厂的循环水系统应用中，常常会发生循环水量大于实际用量的情况，这就使得能耗被严重的浪费，而通过对电机进行变频改造之后，能够以“按需供应”的原则对电机的转速进行调整，调节供水量以及水温，从而使得电机的能耗大大降低。但由于高频变压系统的投入较高，且设备占据的占地面积较大，这些因素都使得高频变压系统的应用受到了限制。

4 更换更高效的叶轮

将原叶轮拆除后更换更高效的叶轮能够有效的实现节能的目的，提高水泵的运行效率[2]。在对叶轮进行改造前，一般会对水泵的压力以及流量進行测试，根据实际的运行参数从而对水泵叶轮进行设计，对于水泵实际运行状态和设计状态偏差不大的情况，这项技术能够进行使用，如果水泵实际运行状态和设计状态偏差过大，使得更换的叶轮和蜗壳之间的间隙超过设计标准，就会大幅度的降低水泵的运行效率。除此之外，对于叶轮的更换，有着和叶轮切削相同的施工时间短、操作简便等优点。

5 对水轮机的改造

改变冷却塔风机的驱动方式，从而使得原本的电机驱动改变为循环水回水余压驱动，对于冷却塔风机的电耗有着大幅度的节省，这项技术适用于生产装置能够产生较大的回水余压，能够对冷却塔风机进行驱动的循环水系统。通过对水轮机进行改造，能够直接节省电机的能耗，因此大部分的化工厂都采用此种技术。只不过在利用此项技术的时候应当考虑如何才能将能量的转化效率达到最大化，因此水轮机改造之后冷却塔的驱动力来源是循环水系统的回水余压动能，而通过水泵机械能的转化，才能产生循环水系统的动能，所以这个过程的实质是水泵的机械能转化为循环水系统的回水余压动能，再转化为冷却塔风机的动能，而经过了两次能量的转化，能量势必会产生一定的损耗，使得转化的效率变低。除此之外，这项技术的使用还会使得冷却塔发生频繁的震动，从而导致冷却塔容易受到损坏，使得设备的维修成本增加，所以在进行水轮机改造的时候，还应当将这个问题考虑进去，对成本进行计算。

水轮机的改造具有节约电能、避免漏油以及降低了噪声、漂水污染等优点，在节约了电耗的情况下保证了冷却效果，但是水轮机的是通过回水压力产生运行能量，而在但循环水系统在经过合理的设计后回水压力大大降低，使得水轮机的应用受到了不少的限制。而当回水压力较大时，虽然会给水轮机带来运行的能量，但这能量的来源是循环水泵，这就使得水泵自身的功率损耗较为严重，且给整个循环水系统带来较大的压损，所以对于水轮机的改造还需进一步的完善。

6 结束语

循环水系统作为化工厂公共系统的重要组成部分，本身所消耗的能量便在整个化工生产中占据较高的比重，因此在确保装置正常运行的前提下，通过对工艺技术的改造从而降低循环水系统的能耗成为化工厂的经营研究重点。对于循环冷却水系统，具有较多的节能措施，而不同的化工厂企业应当根据自身的项目规模以及实际运行工况对节能措施进行选择，从而实现节能减排的目的，促进化工厂企业的高效发展。

参考文献：

[1]高凡晴.冷却循环水系统节能技术研究及运用[J].中国化工贸易，2017，9（1）：157.

[2]程鸿旭.化工企业冷却循环水系统节能技术研究及应用[J].中国化工贸易，2017，9（26）：158-159.