流程创新实现项目节能2012214修改

1、流程创新实现项目节能 吡咯烷酮项目循环水及消防设计节能措施刘荣甫 李红星（能源化工部）摘 要 通过工艺流程创新，改变常规加压输送的设计方案，让消防水池的水自行流入到循环水池，用液位控制器调节水位的高低，操作更简单，运行更稳定，同时结合其它4种节能措施，使循环水及消防比常规设计节能20%以上。关键词 流程创新 自动调节水位Process innovation to realize energy savingEnergy saving measures in water supply and drainage and fire control design of a pyrrolidone pro

2、jectLiu Rongfu Li HongxingAbstract： Through process innovation, changing of conventional pressure pipeline design scheme, let the fire pool water flow into the circulation water tank automatically. With the help of liquid level controller to adjust water level, the operation was more simple and the

3、running was more stable. Combined with other 4 kinds of energy saving measures, the funds of water supply and drainage system (including fire control) was saved by above 40% than that of conventional design.Key words：process innovation; automatic control water level1 化工企业中循环水及消防系统节能潜力大循环水及消防系统是化工企业中

4、不可缺少的内容，电负荷所占比例大，占用资金多，很多化工企业的循环水系统是用电负荷最大的装置，并且消防专业的地位非常重要，很多设施和电耗是不能够省略的。一般来说业主或专家对于化工工艺方面的节能降耗比较内行，他们不停地进行节能技术改进，然而对于投资和能耗较大的水系统则无能为力，实际上常规的水系统流程通常是完整的，只有打破常规通过工艺创新才能够实现水系统的节能，在这里我们提供水系统的创新措施，节省资金和节能突出，对于全国新建化工企业的节能降耗与节省资金有着重要的意义。目前化工企业的水系统设计内容基本上相同，普遍存在着能耗高的问题，但是由于多年来人们的普遍认可，所以常规的设施和流程一直被沿用；我们进行

5、的创新不仅能够提高业主的竞争力，也能够提高我们设计院的声誉。山东滨州渤海附近的吡咯烷酮项目属于小型的精细化工工程，按照常规设计，水系统（这里指循环水和消防水系统）的用电符合容量应该在398KW左右，比化工工艺装置区的用电总负荷（373.3KW）还要高，大约占全厂用电负荷的一半；该项目中我们对水系统的设计打破常规，采用创新工艺流程，不仅便于操作，而且比常规的流程节省资金40%以上，实际用电符合降低到317.9KW，节省用电量约20%。2 常规设计的工艺流程和存在的问题由于化工（包括石化）企业消防地位的重要性，所以消防水池是，又由于以及化学反应的热量传递等等，所以水系统是化工企业的用电大户；常规的

6、流程是：补充水先进入消防水池，然后再通过水泵把消防池的水用压力输送到循环水池，这样设计的目的是保证消防水池的水处于流动状态，以防止细菌繁殖而导致消防池的水变质，另外还可防止冬季结冰。常规设计的工艺流程简图如下： 可以说这种工艺流程是可行的，即符合规范的规定，又能够保证水质的稳定，但由于循环水补水是从消防水池通过加压泵输送到循环水池的，所以能耗高；有的企业为了节能就取消了加压泵，补充水不是经消防水池而是从井水管道直接进入循环水池，这样虽然节省了电能，但是消防水池的水质却变质了，大量的水需要定期更换。3 创新节能措施3.1 本工程设计的创新流程首先改变流动方向，改压力输送到循环水池为自流输送，节省

7、了二次水泵的投资和长期的电耗。在循环水池进口处安装水位控制阀，起到自动调节水位的作用，运行过程连续稳定，消防水池的水同样处于流动状态，也能够保证消防池的水不变质与不结冰。设计上消防水池采取了蒸汽伴热及防止水池冬季结冰的措施。该工程设计的工艺流程简图如下： 为了达到便于控制的目的，用液位控制器调节和控制水位的高低，创新流程实现了连续运行，全自动机械控制与调节，节省了二次加压输送的电能，也节省了场地、泵房面积与加压泵的资金，并且使得操作更简单和运行更稳定。但是要实现这一流程还必须做另外的2项工作，就是消防水池由全地下结构形式改成地上或半地上结构，循环水池由全地下结构改成全地上结构以后才能够实现这个

8、新流程。3.2 消防水池由全地下结构改成半地上结构的节能分析与问题只有把消防水池设计成全地上或半地上（或称半地下）结构才可以保证新流程的实现，经过预算人员计算，半地上结构的水池其成本只有全地下结构的60%左右，所以我们选择了半地上形式。但是在北方常规设计的消防水池为全地下结构形式，而南方多为全地上结构。全地下结构的优点是防冻，但是全地下结构投资大，地下水池埋地深，通常在地下4m深左右，造成土壤及地下水对水池壁的压力大，所以设计上不得不把池壁的结构强度增加。与消防水池相关的消防泵房也与消防水池一样，埋地深度大，通常比消防水池的深度还要深1m，不仅强度需要提高，而且水池和泵房在施工时困难很大，尤其

9、是对于地下水位较高的滨州沿海，其地下水位甚至不足1m，如果按照常规设计的全地下形式，那么施工会是非常麻烦的事情。全地上水池的投资与全地下结构比较接近，但是防冻措施却很麻烦，半地上水池最大问题是冬季如何防冻，我们采取的措施是在消防水池增加蒸汽管道，利用多余的蒸汽进行升温，同时水管道采取电伴热的方法可以达到防冻目的，增加到资金很少，只有水池资金的百分之一所以可忽略，电伴热的用电量也很少，与所节省的资金相比也可以忽略。3.3 循环水池由全地下结构改成全地上结构常规设计的循环水池与消防水池一样，为全地下结构，优点是保温效果好，利于防冻；本设计的循环水池则是全地上形式，其投资与全地下接近，省去了投资最大

10、的循环泵房，循环泵房的造价比循环水池高出50%以上，省去了泵房中的吊车和真空吸水装置，达到开泵就能够出水的目的。当然省去泵房需要有保温及防冻措施，设计有些复杂，但是，保证运行稳定是设计的宗旨。为了防冻，设计上在水池内部采用了蒸汽伴热，管道采用了电伴热的措施，总体上节省了40%以上的资金。由于取消了循环泵房，所以土建方面节省资金最突出。4 其它节能内容4.1 精确计算循环水量水泵与冷却塔是否匹配也是节能与节省资金的一个环节，本工程实际用循环水量最大为340 m3/h，设计循环水量Q=346 m3/h，根据工艺装置用循环水的最大高度，准确计算管道的阻力损失，加上工艺要求的最低压力，设计上选择扬程H

11、=38 m，达到合理、匹配、计算准确的宗旨。4.2 让循环泵运行在高效区水泵的效率范围很宽，一般在60%80%之间，有的甚至在40%90%之间，一般来说效率只要提高8%，一年节省的电费就相当于泵的总造价，而低效率的泵比高效率的泵其成本低不了多少，该设计循环泵的效率在80%以上。仅选择高效水泵是不够的，因为效率是指水泵的最高数值，例如效率为80%的泵，实际上效率的范围是在30%80%之间。本设计根据效率曲线图，结合循环水量，使泵保持运行在最高效率范围78%82%之内。5 结语 化工企业的循环水及消防水系统电负荷大，有必要进行技术改造。山东滨州吡咯烷酮项目通过工艺流程创新及改变常规加压输送的设计方案，让消防水池的水自行流入到循环水池，用液位控制器调节水位的高低，使得操作更简单，运行更稳