化工厂循环冷却水系统节能改造方案经济性分析

化工厂循环冷却水系统节能改造方案经济性分析目前，国外工业循环水泵运行效率一般在70%左右，而我国平均运行效率约为50%左右，可见工业循环水系统节能有着广阔的空间。化工厂冷却循环水系统运行时需要设置的参数较多，运行条件容易发生变化，循环系统中水泵机组的参数优化过程较为复杂，造成了冷却循环水系统在运行时实际工况容易偏离最佳工况点，即管路及水泵产生过多的无效阻力，造成系统能源利用率偏低，浪费电力严重。标签：化工厂；循环冷却水系统；节能改造；方案经济性1工业循环冷却水系统构成及原理工业循环冷却水系统，由单级双吸式离心泵，冷却塔，风机，旁滤系统，以及监测换热系统等部分构成。通过离心泵将凉水塔池中的水打到生产车间的换热器中，从而给换热器将温，然后循环回来的水在泵压作用下流向塔顶，再通过横流式和逆流式冷却塔将其降温，如此循环往复，使水资源在不断冷却过程中，实现循环利用。2工业循环冷却水系统的安全与节能设计思路2.1工业循环冷却水系统的安全问题及设计思路2.1.1工业循环冷却水系统的安全问题工业循环冷却水系统安全问题，主要体现在以下方面：（1）水力不平衡：水力不平衡问题，一般由冷却水系统运行稳定性差有关，主要体现在流量以及压力不稳定两方面，从根源上看，在于系统设计不合理。管路设计不合理，管径大小不符合系统需求，会导致设备与设备之间水头损失增加，致使水力不平衡问题发生。（2）冷却塔冷却效果欠佳：冷却塔冷却效果差，易对系统的安全性造成影响，该问题一般由冷却塔位置不合理或进出水不均匀等多导致，冷却塔位置不合理，导致进风侧受遮挡，进出水不均匀，部分冷却塔承受冷却水量负荷过大，都会影响系统的安全性。2.1.2工业循环冷却水系统安全设计思路（1）水力不平衡问题的安全设计思路：在同一系统中，通常采用同一水泵加压，因此，各个设备最初压力相同，可通过以下思路，确保系统运行过程中，设备的水压相等：首先，调整水头损失，提高设备与设备之间压力的平衡性。其次，加大各设备的支管水头损失，确保水压平衡。（2）冷却塔冷却效果安全思路：通过计算，将冷却水量均匀平摊到各个冷却塔上。优化冷却塔布置。2.2工业循环冷却水系统的节能问题及设计思路2.2.1工业循环冷却水系统的节能问题根据季节的不同，系统对循环水量以及循环水出塔温度的需求也不同，如不根据季节对其进行调整，在冬季，系统对能源的浪费将会极大增加。另外，冷却塔内气水比取值不当，也会对耗能问题造成影响。2.2.2工业循环冷却水系统节能设计思路（1）对系统进行合理设计，增加气水比，提高冷却塔冷却能力。（2）根据季节的不同，人为调整冷却塔各项参数。（3）充分利用循环冷却水系统余热，降低能耗，提高系统节能水平。3循环水系统节能改造概括3.1现阶段循环水系统运行情况通常情况下，工业循环水系统中会流入冷却塔的水流包含着巨大的能量，具体体现在下面几个方面：首先是由于换热设备的位置较高，导致循环水必须泵至很高的位置，循环水的最高位置到出口或热水池之间具有较大的位差，这种位差致使循环回水具有较高的位能，又称作势能；其次水泵富余，也就是所选择的水泵具有较大的额定扬程。这是由于计算系统阻力是通过主观经验而判断的，具有较大的主观性，因此在设计的过程中考虑到安全性，就会选择扬程较大的水泵，大部分都高于10米。因此，水泵为循环水所提供的能量会出现富余现象。以上所说的两张能量浪费现象在大部分化工企业中都是普遍存在的。3.2水轮机项目改造工艺介绍水轮机是一种将水流所产生的能量转化为旋转机械的动力设备，它属于原动机范畴，主要依靠水能进行工作。它的应用使企业在生产过程中的电耗大大降低，为企业降低了生产成本，对于生产企业来说是一种必不可少的节能降耗途径。水轮机根据工作原理通常可以分类为冲击式水轮机与反冲击式水轮机两个类型。冲击式水轮机的转轮是在水流冲击的作用下而产生旋转的，在运转过程中部分转轮受到水流的作用于大气发生联通，從而产生动能的转换。反冲击式水轮机又可以分为混流式、轴流式、斜流式、和贯流式几个类型。反击式水轮机在运转过程中其转轮流道完全被水充斥，所有叶片在同一时间受到水流作用，因此在相同的水头下转轮直径通常会小于冲击式水轮机。4循环冷却水系统的具体改造方案及改造效果4.1节能改造具体方案正确应用水轮机可以有效地将富余能量转化为动能来进一步利用。在冷却塔原有的电动机位置处使用水轮机来替代电动机，并通过联轴器、传动轴、减速机等部位将上塔主管道引至塔平台上（应适当根据工作情况对减速比率进行调节，并选择配套的减速机，具体可以选择使用方所指定的品牌，确保与元减速机保持一致），再通过主管道将水流引至水轮机的水流进口部位，做功完成之后再将水流从水轮机的出口部位引至原来的布水主管道中。4.2节能改造效果分析该改造通过应用水轮机对原循环冷却水系统中产生的富余能量进行了充分利用，并确保了水泵出口的压力不变。因此水泵的流量也与改造之前保持一致，唯一的区别在于水轮机将电动机所浪费的压能转换为了旋转动力，完全替代了原有的电动机驱动风机，使电能消耗有效降低。这一改造方案在不改变原冷却塔系统内部结构的情况下实现了电发动机所具有的相同的功能，并节约了电耗，冷却效果保持一致。5循环水冷却系统节能改造的经济效益以本企业流量为4500m3/h的温塔为例，计算取消功率为200KW的电机后所节约的电能。该企业一共有10台水轮机，冷却塔电机功率为200KW，实际功率为107KW，每年使用时间按照330天籁计算，每天使用时间按照24小时来计算，则每年所需消耗的电力为：107KW*330天*24小时*10台=8474400度/年。若电价按照0.5元/度进行计算，则每年所需要消耗的总费用为：0.5元/度×8474400度/年=423.72万元/年。按照具体普查结果得出，电机日常维护保养及管理所花费的最低成本为10元/吨/年，那么总成本为：10元/吨/年×4500T×10台=45万元/年。由此可以计算出循环水冷却系统节能改造每年所消耗的总费用为423.72万元/年+45万元/年=468.72万元/年。6结语综上所述，我们