第29卷第4期合成技術(shù)及應(yīng)用Vol 29 No 42014年12月SYNTHETIC TECHNOLOGY AND APPLICATIONDee.2014設(shè)備改造工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用汪家銘(川化集團(tuán)有限責(zé)任公司四川成都610301)摘要:工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)為石油和化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、綠色生產(chǎn),完成“十二五”節(jié)能減排目標(biāo),提供了一種先進(jìn)適用的新技術(shù)。介紹了該技術(shù)的基本原本原理、技術(shù)改造及應(yīng)用現(xiàn)狀關(guān)鍵詞:工業(yè)循環(huán)水節(jié)能新技術(shù)研究應(yīng)用中圖分類號(hào):TQ085.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1006-334X(2014)04005203根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定,企業(yè)高溫產(chǎn)品、設(shè)備必須用目標(biāo)工業(yè)循環(huán)水冷卻,循環(huán)水系統(tǒng)以水為介質(zhì)用于工藝該技術(shù)由系統(tǒng)運(yùn)行能量利用效率分析技術(shù)、系過(guò)程的冷(熱)量交換和傳送,在這其中涉及循環(huán)水統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化整改技術(shù)、系統(tǒng)能量監(jiān)測(cè)和控制技泵組、管網(wǎng)、換熱裝置、制冷設(shè)備、冷卻塔等全流程,術(shù)及高效節(jié)能產(chǎn)品與制造技術(shù)組成。其主要技術(shù)內(nèi)其主要依靠水泵為動(dòng)力源來(lái)推動(dòng)循環(huán)水流動(dòng)。容包括:a)循環(huán)水系統(tǒng)各換熱設(shè)備、管網(wǎng)、泵站的壓據(jù)不同國(guó)家工業(yè)統(tǒng)計(jì),水泵的耗電量約占全國(guó)發(fā)電力、流量、溫度等運(yùn)行參數(shù)精確采集技術(shù);b)換熱網(wǎng)量的15%~21%。當(dāng)前,我國(guó)循環(huán)水用量已經(jīng)占到絡(luò)優(yōu)化和管網(wǎng)水力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型建立;c)對(duì)流量工業(yè)用水總量的70%,工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)用泵能耗占管網(wǎng)阻力、水泵運(yùn)行效率等專家分析診斷及優(yōu)化系到70%以上,運(yùn)行能耗巨大統(tǒng);d)水力平衡調(diào)節(jié)裝置、高效節(jié)能泵等多種針對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)在石油化工等領(lǐng)域是必不可少的基性強(qiáng)的系列高效節(jié)能產(chǎn)品本環(huán)節(jié),其以水泵為動(dòng)力源,電能消耗較大,約占石在工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)水泵化生產(chǎn)過(guò)程中總用電量的8%~10%。據(jù)國(guó)外統(tǒng)水量和智慧閥門(mén)的輸配協(xié)同節(jié)能優(yōu)化控制,將冷卻計(jì),工業(yè)循環(huán)水泵系統(tǒng)運(yùn)行效率約70%,我國(guó)工業(yè)終端的溫度嚴(yán)格控制在設(shè)定的區(qū)間內(nèi)。智慧閥門(mén)始循環(huán)水泵系統(tǒng)運(yùn)行效率約為50%,有的不合理的系終處在大開(kāi)度位置進(jìn)行實(shí)時(shí)智能調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜統(tǒng)運(yùn)行能量浪費(fèi)高達(dá)40%以上,最少的也有20%左管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)水力和熱力平衡,使系統(tǒng)流量與管網(wǎng)阻右2。目前,我國(guó)石化行業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在能尼極小化。根據(jù)冷卻水溫度的在線檢測(cè),對(duì)冷卻塔耗較高的現(xiàn)象,與先進(jìn)國(guó)家相比,水泵效率低5%以的智慧閥門(mén)和冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化控制,在自適應(yīng)滿上,系統(tǒng)效率低20%以上。因此,推廣工業(yè)冷卻循足冷卻塔管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)水力平衡、熱力平衡及高效輸環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)對(duì)行業(yè)節(jié)能意義重大。配條件下,使各個(gè)冷卻塔的冷卻效果最優(yōu)化。在實(shí)1基本原理行上述三項(xiàng)控制的同時(shí),確定水泵組的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)和變頻的優(yōu)化控制,使水泵輸出功率極小化,機(jī)組效率工業(yè)循環(huán)水節(jié)能優(yōu)化技術(shù)根據(jù)流體力學(xué)與熱交極大化,從而最大程度節(jié)電。在總結(jié)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行換原理,分析工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)能量輸配與交換效率,基礎(chǔ)上,可對(duì)水泵的規(guī)格特性進(jìn)行調(diào)整和改造,以達(dá)并采用先進(jìn)節(jié)能控制方法結(jié)合智慧閥門(mén)技術(shù)、工業(yè)到水泵機(jī)組的能效優(yōu)化配置。同時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)智慧變頻技術(shù),對(duì)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中水泵、閥門(mén)與管網(wǎng)、閥門(mén)技術(shù)實(shí)珋了循環(huán)水系統(tǒng)流程各參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、終端熱交換器、冷卻塔等單元進(jìn)行優(yōu)化控制,將循環(huán)系中國(guó)煤化工可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)水冷卻終端的溫度、流量和工藝參數(shù)嚴(yán)格控制在設(shè)程CNMHG定的區(qū)間內(nèi),進(jìn)行循環(huán)水系統(tǒng)流程各參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)收稿日期:2014-11-26系統(tǒng)能效分析與運(yùn)行優(yōu)化,使復(fù)雜管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)水力作者簡(jiǎn)介:汪家銘(1949—),男,江蘇蘇州人,工程師,從事化工科和熱力平衡,確保系統(tǒng)流量與管網(wǎng)阻尼極小化,以提技期刊編輯及化工情報(bào)信息工作,先后在國(guó)內(nèi)各種公開(kāi)刊物上發(fā)表高工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)整體能效,實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能的過(guò)化工科技論文260余篇第4期汪家銘.工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用532技術(shù)改造歐亞賜福集團(tuán)、LG甬興化學(xué)、遼寧化學(xué)工業(yè)公司等,正處于大范圍推廣應(yīng)用階段。工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)因其實(shí)際應(yīng)該技術(shù)在鋼鐵、石化、電力、化工、化纖、醫(yī)藥、冶用節(jié)能效果顯著,目前已在全國(guó)成功應(yīng)用于近I000~金、樓宇中央空調(diào)、城鎮(zhèn)區(qū)域供熱、城市供熱等行業(yè)個(gè)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造項(xiàng)目,其中有相當(dāng)一中應(yīng)用,與原有循環(huán)水系統(tǒng)相比,節(jié)能改造后綜合節(jié)部分石化企業(yè),如上海石化、南京化工、揚(yáng)子石化、大能率達(dá)到30%~60%,節(jié)電率一般在20%~85%,慶石化、鎮(zhèn)海煉化、巴陵石化、中化集團(tuán)、柳化股份、節(jié)能效果十分明顯。兩種典型工業(yè)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)大化集團(tuán)、上海醫(yī)藥集團(tuán)、菱花味精、福建金綸石化、的技術(shù)改造規(guī)模情況見(jiàn)表Ⅰ所示。表1兩種典型工業(yè)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的技術(shù)改造規(guī)模系統(tǒng)技改項(xiàng)目0.3Mt/a合成氨循環(huán)水系統(tǒng)780m3高爐鼓鳳機(jī)透平拖動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)相應(yīng)配置循環(huán)水量35000/h,配7臺(tái)冷卻水泵,其中2臺(tái)配功率為6臺(tái)900kW冷卻泵(2用4備)2240kW,1臺(tái)配功率為900kW,4臺(tái)配功率為1000kW相應(yīng)配7臺(tái)冷卻塔主要技改內(nèi)容換熱網(wǎng)絡(luò)及配水管網(wǎng)的不利因素優(yōu)化整改與調(diào)整,特別是換熱網(wǎng)絡(luò)及配水管網(wǎng)的不利因素優(yōu)化整改與調(diào)解決了純堿廠和加氯車(chē)間最不利點(diǎn)的水力平衡問(wèn)題。評(píng)整,特別是解決了供水總管止回閥阻力異?，F(xiàn)象價(jià)原泵站性能,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),確定高效節(jié)能泵最優(yōu)工評(píng)價(jià)原泵站性能,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),確定高效節(jié)能作參數(shù)及葉輪的水力模型設(shè)計(jì)。通過(guò)系統(tǒng)改造更換7臺(tái)泵最優(yōu)工作參數(shù)及葉輪的水力模型設(shè)計(jì)。通過(guò)系高效節(jié)能泵。統(tǒng)改造更換6臺(tái)高效節(jié)能泵主要設(shè)備水力平衡提升調(diào)節(jié)裝置2套,高效節(jié)能泵7臺(tái);循環(huán)水在PLC計(jì)量系統(tǒng),止回閥6臺(tái),高效節(jié)能泵6臺(tái)。線檢測(cè)與能源管理系統(tǒng)1套節(jié)能技改投資額/萬(wàn)元1470建設(shè)期投資回收期/年年節(jié)能/噸標(biāo)準(zhǔn)煤3048年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益/萬(wàn)元3應(yīng)用現(xiàn)狀案通過(guò)優(yōu)化水泵水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及提高制造精度來(lái)增加泵本身的效率,同時(shí)通過(guò)水泵、配套電機(jī)工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)現(xiàn)已被列入傳動(dòng)裝置、管網(wǎng)和用水設(shè)備匹配來(lái)提高冷卻水系統(tǒng)國(guó)家發(fā)改委正式對(duì)外公布的第五批國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技效率,并準(zhǔn)確計(jì)算出用水設(shè)備和流體輸送相匹配的術(shù)推廣目錄中,適用于石油化工、機(jī)械電子、鋼鐵冶最佳工藝點(diǎn)。經(jīng)過(guò)節(jié)能改造后,千噸水節(jié)電率為金、食品制藥、化纖、熱電等相關(guān)領(lǐng)域中用電力驅(qū)動(dòng)3%。在不考慮全年多送水量的情況下,每小時(shí)節(jié)的循環(huán)水系統(tǒng)。電614.1kW·h。按全年全天運(yùn)行,年總節(jié)電3.1大慶石化公司537.95萬(wàn)kW·h,年節(jié)電額約269萬(wàn)元,節(jié)能降耗效大慶石化公司水汽廠處理能力3000m3/h的鋼果顯著3。結(jié)構(gòu)大型冷卻塔,近年來(lái)冷卻效果逐年下降,收水器3.3其他企業(yè)老化變形,使大量的循環(huán)水漂出塔外,造成水和藥劑揚(yáng)子石油化工公司通過(guò)對(duì)催化裂化裝置冷卻循大量損失。該廠實(shí)施了循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)改造,環(huán)水系統(tǒng)實(shí)施技改,每年可節(jié)省用電量395萬(wàn)kW合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝,采用管式閉路配水取代原有設(shè)h計(jì)槽式配水,通過(guò)集中配水,減少水源擴(kuò)散面積,降杭州邦聯(lián)氨綸有限公司將原先氨綸生產(chǎn)裝置的低循環(huán)水漂滴損失率。同時(shí),還采用薄膜點(diǎn)滴混裝聚酯工藝、動(dòng)力車(chē)間兩套獨(dú)立冷卻循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行專利技術(shù),安裝了新式多波雙功能收水器,可以進(jìn)行優(yōu)化,每年可節(jié)省用電量合計(jì)281萬(wàn)kW·h次收水,使冷卻效率、填料強(qiáng)度和抗老化性均得到大化集團(tuán)有限責(zé)任公司的合成氨聯(lián)合生產(chǎn)裝置了較大提高。該項(xiàng)循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造完成后每年冷中國(guó)煤化工節(jié)電達(dá)到1366萬(wàn)kW可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用18萬(wàn)余元4。hCNMHG3.2巴陵石化公司浙江新和成有限責(zé)任公司投資3000多萬(wàn)元的巴陵石化公司己內(nèi)酰胺事業(yè)部第一循環(huán)冷卻水循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造項(xiàng)目,節(jié)能效果也非常顯著。系統(tǒng)共有單級(jí)雙吸離心泵9臺(tái),存在著水泵運(yùn)行效酒鋼集團(tuán)不銹鋼二期軟環(huán)泵循環(huán)水系統(tǒng)中成功率偏低、千噸水耗電量高等問(wèn)題。采用節(jié)能技改方應(yīng)用,節(jié)電率達(dá)62%以上,年節(jié)電達(dá)660萬(wàn)kW54合成技術(shù)及應(yīng)用第29卷帶來(lái)增長(zhǎng)2.4%~3%的直接經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)計(jì)到四川美豐集團(tuán)美青氰胺有限責(zé)任公司主要生產(chǎn)2015年該技術(shù)若在相關(guān)領(lǐng)域推廣15%,可形成的年經(jīng)營(yíng)化肥原料,每年綜合能源消耗量達(dá)到76萬(wàn)t標(biāo)節(jié)能能力約155萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。準(zhǔn)煤。而合成氨的工藝?yán)鋮s水,其耗能在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中是最大的,通過(guò)將水泵進(jìn)行節(jié)能改造,工藝?yán)鋮⒖嘉墨I(xiàn)卻水系統(tǒng)節(jié)電率近30%。1]馮瓊,張秋紅,馮平平,工業(yè)循環(huán)水運(yùn)行評(píng)價(jià)和處理方案[J]結(jié)語(yǔ)[2]龍德曉,李志明.多冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)的能耗優(yōu)化[J].節(jié)能技術(shù),2010,28(2):3-6常規(guī)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行模式主要為恒流量運(yùn)[3]趙凱.工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[EB/OL].hp:行,能耗大,普遍存在效率低、能耗高的技術(shù)難題。wenku. baidu. com/view/d20721553elec5 da50e27015. html采用工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改造,施工方便節(jié)能效果顯著,系統(tǒng)運(yùn)行中無(wú)振動(dòng)、噪音低、維護(hù)檢「4]鄭璐,循環(huán)水優(yōu)化為行業(yè)降耗增效IN].中國(guó)化工報(bào),2013-01修方便,維修工作量少,而且可以不停產(chǎn)進(jìn)行維修。[5]吳波,趙從菊冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造[冂.節(jié)能與環(huán)保按照石化行業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的用電量占整個(gè)電耗的2009,(11):53-558%~10%,使用優(yōu)化技術(shù)后節(jié)能30%計(jì)算,通過(guò)循[6]唐長(zhǎng)忠,湯中彩,沈新榮,工業(yè)循環(huán)水WECS改造技術(shù)的應(yīng)用環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化至少可以為整個(gè)石油化工行業(yè)探討[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2013,(2):58-61Energy saving optimization techniques of industrial coolingcirculating water system and it's applicationsWang JiamingSichuan Chemical Works Group Lid, Chengdu Sichuan 610301, China)Abstract: Industrian circulating water system and energy saving provides a kind of advanced and applicabletechnology, for implement cleaner production, green production, complete the twelfth five-year" energy conservation and emissions reduction targets in the oil and chemical enterpises. In this article introduces the basic principletechnical reformation and application status of the technology.Key words: industrical circulating water; energy saving; new technology; research; application中國(guó)煤化工CNMHG