52四川化工第15卷2012年第2期循環(huán)水的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和管理白偉東陳翠杰魏景宏(北京中實(shí)國(guó)金國(guó)際實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證研究有限公司,北京,100081)摘要循環(huán)水作為化工企業(yè)必不可少的一個(gè)組成部分,在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。循環(huán)水系統(tǒng)主要包括了兩個(gè)系統(tǒng)平衡:供水與工業(yè)系統(tǒng)之間熱的平衡;循環(huán)水回水和空氣之間熱的平衡。全面、正確、有效地對(duì)循環(huán)水的兩個(gè)系統(tǒng)平衡進(jìn)行管理和操作將為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益關(guān)鍵詞:循環(huán)水換熱系統(tǒng)平衡經(jīng)濟(jì)效益循環(huán)水系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單看做如圖1所示的一個(gè)流(Q1:循環(huán)水回水流量,△T1:循環(huán)水回水換熱前后溫程:主要構(gòu)成部分有涼水塔、循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、換熱差,Q2:空氣對(duì)流流量,△T2:空氣換熱前后溫差)。器等三大部分。循環(huán)水蓄水池中的水通過(guò)循環(huán)水泵1.2循環(huán)水和系統(tǒng)介質(zhì)二者之間平衡送入系統(tǒng)裝置中的換熱器,與系統(tǒng)中的各種介質(zhì)進(jìn)循環(huán)水泵將循環(huán)水送入系統(tǒng)與其他介質(zhì)進(jìn)行換行換熱,加熱后的水送到?jīng)鏊?進(jìn)人涼水塔的水與熱,理想狀況下,整個(gè)換熱過(guò)程滿(mǎn)足公式Q3×△T3逆流的空氣進(jìn)行換熱,達(dá)到水循環(huán)和換熱的目的。=Q4×△T4(Q3:循環(huán)水進(jìn)口流量,△T3換熱器進(jìn)出口循環(huán)水溫差,Q4:系統(tǒng)介質(zhì)進(jìn)口流量,△T4:換熱器進(jìn)出口系統(tǒng)介質(zhì)溫差)。水塔2系統(tǒng)運(yùn)行狀況唐山某化工企業(yè)20萬(wàn)噸/年二甲醚裝置常年維持循環(huán)水夏季平均溫差3.56℃,冬季平均溫差為3.83℃C。唐山某化工企業(yè)某一時(shí)期生產(chǎn)運(yùn)行負(fù)荷為50%~60%,循環(huán)水崗位,共有三臺(tái)循環(huán)水泵,一開(kāi)兩停,涼水塔塔頂有兩個(gè)風(fēng)機(jī),全停狀態(tài)。循環(huán)水運(yùn)圖1循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)圖行情況匯總表見(jiàn)表1。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)繪制的循環(huán)水水溫變化圖1兩個(gè)系統(tǒng)平衡(見(jiàn)圖2),循環(huán)水的溫差基本恒定在3.83℃左右,系1.1循環(huán)水回水空氣兩者之間平衡統(tǒng)補(bǔ)水量較低,系統(tǒng)生產(chǎn)較為穩(wěn)定。循環(huán)水回水、空氣兩者之間的平衡直接決定了表1DME裝置冬季運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表循環(huán)水泵出水的溫度。循環(huán)水回水與空氣進(jìn)行換熱時(shí)間出水溫度回水溫度溫差補(bǔ)水量溫差平均值01:0024.528.2達(dá)到水冷卻的目的,通過(guò)涼水塔塔頂?shù)囊L(fēng)機(jī)的風(fēng)02:0024.02.93.9量大小調(diào)節(jié)來(lái)控制循環(huán)水的供水溫度。理想狀況04:0023.827.63.8下,整個(gè)換熱過(guò)程滿(mǎn)足公式Q1×△T1=Q2×△T2,05:0023.42.13.7第2期循環(huán)水的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和管理時(shí)間出水溫度回水溫度溫差補(bǔ)水量溫差平均值時(shí)間出水溫度回水溫度溫差補(bǔ)水量溫差平均值34.122.73.717:0030.333.93.6314m33.608:0022.726.33.618:0034.122.626.33.720:0031.034.5120000526.43.821:0031.034.526.634,5126.93.823:0031.034.414:0023.227.13.927.4注:循環(huán)水共三個(gè)泵(流量:1200m3h,揚(yáng)程:50m,轉(zhuǎn)速:1430r/16:0024.428.33.9in,功率:280kW),三泵全開(kāi);兩臺(tái)風(fēng)機(jī)(功率:32kW),風(fēng)機(jī)全開(kāi)17:0025.129.24.14lm318根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)繪制的循環(huán)水水溫變化圖25.619:0025.829.8(見(jiàn)圖3),循環(huán)水的溫差基本恒定在356℃左右,系統(tǒng)補(bǔ)水量較大,系統(tǒng)生產(chǎn)較為穩(wěn)定0026.029.9循環(huán)水水溫變化團(tuán)22:0025.929.83.9進(jìn)水溫度四網(wǎng)水溫度亠23:0026.00:0025.43.7注:獷環(huán)水共三臺(tái)泵(流量;1200m3/h,揚(yáng)程:50m,轉(zhuǎn)遠(yuǎn):1430r/min,功率:280kW,揚(yáng)程:50m),一開(kāi)兩停,風(fēng)機(jī)二臺(tái),全關(guān)m進(jìn)水溫度口15.0圖3夏季循環(huán)水水溫變化根據(jù)GBT501022003工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,循環(huán)水的溫差為8~12℃,從目前循環(huán)水的運(yùn)行情況看,系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定,Q4X△T4是一個(gè)固圖2冬季循環(huán)水水溫變化圖定值。循環(huán)水溫差明顯低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)8~12℃,由公式Q3×△T3=Q4×△T4可知,當(dāng)系統(tǒng)介質(zhì)Q4表2DME裝置夏季運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表△T4一定時(shí),循環(huán)水的進(jìn)出溫差△T3越小,那么所需的循環(huán)水量Q3越大。由于系統(tǒng)出水和回水溫差較時(shí)間出水溫度回水溫度溫差補(bǔ)水量溫差平均值小,故可以通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的進(jìn)口閥v1的開(kāi)01:0029.533.13.6130m3度,減小循環(huán)水的流量Q,同時(shí)調(diào)節(jié)換熱裝置中循02:0029.50029.環(huán)水進(jìn)出口閥門(mén)(V-6和V-7)的開(kāi)度,增加循環(huán)水04:0029.633.2在換熱裝置中停留時(shí)間,使得系統(tǒng)循環(huán)水溫差達(dá)到s:0029.633.23.606:0029.733.23.58~12℃,達(dá)到充分換熱和充分利用系統(tǒng)能量的目07:0029.7的8:0029.933.33.40930.133.73.6297m33.53效益分析10:0030.033.63.611:33.43.1冬季循環(huán)水效益12:0030.333.3.413:0030.433.8系統(tǒng)循環(huán)水水泵處于全開(kāi)狀態(tài),循環(huán)水流量為14:0030.433.915:0030.5Q1=1200m3/h,循環(huán)水平均溫差為△T1=3.83℃則可以計(jì)算:循環(huán)水泵的功率280kW,小時(shí)耗電量四川化工第15卷2012年第2期為280kW/h,電價(jià)0.60元/kW/h,年電費(fèi)約為換熱總溫差8℃左右的要求。這樣半年(400h)氣134.4萬(wàn)元。溫相對(duì)較高時(shí)期可帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益為:根據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可知,該企業(yè)循環(huán)水的進(jìn)回M2=P×0.60元/kW·h×8000h/2水的溫差383℃遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),按照國(guó)家相關(guān)規(guī)則M2=280kW×0.60元/kW·h×4000h定,循環(huán)水夏季溫差控制在8C左右,冬季溫差控制67.20萬(wàn)元在12℃左右。生產(chǎn)負(fù)荷一定情況下,Q4×△T為固在相同條件下,減小循環(huán)水流量Q3,可減少開(kāi)定值,所以根據(jù)公式Q3×△T3=Q4×△T4計(jì)算,當(dāng)泵的臺(tái)數(shù)和負(fù)荷,通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)整可滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)壓△T3=12℃時(shí),Q3=383m3/h力的要求,可以減少磨損、延長(zhǎng)泵的使用壽命△Q=(1200m3/h-383m/h)=817m3/h=4結(jié)論(817m3×1000kg/m3)/(1h×3600s/h)226.94kg/s通過(guò)以上計(jì)算分析不難發(fā)現(xiàn),20萬(wàn)噸/年的二H=50m;甲醚裝置每年運(yùn)行約需花費(fèi)人工費(fèi)用約為120萬(wàn)P=△Q×H=22694kg/s×50m=11347kg·元/年,而由于日常疏于對(duì)循環(huán)水的管理,則由循環(huán)n/s=111.24kW水溫差造成的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)到100多萬(wàn)元/年。循所以在50%~60%負(fù)荷條件下,循環(huán)水半年環(huán)水作為化工企業(yè)最基礎(chǔ)的組成部分,有效的管理(4000k)氣溫相對(duì)較低時(shí)期可節(jié)省的電費(fèi)為:和運(yùn)行將可以為公司節(jié)省較大的生產(chǎn)運(yùn)行成本,也M1=11125X0.60元/kW·h×400h=是增加公司利潤(rùn)的一個(gè)重要組成部分266988元=20.70萬(wàn)元32夏季循環(huán)水效益參考文獻(xiàn)[1]張榮德.焦化循環(huán)水冷卻系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用[].冶金能夏季循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵出現(xiàn)開(kāi)三臺(tái)泵,風(fēng)源,1999,18(5):19-20.機(jī)開(kāi)兩個(gè)的情況循環(huán)水平均溫差為3.57℃(生產(chǎn)(2]張立平鮑建芝,安會(huì)強(qiáng),等.優(yōu)化循環(huán)冷卻水系統(tǒng)提高循環(huán)水負(fù)荷100%)。那么在此情況下,減小V-4閥門(mén)的開(kāi)濃縮倍數(shù)[]河北化工,200,29(9):42-43度,延長(zhǎng)循環(huán)水在換熱裝置內(nèi)的停留時(shí)間同時(shí)將循[3]GB10287,工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范[S]環(huán)水泵改為兩開(kāi)一停,開(kāi)兩個(gè)風(fēng)機(jī),加大風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)41cB150102005業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范[Sl速,加大對(duì)循環(huán)水進(jìn)行對(duì)流換熱將足可以滿(mǎn)足系統(tǒng)Economic Operation and Management of the Circulating Wateri Weidong, Chen Cuijie, Wei JinghongChina Nil Research Center for Pro ficiency Testing, Co, Ltd, Beijing 100081, China)Abstract Circulating water is an indispensable part in the chemical industry, it plays an important role during the process of chemical production, Circulating water system mainly consists of two systems The firstbalance is heat balance between water supply and industrial system; The second balance is the heat balancebetween circulating backwater and air. Comprehensive, correct, effective management and operation onthe two balance of circulating water system, will bring huge economic efficiency for the enterpriseKey words: circulating water; heat transfer; system balance; economic benefit