高浓缩倍数循环冷却水系统的设计及其运行.pdf

工灌应雨
石油化工设计
Petrochemical D
2010,27(4)3~34
高浓缩倍数循环冷却水系统的设计及其运行
権海云,徐登甲,が志强,腾祥梅
(山东齐鲁石化工程有限公司,山东潞博255400)
摘要:循环水浓缩倍数是指循环冷却水系筑在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等情沉使循环水
不断浓编的倍率,它是衡曼水质控制好坏的一个重要综合指标。浓縮倍数低,耗水量、排污量均大且水处
理药剂的效能得不到充分发挥;浓繽倍数高可以减少水量,节约水处理费用。
关鍵词:浓缩倍數;循环冷却水系统;设计;管理
2005年齐鲁分公司年工业用水约70Mt。近用新鮮水总量的约20%。为节约工业水,减少排
年来,公司对节能减排项目十分重视,大力投资新污,依据中国石油化工集团公司[1999生字307
上一系列节水节能项目以提高循环冷却水系统的号文件“关于《中国石油化工集团公司炼油化工企
浓缩倍数等,收到了显著的效果。
业工业水管理制度》的通知”要求,齐鲁分公司化
在循环冷却水系统运行过程中,浓缩倍数是工系统循环冷却水系统浓缩倍数控制在4.0以
系统控制的主要参数之
提高循环冷却水上,炼油系统循环冷却水系统浓缩倍数控制在3
的浓缩倍数,可以降低补充水的用量,从而节约水以上。
资源,还可以降低排污水量,从而减少对环境的污
染和废水的处理量。此外,提高浓缩倍数还可以
循环冷却水系统的设计
节约水处理剂的消耗量,从而降低冷却水处理的1.1冷却塔型式
成本。因此,提高循环冷却水系统的浓缩倍数是
循环冷却水系统机械通风冷却塔分鼓风式和
有效节约新鲜水的主要有效措施之一。目前,中抽风式两大类;抽风式冷却塔根据塔体构造分
石化齐鲁分公司所属炼油、化工企业共有25套工为逆流式和横流式。日前在役的大中型冷却塔的
业循环冷却水系统,工业水补充水量基本占工业横流式和逆流式各有优缺点,其性能比较见表1。
表1逆流式冷却塔和横流式冷却塔的比较
项目
逆流式冷却塔
横流式冷却塔
效率
水与空气逆流接触,热交换效率高(可保持最冷的水与最干燥温度「如水量和窖散质系统相同,填料容积要比逆
低的空气接触,最热的水与最潮湿温度高的空气接触
流塔约大15%~20%
配水设备
对气流有阻力,配水系统维护、检修不便
对气流无阻力影响,维护、检修方便
风阻
因为水气逆向流効,加上配水对气流的阻挡,故风阻较大,为滅少进「比逆流塔低,进风ロ高即为淋水装置高故
风口的阻力降,往往提高进风口高度以减小进风速度
进风风速低
塔高度
因进风口高度和除水器水平布置等因素,塔总高度较高
填料髙庚接近塔高
占地面积
淋水填料平面面积基本同塔面积,故比横流塔小
平面面积较大
排出空气的回流比横流塔小
由于塔身低,风机排气回流影响较大
从表1看出,①从热力特性来看,逆流式冷却
塔由于淋水与空气逆流接触,可保持最冷的水与
收稿日期:2010-03-15。
湿度小、温度低的空气接触,最热的水与最潮湿、
作者简介:崔海云,男,1989年毕业于山东建筑工程
学院给水排水专业,学士,高级工程师,室主任,一直
温度高的空气接触,热交换效率高。②从阻力看,
从事循环水处理设计工作。联系电话:0533-7534084;
横流式冷却塔因进风口高即为淋水装置高,故进
E-mail:cuihaiyun@sohu.com
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石油化工设计
第27卷
风风速低,填料直接迎风,风阻小。③从占地面积剂的性能就显得至关重要。根据各循环冷却水系
比较,逆流式较横流式小,具有优势。齐鲁分公司统设计工况、换热器材质以及水质条件,投加适合
炼油、化工企业循环冷却水系统冷却塔型式基本的系列缓蚀阻垢剂、氯气、二氧化氯及非氧化性
为机械抽风式,1997年之前建成的基本上是横流杀菌剂等综合处理、以便控制水垢、藻类和微生
式塔,1997年之后全部是逆流式塔。目前,据统计物等对换热器造成的危害
齐鲁分公司现有循环冷却水系统25座,大小冷却1.2.3旁澽系统
塔17间,其中横流塔62间、逆流塔51间、电厂双
按规范要求,为降低循环冷却水系统中悬浮
曲线塔4间。
物含量,需对循环冷却水水量的3%~5%过滤,使
1.2循环冷却水处理设计
其浊度控制在10mg/L以下。齐鲁分公司循环冷
1.2.1补充水处理
却水系统的旁滤系统基本采用无阀滤池(双层滤
齐鲁分公司工业水来源主要为地下水和黄河料)的优点有:(1)不需要大型的网门及相应的起
水。其主要水质分析结果见表2。
闭控制设备,也无需管道和真空设备,运行可以完
表2齐鲁分公司循环冷却水系统补充水水质
全靠水力自动的控制滤池;(2)管理维护较简单
能自动冲洗。但反洗用水量大,清砂不方便。
序号
项目
新北地卜黄河水
水源地
近年来,随着过滤技术的发展,一些占地面积
1水温/C
小、过滤精度高、反洗用水量少的新型过滤器得到
pH值
7.47
应用。齐鲁分公司部分循环冷却水系统也进行了
浊度/x
电导率/(
477
1080
旁滤系统的改造,如热电厂将原有无阀滤池改为
悬浮物/(mg·L
叠片式过滤器和流沙过滤器;烯烃厂1套循环冷
6溶解性固体/(mg?L-1)
327
710
却水系统的无阀滤池改造为全自动过滤器(小型
总固体物/(mg?L
组装式过滤器)。实际运行表明节水效果明显。
8碱度(以CaCO2计)/(mg?L
198.3
9暂硬(以CaCO3计)/(mg?L
1.2.4监测换热器及日常监测
10永硬(以CaCO3计)/(mg?L
为及时了解循环冷却水系统中工艺换热器的
11总硬度(以CaCO3计)/(g?L-')296.0
结垢及腐蚀情况,每套循环冷却水系统都设置了
12COD(Mn)/(mg?L-1
监测换热器,由专业监测单位统一进行定期测试
13Cl-/(mg?L-
43.9618,14数据,并及时反馈到各管理单位。
14S04-2/(mg?L-1
60.0178.67
齐鲁分公司循环冷却水系统从补充水的软化
由表2数据可以看出,地下水和黄河水中的到循环水的过滤、加药、加氯全部实现了自动化操
硬度均较高,高浓缩倍数下运行必定会对循环冷作。循环水给水、回水温度、压力、流量,以及浊
却水热交换系统造成严重的结垢问题。因此,在度、电导率、腐蚀速率、结垢速率、浓缩倍数、污垢
系统设计阶段技术人员充分认识到此问题,对系热阻、余氯、PpH值的数据,全部在操作室显示。
统补充水采用D113大孔弱酸阳离子交换树脂进1.2.5污水回用水质控制指标
行软化处理,使其碳酸钙硬度从约200mg降至
近年来,随着节水减排工作的深入开展,齐鲁
0omg/L,Ca2++Mg2控制在约160x10-°(以Ca-分公司也投资兴建了多项污水回用工程。循环冷
CO2计),这样可大大减轻换热器的结垢问题。
却水系统具有用水量大、水质要求不高等优点,成
1.2.2循环冷却水处理

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