導(dǎo)語(yǔ)：煉油化工循環(huán)水節(jié)能降耗的可行性一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：煉油化工循環(huán)水場(chǎng)大多采用填料式的離心泵和普通軸流風(fēng)機(jī)，選型落后、效率較低，存在嚴(yán)重的高能耗現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)際測(cè)量運(yùn)行參數(shù)并重新對(duì)泵、風(fēng)機(jī)和水力閥等關(guān)鍵部分進(jìn)行水力學(xué)計(jì)算、合理選型，能效改造后能降低20%以上，效果明顯。因此具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：離心泵；風(fēng)機(jī)；微阻閥；節(jié)能降耗

循環(huán)水作為煉油化工企業(yè)等大型工業(yè)企業(yè)之必不可少的公輔系統(tǒng)，在生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，實(shí)際生產(chǎn)中因設(shè)備老舊、技術(shù)落后或其他管理問(wèn)題，產(chǎn)生了嚴(yán)重的高耗能。在當(dāng)前國(guó)家推進(jìn)綠色發(fā)展、碳中和、碳達(dá)峰戰(zhàn)略的背景下，需要結(jié)合新技術(shù)和新方法對(duì)循環(huán)水的生產(chǎn)進(jìn)行節(jié)能降耗研究，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1背景

循環(huán)水系統(tǒng)是石油化工的能耗大戶，尤其是其電能消耗在全廠占比很大。惠州石化一期第一循環(huán)水場(chǎng)主要為加氫、重整裝置設(shè)備提供循環(huán)水，現(xiàn)場(chǎng)裝有5臺(tái)水泵、4臺(tái)水輪機(jī)，冬季循環(huán)水溫差6.2℃，夏季溫差6℃；在6～10℃控制范圍內(nèi)，系統(tǒng)供水與回水壓差約0.2MPa。目前循環(huán)水泵效率在80%左右，有較大提升空間。同時(shí)一循系統(tǒng)在夏季嚴(yán)酷氣候時(shí)，存在水溫偏高和降溫困難的問(wèn)題。循環(huán)水場(chǎng)在設(shè)計(jì)之初通常預(yù)留一定的富余能力；且根據(jù)開(kāi)工以來(lái)的實(shí)際運(yùn)行狀況，設(shè)計(jì)的確存在一定節(jié)能空間。在開(kāi)展節(jié)能降耗的大趨勢(shì)下，有必要對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

2原因及解決方案

2.1原因分析

通過(guò)對(duì)一循循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查、檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行高耗能的原因主要包括：設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行效率較低、汽蝕現(xiàn)象嚴(yán)重、密封不嚴(yán)、部分管路配置不合理、系統(tǒng)阻力較大、換熱溫差較低、冷卻塔效果還需進(jìn)一步優(yōu)化等，有系統(tǒng)自身原因，也外部用戶原因。

2.2解決方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況選取在線流體系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，測(cè)量流體壓力、測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)械的功率、檢定系統(tǒng)管路的合理性、測(cè)算系統(tǒng)特性，從而分析判斷循環(huán)水系統(tǒng)用能中的不合理因素；模擬計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算，改善動(dòng)力機(jī)械與系統(tǒng)匹配問(wèn)題，從而提出綜合節(jié)能方案，提高循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的總效率。方案內(nèi)容主要包括：換熱器單元運(yùn)行狀況檢測(cè)、冷卻塔單元運(yùn)行檢測(cè)、換熱工況、管網(wǎng)單元阻力檢測(cè)(水力閥改微阻閥)、機(jī)泵單元運(yùn)行工況檢測(cè)(揚(yáng)程、流量、效率)、風(fēng)機(jī)葉片效率檢測(cè)以及整體優(yōu)化設(shè)計(jì)、智慧能源管理平臺(tái)設(shè)計(jì)、高效節(jié)能設(shè)備的定制、安裝、調(diào)試、標(biāo)定等。

2.3改造主要內(nèi)容

改造內(nèi)容主要包括對(duì)5臺(tái)循環(huán)水泵(4臺(tái)大泵電機(jī)利舊，核算后不用換電機(jī))、5臺(tái)泵出口水力閥和5臺(tái)風(fēng)機(jī)葉片的更換改造。(1)泵重新設(shè)計(jì)選型，型式不變(仍為水平中開(kāi)單級(jí)雙吸)，將原填料密封結(jié)構(gòu)更換為機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的離心泵，同時(shí)提高制造標(biāo)準(zhǔn)至API610標(biāo)準(zhǔn)，電機(jī)保持不動(dòng)；(2)泵出口水力閥改為微阻管力閥，以降低泵出口的管阻損失；配套法蘭仍保持與現(xiàn)有閥門相同，以減少出口管線改造；(3)風(fēng)機(jī)葉片改造為新型材料制造的葉片，從而減輕葉片重量，增大風(fēng)機(jī)風(fēng)量，降低電機(jī)輸入功率。2.4考核要求(1)一循改造實(shí)施后，分冬、夏兩種運(yùn)行模式聯(lián)試考核。考核合格標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到工藝?yán)鋮s水要求和循環(huán)水工藝指標(biāo)；(2)3臺(tái)大泵并聯(lián)運(yùn)行，總管流量≥17000m3/h，總管壓力≥0.44MPa；(3)4臺(tái)(3大1小)泵并聯(lián)運(yùn)行，總管流量≥1900m3/h，總管壓力≥0.46Pa，同時(shí)冷卻塔水輪機(jī)進(jìn)水管壓力≥0.12MPa；(4)改造后一循供水總能力達(dá)到原設(shè)計(jì)值的20000m3/h。2.5節(jié)能核算及能耗測(cè)定方法核算依據(jù)：將改造前現(xiàn)有的循環(huán)水系統(tǒng)使用的5臺(tái)泵運(yùn)行的電流表實(shí)際值作為計(jì)算改造前后電力消耗數(shù)據(jù)的依據(jù)。改后能耗測(cè)定方法：當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，在每臺(tái)水泵連續(xù)運(yùn)行15天的基礎(chǔ)上，每5天取一次電流表數(shù)據(jù)，取均值，再以此電耗差值進(jìn)行節(jié)能率計(jì)算。

3主要技術(shù)要點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

在本次改造中，循環(huán)水系統(tǒng)高效節(jié)能技術(shù)得到了很好的應(yīng)用，主要技術(shù)要點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)對(duì)在線流體系統(tǒng)糾偏。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，建立水力模型，判斷引起高能耗的因素，找到系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況點(diǎn)，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。(2)高位循環(huán)水系統(tǒng)糾偏。部分高低位設(shè)備存在于同一循環(huán)水系統(tǒng)中，為保證高位冷卻設(shè)備中一定的流量和壓力，需提高母管的揚(yáng)程和流量，這對(duì)低位設(shè)備而言將是巨大浪費(fèi)。通過(guò)優(yōu)化高位大型冷換設(shè)備，采用高位循環(huán)水糾偏技術(shù)，降低其幾何揚(yáng)程，從而在保證高低位設(shè)備均能正常運(yùn)行的情況下降低循環(huán)水泵的揚(yáng)程和流量，以提高運(yùn)行效率。(3)設(shè)備合理選型。根據(jù)CFD流場(chǎng)[1]理論，對(duì)改造前后雙吸離心泵流場(chǎng)三維流動(dòng)的數(shù)值進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)高效率水力模型，提高設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)，更換密封型式、優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而使泵效率達(dá)到最優(yōu)化。(4)管路系統(tǒng)優(yōu)化，結(jié)合系統(tǒng)局部管道阻力進(jìn)行計(jì)算，按照經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)，采用新式的微阻管力閥替代泵出口水力閥，最大限度減少管阻損失，提高流體輸送效率。(5)優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行控制方案，平衡個(gè)換熱器的流量并合理控制供回水溫差，對(duì)流量、官網(wǎng)阻力、水泵運(yùn)行效率等進(jìn)行建模分析，確定最佳工況點(diǎn)，并充分考慮因熱負(fù)荷及環(huán)境溫度變化引起的變工況，從而根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特征，對(duì)泵站進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和管理。(6)合同能源管理模式。在管理方式上，大膽嘗試合同能源管理模式(EMC)，提高了公司的能源利用效率，降低了公司成本，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目節(jié)能效率高、能源消耗少、環(huán)境品質(zhì)改善的目標(biāo)，在推動(dòng)企業(yè)的節(jié)能改造、減少能源消耗、建立綠色企業(yè)形象、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)過(guò)程中發(fā)揮了積極作用，獲得了穩(wěn)定的節(jié)能收益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也改變了合同能源管理模式在國(guó)企、央企推廣難度大的固化印象，產(chǎn)生了積極的影響。此種管理模式對(duì)于中、小企業(yè)以及資金短缺的大型企業(yè)較為適用；對(duì)于大型石油化工且資金充裕的企業(yè)，從經(jīng)濟(jì)角度直接投資則更加有利于企業(yè)的整體利益[2]。

4結(jié)果對(duì)比

改造后分別對(duì)泵和風(fēng)機(jī)的年運(yùn)行的運(yùn)行功耗進(jìn)行了標(biāo)定，結(jié)果如下：(1)循環(huán)水泵電耗情況核算對(duì)比(因運(yùn)行模式不固定，故核算每年的總功耗)如表1，表2，表3所示.

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，煉油化工循環(huán)水系統(tǒng)的耗能高有多方面的原因，主要因循環(huán)水量較大、配用電機(jī)功率較高，生產(chǎn)中的設(shè)備、運(yùn)行問(wèn)題導(dǎo)致的高能耗會(huì)造成巨大浪費(fèi)，無(wú)形中增加企業(yè)生產(chǎn)成本，因此需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從系統(tǒng)內(nèi)部和外部?jī)煞矫娣治鲈?、?duì)癥下藥，并結(jié)合合同能源管理或其他模式，降低企業(yè)自身風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)成本投入，實(shí)現(xiàn)快速回收投資，并達(dá)到節(jié)能降耗、降低經(jīng)營(yíng)成本和可持續(xù)化發(fā)展的目的。新技術(shù)、新管理模式的運(yùn)用在循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能降耗方面定將會(huì)得到越來(lái)越多的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程云章,駱賓海,吳文權(quán).基于CFD技術(shù)的雙吸離心泵節(jié)能技術(shù)研究[J].水力發(fā)電,2019,35(04):93-96.

[2]黃玉峰.合同能源管理(EMC)模式應(yīng)用淺析[J].山西化工,2015,35(05):48-49.

作者：：史雪冬 單位中海油惠州石化有限公司