淺議空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統

第33卷第3期低溫與特氣Vol 33. No. 3015年6月Low Temperature and Specialty GasesJun.,2015淺議空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統左春梅,徐慶,郭媛,顧燕新(杭州杭氧股份有限公司設計院浙江杭州中山北路592號弘元大廈31004)摘要:介紹了空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統特點(diǎn),并指出在設計和管理方面應該引起重視的注意點(diǎn),以及建設完成的系統如何進(jìn)行簡(jiǎn)單改造從而節約能耗。關(guān)鍵詞:空分;循環(huán)冷卻水系統;冷卻器;節能中圖分類(lèi)號:TB657.7文獻標志碼:B文章編號:1007-7804(2015)03-0020-04doi:10.3969/jisn.1007-7804.2015.03.006The Discussion of The Cirng Cooling Water System WithAir seCompanyZUO Chunmei, XU Qing, GUO Yuan, GU YanxinDesigning Institute, Hangzhou Hangyang Co, Ltd, Hongyuan Building, Hangzhou 310014, China)Abstract: The feature of the circulating cooling water system with air separate company is introduced. Meanwhile the pre-cautions of design and management are indicated, which should be paid close attention. The reform and green method of thefinished system are also presentedKey words: air separate; circulating cooling water system; cooler; energy-saving0引言吸濕蒸發(fā)造成消耗,但冷卻效果好,適合需要大量循環(huán)冷卻水的場(chǎng)合。循環(huán)冷卻水系統是空分氣體公司處理工藝裝置空分氣體公司敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統的特點(diǎn):廢熱負荷不可或缺的重要公用工程系統,能耗占總循環(huán)冷卻水供應區域相對集中、循環(huán)水耗穩定連續能耗的2%~3%,雖然能耗占總能耗比例不大但絕(空分經(jīng)常變負荷遠離滿(mǎn)負荷操作是一個(gè)項目缺對值不小,如一套4萬(wàn)內壓縮空分設備能耗2800陷,循環(huán)水耗量變化另外會(huì )隨季節溫度適當變化)、kW,配套循環(huán)冷卻水功率為780kW(包括空冷系統冷卻器數量相對少。一家擁有2套4萬(wàn)空分的氣體大小水泵能耗),如降低循環(huán)冷卻水能耗10%,對應公司,循環(huán)冷卻水的供水總管長(cháng)度為~260m,回水功率為78kW,一年降低65.5×10kW·h電耗?？偣荛L(cháng)度~230m,冷卻器都布置在一個(gè)長(cháng)120m寬循環(huán)冷卻水系統簡(jiǎn)述33m的矩形區域內,循環(huán)冷卻水耗量基本控制在8500m3/h左右,冷卻器的數量~60個(gè),這些冷卻器空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統常規都采用敞開(kāi)分布在原料空壓機系統、空冷系統、氧壓機和氮壓機式系統,當前例外的只有ING冷能空分氣體公司采系統、膨脹機系統。循環(huán)冷卻水系統供水總管公稱(chēng)用閉式系統結構,閉式系統在本文中不進(jìn)行討論。直徑為DN1200,回水總管分為兩段,一段公稱(chēng)直徑敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統中大氣和循環(huán)水接觸,大氣為DN100一段為DN1200。該氣體公司循環(huán)冷卻中的灰塵等雜質(zhì)會(huì )進(jìn)入循環(huán)水,部分循環(huán)水被大氣水系統流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。收稿日期:2015-04-09第3期左春梅,等:淺議空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統我環(huán)冷卻水回水水莓菌環(huán)那水供水小水泵壓機高影癥機低溫癥機后奔卻器后沖卸器冷水機組水機圖1空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統流程簡(jiǎn)圖Fig. 1 The flow process chart ofting cooling water system in air separation gas company2循環(huán)冷卻水系統部分設計參數說(shuō)明右,單段填料為14m左右,循環(huán)冷卻水供水壓力要克服進(jìn)水高度差產(chǎn)生的靜液柱壓力和供水總管到進(jìn)水循環(huán)冷卻水供水溫度和回水溫度的確定:根據口的流動(dòng)阻力才可直接進(jìn)入水冷塔,一般供水總管到公司所在地連續不少于5a的每年最熱時(shí)期三個(gè)月進(jìn)水口的阻力在0MPa以下如供水壓力特別低的(一般為67、8三個(gè)月)的日平均氣溫、空氣的相對情況下可把壓降控制在0.05MPa左右以便循環(huán)水利濕度、采用涼水塔的形式、冷卻器對循環(huán)冷卻水的溫度要求等一系列參數確定?？辗衷O備在江南一般供用自身壓力直接進(jìn)水冷塔。間壁式冷卻器是循環(huán)冷卻水不直接同被冷卻介質(zhì)接觸,空分中除上述空冷塔水32℃回水40℃,在西北一般供水30℃回水40℃和水冷塔外都屬于該類(lèi)型該類(lèi)型冷卻器設計時(shí)更關(guān)循環(huán)冷卻水供水回水壓力的確定:回水壓力根據涼水塔中布水器相對回水總管標高、布水器阻力注循環(huán)冷卻水供水壓力和回水壓力的差值,而冷卻器的設計壓力一般都遠大于循環(huán)冷卻水供水壓力。損失、回水總管最遠端到布水器進(jìn)口管的循環(huán)水阻空分設備冷卻器按照循環(huán)冷卻水的合理允許溫力損失來(lái)確定。供水壓力根據回水壓力冷卻器阻升可分為三類(lèi)第一類(lèi)是采用循環(huán)冷卻水允許溫升力冷卻器出口到回水總管阻力和供水總管到冷卻的冷卻器,第二類(lèi)是溫升希望小于循環(huán)冷卻水允許器進(jìn)口阻力來(lái)確定。溫升的冷卻器,第三類(lèi)是溫升希望大于循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水總量的確定:根據所有冷卻器所需允許溫升的冷卻器。第一類(lèi)是原料空壓機氧氣壓要循環(huán)冷卻水量統計?？s機、氮氣壓縮機、膨脹機配套的冷卻器,第二類(lèi)是3冷卻器特點(diǎn)空冷系統中配套冷水機組的冷凝器,第三類(lèi)是空冷系統的空冷塔和水冷塔。冷水機組冷凝器希望的循空分設備冷卻器按照是否同冷卻介質(zhì)接觸可分環(huán)冷卻水溫升為5℃,而空冷系統的空冷塔用循環(huán)為兩類(lèi),一類(lèi)為直接接觸式冷卻器,另一類(lèi)為間壁式冷卻水溫升在12~15℃。冷水機組循環(huán)冷卻水溫冷卻器。直接接觸式冷卻器是循環(huán)冷卻水直接同被升一般為5℃,主要是冷水機組市場(chǎng)上采購的一般冷卻介質(zhì)接觸,空冷系統中的空冷塔和水冷塔是這類(lèi)是民用機組,不是真正為工業(yè)設計的工業(yè)機組民用型?？绽渌閴毫λ?塔中壓力一般在0.45MPa以循環(huán)冷卻水的溫升一般只有5~6℃,所以相應的冷上,中部進(jìn)水管口離設備底部有~11m,所以利用循凝器冷卻水溫升都按5℃設計?？绽渌醒h(huán)冷卻環(huán)冷卻水自身壓力不能夠直接進(jìn)空冷塔中部,而是需水同冷卻介質(zhì)直接接觸換熱效果好,另外空冷塔下要再設置增壓泵,也就是空冷系統的大水泵。水冷塔段供水需要使用大水泵增壓額外耗功,所以冷卻水為常壓塔,雙段填料進(jìn)水口高度離設備底部20m左的合理溫升會(huì )高很多。低溫與特氣第33卷4循環(huán)冷卻水系統設計的注意點(diǎn)量7500m3/h的直管120m計算,阻力0.0lMPa從上面兩個(gè)阻力值可看出不同供水點(diǎn)和不同回水點(diǎn)循環(huán)冷卻水供水總管上不同取水點(diǎn)的供水壓力的壓力差值都很小,這是循環(huán)冷卻水供應區域相對差回水總管上不同回水點(diǎn)的壓力差。根據圖1所集中的特點(diǎn)管道彎頭少、長(cháng)度短阻力小。示的循環(huán)冷卻水系統,有取水點(diǎn)的供水總管管道長(cháng)冷卻器設計參數提出須控制阻力值。常規項目120m,沒(méi)有一個(gè)彎頭,管道公稱(chēng)直徑DN200內徑工程人員提出給冷卻器廠(chǎng)家設計參數只有循環(huán)冷卻1200mm,最大流量8500m3/h,管道最大流速2.09水供水壓力和回水壓力而沒(méi)有冷卻器阻力值,冷卻m/s,如簡(jiǎn)單按照8500m3/h流量流過(guò)長(cháng)度為120m器廠(chǎng)家不知道供水總管和回水總管到冷卻器的管道內徑1200mm直管阻力計算,摩擦系數根據相對粗布置和阻力值,就認為冷卻器阻力值適當小于供水糙度和雷諾數查得為0.026,阻力0.0057MPa?；貕毫突厮畨毫Σ钪稻涂?。表1為圖1所示循環(huán)冷水總管按管道公稱(chēng)直徑DN1000內徑1000m,流卻水系統的部分冷卻器的流量和阻力統計。表1部分冷卻器流量和阻力統計Table 1 Flow and resistance statistical for part of cooler所在機組名稱(chēng)數量/臺位置流量/(m3·h-)阻力/kPa級冷卻器原料空壓機級冷卻器三級冷卻器級冷卻器二級冷卻器中壓氮壓機三級冷卻器四級冷卻器級冷卻器70循環(huán)氮壓機二級冷卻器三級冷卻器四級冷卻器18級冷卻器67二級冷卻器43000中壓氧透三級冷卻器113四級冷卻器l10末級冷卻器冷水機組2冷凝器254級冷卻器二級冷卻器35000低壓氧透三級冷卻器四級冷卻器末級冷卻器12050在表1的統計中,阻力最大的冷卻器是35000本相等,回水阻力也基本相等,這樣為滿(mǎn)足個(gè)別阻力低壓氧透二級冷卻器118kPa,其次是該機組的一級大的冷卻器循環(huán)冷卻水要求,需提高循環(huán)冷卻水供冷卻器90kPa,其余冷卻器阻力都小于84kPa。提水壓力,增加供水和回水的壓差。如上述第二換熱給冷卻器廠(chǎng)家的循環(huán)水參數是供水壓力035MPa器阻力從118kPa降低到90kPa,則提供8500m3h(G)回水壓力0.15MPa(G),允許壓差為0.2MPa,流量的循環(huán)冷卻水泵揚程可降低2.7m,對應泵能冷卻器阻力符合提出參數要求。如圖1所示冷卻器耗~71kW,所以控制冷卻器的阻力會(huì )有不小的節集中布置,供水總管和回水總管到各個(gè)冷卻器的距能空間。如遇上冷卻器阻力很難調整的情況,則調離相差不多,假設供水總管到各個(gè)冷卻器阻力值基整該冷卻器對應進(jìn)出口管尺寸,降低進(jìn)出冷卻器管第3期左春梅,等:淺議空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統道的阻力錄相應的循環(huán)冷卻水循環(huán)水溫差的考核和獎勵機循環(huán)冷卻水供水和回水溫差控制?？绽湎到y中制也需要制定。不進(jìn)行調節冷卻器循環(huán)冷卻水量,空冷塔的用水溫差由空冷系統定,空冷系統設計人任由循環(huán)冷卻水溫差小,將導致循環(huán)冷卻水系統能員從節能和降低設備投資的角度盡量提高空冷塔回耗增大。水質(zhì)管理,如循環(huán)冷卻水水質(zhì)差,濁度和粘水溫度,增大用水溫差,減小空冷塔下段水耗?？绽涓剿俾食瑯?將導致?lián)Q熱器污垢熱阻增加換熱效果系統冷水機組用水溫差按5℃取?？辗猪椖抗こ處熥儾?不能滿(mǎn)足工藝介質(zhì)的冷卻負荷,進(jìn)而只有加大要統計所有冷卻器的回水溫度,回水溫度是控制整循環(huán)冷卻水量,使循環(huán)水溫差也就無(wú)法提高,能耗增個(gè)循環(huán)水系統回水的溫度,而不是每個(gè)冷卻器排水加。溫度,只要匯總后溫度滿(mǎn)足要求就可,匯總后如循環(huán)現場(chǎng)冷卻器循環(huán)水量的調整。首先調整對循環(huán)水溫度過(guò)高可通過(guò)供水總管和回水總管跨接的管道水總量影響比較大的冷卻器,再調對循環(huán)水總量影直接排放部分循環(huán)冷卻水到回水管線(xiàn)上。響比較小的冷卻器,調整一般需要2~3個(gè)循環(huán),因冷卻器出口必須設置溫度計。冷卻器一般不在為在調整一個(gè)對循環(huán)水總量影響比較大的冷卻器進(jìn)出管道上設置流量計直接反映流量,而是通過(guò)進(jìn)時(shí),會(huì )引起供水壓力和回水壓力變化,從而影響其它出水溫度差反映流量,因為冷卻器對流量的控制精冷卻器流量。調整完畢后在相應調節閥門(mén)上做好開(kāi)度不高,另外是流量計價(jià)格貴且增加管道阻力而溫度記號或圈數記號,以便關(guān)閉閥門(mén)后下次打開(kāi)可快度計價(jià)格便宜且不增加阻力。對冷卻器流量很小,速調整到需要位置。設計時(shí)有部分循環(huán)冷卻水供水管道尺寸也較小的情況,可不考慮安裝溫度計,因為直接跨接到回水管線(xiàn)上(循環(huán)冷卻水系統一般都設流量很少就算流量控制誤差很大也不會(huì )影響循環(huán)冷有這樣一根管線(xiàn)),開(kāi)車(chē)時(shí)把這部分跨接的循環(huán)水卻水系統,管道尺寸小則安裝溫度計麻煩。通入能加大循環(huán)水量的間壁式冷卻器,提高冷卻效循環(huán)冷卻水系統配管人員要閱讀各個(gè)冷卻器的果,降低能耗。流量和阻力,優(yōu)化配管,進(jìn)而降低供水壓力,降低循環(huán)冷卻水泵揚程。如出現供水壓力有可能不夠供水6對已經(jīng)設計完成的循環(huán)冷卻水系統到水冷塔,則要求水冷塔降低高度、或減小供水總管的建議到水冷塔進(jìn)水口的阻力損失,如還是壓力不夠,則要如發(fā)現循環(huán)冷卻水泵和空冷系統大小水泵揚程配置管道泵或從空冷系統大水泵后抽水去水冷塔,過(guò)高,可首先采用切割葉輪的方式氣體公司可把揚上述這種情況在空分氣體公司還沒(méi)有出現過(guò)現在程要求提給泵廠(chǎng)家,要求泵廠(chǎng)家對備件或備泵葉輪空分氣體公司的供水壓力足夠進(jìn)水冷塔。進(jìn)行直徑切割,從而降低泵揚程節省能耗,該方法投循環(huán)冷卻水泵和空冷系統大小水泵是否需要采資少,效果明顯不帶入任何附加裝置。如多臺泵并用變頻調速或永磁調速?？辗衷O備循環(huán)冷卻水系統聯(lián),循環(huán)冷卻水耗量冬天、夏天變化大,則可考慮同的循環(huán)冷卻水特點(diǎn)是連續穩定就意味著(zhù)變頻和調速一類(lèi)型的泵配用不同葉輪直徑,夏天可開(kāi)葉輪大的的優(yōu)勢不大很多資料上數據顯示有節能優(yōu)勢,這主泵冬天開(kāi)葉輪小的泵夏天緊急情況下開(kāi)小直徑葉要是因為原循環(huán)冷卻水系統設計精度不夠余量過(guò)輪泵也可臨時(shí)備用,泵葉輪直徑也可隨季節更換。大,裝調速主要是節省了余量這塊能耗,如設計精度提高余量縮小,是否有節能優(yōu)勢就不一定。循環(huán)冷7結束語(yǔ)卻水系統節能當前首先應該進(jìn)行的工作是提高設計綜上所述,空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統還有精度減少設計余量?jì)?yōu)化冷卻器阻力和優(yōu)化管道配很多工作可作,廣大設計人員、管理人員和操作人員置需共同努力節省投資降低能耗。5循環(huán)冷卻水系統現場(chǎng)操作管理的注意點(diǎn)作者簡(jiǎn)介:左春梅(1980),女,2008年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)化工機管理分兩個(gè)方面:一方面是各冷卻器的管理,另械專(zhuān)業(yè)碩土研究生現在杭州杭氧股份有限公司設計院工方面是水質(zhì)管理。各冷卻器的冷卻水溫差要有記作。