循环冷却水系统范文篇1

关键词循环冷却水细节处理优化设计

中图分类号：S611文献标识码：A

冶金行业是工业用水大户，这些行业的生产用水中冷却水用量占90%以上，其循环冷却水系统的补充水量又占整个工程项目一次用水(新鲜水)量的60%一70%，因此工业循环冷却水系统的细节化处理及优化节能设计显得尤为重要。

各行业工业企业准入条件对水的循环利用率有明确的要求，清洁生产标准中的技术指标要求也对工业用水重复利用率给予限定。工业循环水系统设计是工业企业设计的重要部分。卜文结合有关规范和结合工程经验，对工业循环水系统设计中容易遗漏的细节加以描述，对涉及到相关专业的设计细节加以说明，并对循环水的清洗预膜和排水、安全生产和节省投资方而的设计细节加以分析。以期为工业循环水系统设计提供参考。

1设计细节优化

1.1冷却塔的优化设计

（1）冷却塔是循环给水系统的重要设备，而冷却塔的布置又是影响冷却效果的关键因素。但在实际工程中，总会出现随意摆放冷却塔的现象。在《工业循环水冷却设计规范》(GB/T50102-2003)中第2.1.1条，已明确规定冷却塔在厂区总平而布置中需考虑的因素，并在2.2章节、2.3章节和2.4章节的相关条目中明确了各式冷却塔的布置要求。冷却塔之间或塔与其他建筑物之间的距离，除了应考虑塔的通风要求、塔与建筑物之间的相互影响外，还应考虑厂区建筑物平立而的协调等诸多因素。所以切记在循环水设计中，充分考虑冷却塔的布置以达到最佳通风效果。

（2）按照《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中第3.2.11条有关要求，冷却塔水池出水口或循环冷却水泵吸水池前，应设置便于清洗的拦污滤网。但在设计过程中，特别是对于间冷开式系统的循环冷却水泵的吸水池前，设计人员通常忽略拦污滤网的设计，加大了循环冷却水在冷却过程中带入杂物的可能性.甚至造成换热器的严重堵塞。

1.2水泵及循环水池的优化设计

(1)在进行离心泵吸水井设计时，吸水喇叭口的位置摆放也尤为关键，吸水喇叭口中心的悬空高度、淹没深度及与建筑物的距离，在《泵站设计规范》(GB50265-2010)第9.3.3条有非常明确的规定。这一条是从运行状态和工程造价出发，在保证水泵进水管有较好的流态，使其流速分布均匀，避免进水池出现漩涡的前提卜考虑节省投资。如:悬空高度过小会使进口处水流过于弯曲，水头损失增加，水泵效率降低;悬空高度过大，吸水井底板过深，增加工程造价。

(2)在泵房进行管道安装时，经常发现管道从电机上方穿过。按照《室外给水设计规范》(GB50013-2006中第6.6.2条有关要求，循环水泵房内的架空管道敷设时，不得阻碍通道和跨越电气设备。这是从方便操作和考虑安全运行两个角度出发而提出的要求。设计人员在处理管道设计的细节时，在保证操作通道的前提卜，应及时与电力等专业对图，以保证电气设备的安全运行。

(3)半地下式循环水泵房，其泵坑内至设有灭火器的泵房地而通道的距离超过灭火器的最大保护距离，但泵坑内没有设置灭火器的，不符合规范要求。按照《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)中第7.1.3条有关要求，灭火器设置点的位置和数量应根据灭火器的最大保护距离确定，并应保证最不利点至少在1具灭火器的保护范围内。所以在这种情况下，必须在泵坑内设置灭火器。

(4)《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中第3.2.2条指出:间冷开式系统水容积宜小于循环冷却水量的1/3但在设计过程中，计算系统的水容积意义不大，而确定循环水池的容积大小尤为重要。有些专业人员将水池容积按巧-20min的循环水量来进行计算是缺乏依据的，水池容积应按照系统初次运行时，将水池灌满水，启动水泵，当循环回水至水池，此时水池的水位仍可满足设计最低液位即可。所以水池容积的计算与管道容积、系统中走水设备的走水部分的容积密切相关。

2循环冷却水系统节能措施

2.1循环冷却水系统节水措施

(1)提高工业用水系统的重复利用率。主要包括改变使用水的方式、提高所用水的重复利用率。改变使用水的方式，可以通过将直流水改变成循环水，进行重复利用;在生产工艺条件基本不变的情况下可以来实现提高水的重复利用率，这也是工业节水前期过程中主要的节水途径。但提高水的重复利用率有很多具体的条件，例如一些同生产有关的技术、经济条件等，想要使其达到理想的程度也需要很大努力，因此从总体上要提高工业用水的重复利用率是一项长期而且艰巨的任务。

(2)改变生产过程工艺、采用节水措施，实行清洁生产战略，合理地进行工业生产的布局，来提高工业用水的利用效率，也叫做生产工艺节水。生产工艺节水关系到工业生产的原料路线、生产工艺方法、流程与生产设备、工业与产品结构、生产的规模、生产组织和工业生产布局等等。总而言之，生产工艺节水几乎深入地涉及工业生产的各个方面，所以，工艺节水更为复杂、更加长远、更加艰难的任务。

2.2循环冷却水系统节能措施

(1)引进先进的节电设备和工艺，开发经济性高的生产运行控制方法。将变频技术应用于需要调速的工艺生产中来调节控制风机水泵等设备具有较好的节能效果，变频调速技术具有非常显著的节电效果，并且该技术有优良的调速性能、广泛的生产适用性、能够延长设备使用的寿命、减少生产过程驱动设备故障发生率、提高产品的质量等优势;对于不需要调速和控制的用电工艺设备，应采用节电设备来实施节电改能;采用高效的节能的设备能给整个系统工艺带来长期的生产用电成本节约，例如采用高效的节能电机、高效节能灯、高效节能变压器等等，是节约电耗的一条非常有效的途径。

(2)提高企业的用电管理水平是工业生产节电措施中投入少、产出多的有效方法。建立电能计量措施和制定用电有效工作目标是工业生产节电的基础;工程项目设计和用电运行管理控制来提高工业生产自然功率因数是实施管理节电最有效的途径。

(3)应用无功补偿来提高功率因数是系统节电和提高电能利用率的基本途径。包括进行无功补偿来提高供配电系统的功率因数;应用无功补偿方式提高节电效率。

3关于安全生产与节省投资的设计细节

(1)在泵房集水坑内的潜水泵出水管上应设置相关止回阀，其作用是防止外部排水系统的水倒流至泵房，避免半地下式泵房被淹没，保障泵房的整体运行安全。此外，在止回阀后还应设置检修时使用的手动蝶阀或截止阀等阀门。

(2)在循环水系统中，由于停泵等原因，使流速发生突然变化而造成水锤的现象时有发生。目前为消除水锤采用的最常用的方式有:采用水锤消除器或泄压保护阀等泄压保护措施;采用管力阀、缓闭蝶式止回阀等水力控制阀等控制流速的措施。另外还有一些简单的辅助措施，如:尽量缩短管道长度;在合适位置加装一组闸阀(蝶阀)和排气阀。这些方式都能很好地消除停泵水锤，有力保障循环水系统的运行安全。

(3)有些大型的循环水系统，由于水池补水管和循环水给水管管径较大，专业人员设计时，亦将水池的溢流水管管径相应加大，导致后续废水排水管道管径全部加大，直接增加了工程投资。实际上没有必要，循环水溢流水管管径应按照以卜两个因素考虑:正常溢流水量。②循环水池超过有效水深部分的体积是否可消化系统内事故或检修排空时需要排放的水量，如果可以消化，则循环水溢流水管管径按正常溢流水量来选择即可。

4结语

若要使工业循环水系统的设计更加合理，需要考虑施工、试运行、生产安全、造价等诸多因素。而工业循环水系统设计细节化可以使工程施工简单易行，试运行和清洗排水方便快捷，系统运行监控准确，生产安全可靠，并可以达到节省系统工程造价的目的。

参考文献

{1}GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范[S].

{2}GB50256-2010泵站设计规范[S].

{3}GB50013-2006外给水设计规范[S].

{4}GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范[S].

{5}GB/T50102-2003工业循环水冷却设计规范[S].

{6}上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册(第3册)[M].

北京中国建筑工业出版社，2004.299-310.

循环冷却水系统范文篇2

关键词：开式冷却水循环水系统启动方式虹吸井水室真空泵

中图分类号：TB47文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0046-01

某岛国新建滨海电站，该电站一期工程1×300MW机组已于2010年投产发电。其锅炉为哈尔滨锅炉厂提供的亚临界、一次中间再热、直吹式煤粉炉，汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司提供的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽凝汽式汽轮机，凝汽器为汽轮机厂配套的钛管凝汽器、该机组凝汽器循环冷却水设计为虹吸式海水开式循环冷却水系统，配套的循环冷却水管道为大直径玻璃钢管。循环冷却水管线长度超过500m，排水口设虹吸井用以回收能量降低循环水泵水头以降低循环水泵功耗，配备两台长沙水泵常生产的88LKXD-17X型立式式斜流泵，扬程为17m、流量为8.15m3/s、效率为87.4%，循环水泵出口设置有液动蝶阀，循环水泵入口前池设置有移动式清污机和旋转滤网、循环水管道采用玻璃钢管道。

由于循环水系统启动失败或因水锤造成管道、膨胀节损伤事故在国内屡屡发生，而该机组循环冷却水管线长且管道为分段连接的玻璃钢管道，虽然该玻璃钢管道耐海水腐蚀但是其材质决定了其耐受变形的能力较差，由于现场管道填埋在沙地下，管道周围全是沙粒，一旦发生泄漏循环水管道周围将发生沙粒流失产生空洞，循环水管道周围产生空洞后由于其管径大在充满水的情况下质量更大，将使循环水管道加快破裂或断裂，同时由于管道泄漏导致的水土流失可能会危急周围的部分固定建筑基础，而且海水的涌入也会导致附近区域地下水成分变化，影响相关区域的植被生长。尽管循环水管道的施工过程受到了严格的质量监督与监控，管道填埋后也进行了全面的内部检查和地表的沉降监测，尽管循环水管道与凝汽器接口设置了膨胀节、管道沿程设置了排空气阀，但是出于安全性与环保性考虑同时为保证调试和商业运行期间循环水系统能安全启动和稳定运行，特设计两种投运方案并对其进行优缺点分析论证而后投入实际应用，两种方案分别如下。

方案一：适当注水或不注水直接启动循环水泵，通过适当开启循环水泵出口蝶阀的方式向系统注水（此方式为常规采用的启动方式），操作步序详见图1。

优点是启动过程简单、节省启动时间。

缺点是初次启动时出口蝶阀开度暂无法确定，启动过程中如果蝶阀中停开度过大将对系统造成较大冲击可能造成膨胀节或循环水管道的损伤，如果蝶阀开度过小可能导致该立式斜流循环水泵启动过电流跳闸导致启动失败。

方案二：先注水形成虹吸后启动循环水泵，操作步序详见图2。

优点是注水并预先形成虹吸的情况下启动循环水泵对循环水管道及系统冲击小，循环水泵的损伤小、启动过程安全；采用预先建立虹吸的目的在于该循环水泵为斜流泵扬程17m，且循环水泵的安装高度在海平面以下同时凝汽器位置又较高且凝汽器循环水排水侧设置有虹吸井，如果不预先建立虹吸可能会导致凝汽器水侧的空气无法及时排出，导致发生气塞现象，可能导致启动时循环水系统不过水或过水量很小导致启动失败。

循环冷却水系统范文篇3

关键词：冷却水、煤气化、换热、壳牌

1、前言

河南龙宇煤化工有限公司1期50万t/a甲醇项目是国内首套采用壳牌粉煤气化制甲醇的装置，该项目于2008年5月建成投产并顺利生产出合格甲醇产品。由于其气化装置包含的动设备和换热器非常多，所以整个装置配套有一个复杂的循环冷却水系统。循环冷却水系统是气化装置生产的重要组成部分，随着我公司生产负荷的进一步的提高，工艺物料对换热设备的腐蚀也随之加重，造成设备腐蚀穿孔，工艺物料进入循环水系统，导致循环水进水水质持续恶化，部分换热器管路产生腐蚀或堵塞，各种冷却器换热效果不好一直是阻扰气化装置长周期运行的主要问题，严重影响正常生产。

2、循环冷却水系统存在的问题

2.1工艺介质泄漏，导致水质污染严重

随着我公司循环冷却水系统长时间运行，各换热器和泵等设备均存在一定程度的密封和腐蚀问题。经常发生工艺介质外泄至冷却水中，而气化循环水系统和甲醇、空分等装置的循环水共用一个沉淀池。这样甲醇系统泄漏的NH3、H2S、CO2和气化泄漏的油污、灰水等混合，使水质非常复杂。循环水中细菌大量繁殖，生物粘泥迅速增加。粘泥附着在管壁除了引起腐蚀外，还会使冷却水流量减小，从而降低换热效率。严重时还会堵塞管道，妨碍正常生产。

2.2设备管线腐蚀严重

气化循环冷却水系统中，其设备和管线几乎都是由金属材质制造的，长期使用循环冷却水会发生腐蚀穿孔，进而产生大量铁锈。产生腐蚀的因素很多，主要有：化学离子引起的腐蚀、微生物引起的生物腐蚀以及冷却水中溶解氧导致的电化学腐蚀等。腐蚀穿孔会引起冷却水和工艺介质之间的渗漏，污染冷却水水质。而铁锈等腐蚀产物沉积也影响冷却水流量。例如事故冷却水泵P-3202是给气化关键设备锅炉水泵P-1301专门提供事故冷却水的。然而由于泵入口管线由于位置低，常有大量铁锈堵塞在泵入口过滤器处，影响该泵的打量。进而导致P-1301泵的冷却水流量不足，影响生产安全。

2.3管线堵塞，冷却水流量不能满足满负荷生产。

由于我公司循环冷却水系统为敞开式，而其冷却塔由位于动力车间和二期项目基建工地交汇处，空气中带有大量粉尘。循环水在冷却塔中于空气反复接触，把大量粉尘带入循环水中，在循环冷却水系统中形成重碳酸盐等。其浓度会随着蒸发浓缩而增加，当浓度达到饱和状态时，或在经过换热器传热表面水温升高时，会发生分解反应，生成碳酸钙沉淀。碳酸钙沉积在换热器表面，形成致密的碳酸钙水垢，其导热性能很差，从而大大降低换热器的传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，使的管道通量大为减小。特别是在换热负荷大的压缩机、磨煤机的油换热器以及位置高、压头损失大的调和水泵P-1304处极易形成结垢堵塞，不能保证正常冷却水量。

3、问题处理措施

3.1改善水处理设施，严格控制系统入口水质

主要从三方面入手，首先将气化与其它装置循环水系统分离，改为各装置循环水单独使用沉降池。减少了气化循环水内泄漏的工艺介质种类，降低了其处理难度。并对沉淀池进行技术改造，在沉淀池上增设了溢流槽，及时排除气化泄漏出的油类物质，减少了杀菌灭藻剂投加量，降低了水体中污垢含量。其次加强了对系统水质的监测，定时对循环冷却水水质进行分析。如有介质泄漏入循环水中可做到及时发现，及时定位，及时处理，避免了大量工艺介质的进入污染。最后，通过大量试验，选择出最合适的水质稳定剂，并改善了杀菌剂的配方，使得系统中的重碳酸盐、生物粘泥得到了有效的控制。实施以上处理措施后，气化用循环冷却水水质大为改善，系统换热设备腐蚀、堵塞等现象得到有效控制。

3.2工艺改造部分

虽然在源头上对循环水水质进行了改善，但不可避免循环水中还会有些杂质产生，为此，我们对系统内部进行了些工艺改造。首先在循环冷却水系统入口总管处增加了个过滤器，将其水中可能存在的杂质过滤掉。并在过滤器底部接上排放导淋，安排人员进行定时排污。保证了其水质。其次针对像磨煤机、调和水泵等关键设备冷却水量不足问题，在其循环水进水管线上增加了管道泵，进行特供，保证了关键设备的冷却水用量。而冷却水泵P-3202我们也对其进行了改造，将其入口从循环水回水总管底部迁到了进水总管侧部，这样既避免了回水总管铁锈等杂物得带入，又防止空气的吸入。其入口过滤器也加了导淋，用来定时排污。自从改造后再也没有出现过过滤器堵塞的现象，锅炉水泵冷却水也得到了稳定的供给。

3.3提高操作水平，合理分配循环冷却水

据统计气化装置循环水需要为27台泵，30个换热器提供冷却水，其供水管线分布复杂，管径也各不相同。经过我们对各个换热设备的循环水量实际测量，发现部分冷却器循环水量存在分配不平衡问题，例如气化框架5层的破渣机油换热器在冷却水管路末端，实测流量只有1.2m3/h，远小于其理论需水量。而渣循环水换热器E-1401实测980m3/h，超过了实际需水量，因此在工艺上平衡调整各装置和换热器的冷却水量是保证换热效果的重要手段。通过调整各换热器的进出口阀的开度，使换热器的进口阀全开，出口阀调整至适当的开度，并随时根据设备实时的换热负荷变化而做出相应的调整。有效的冷却直接关系到气化装置的长周期稳定运行，为此我们加强了对工艺操作人员培训，保证合理分配冷却水量，确保送到各换热点的循环水压力、流量满足工艺需要。

4、改造后的效果

2010年5月整改以来，气化循环冷却水水质有了明显改善。系统运行稳定,水质波动小。循环水系统浊度及腐蚀率也比前两年有了大幅度下降，设备腐蚀结垢问题得到了有效改善。以前每隔一个多月就要请专业清洗公司清理换热器，现在半年才需要清理一次，一年光清理费用就节约了八万多元。同时也大大缓解了气化装置生产的压力,实现了气化循环冷却水系统的优化，保证了各个换热设备冷却水需求量，为我公司煤气化装置满负荷、长周期运行提供了重要保证。

参考文献：

[1]余经海，《工业水处理技术》，化学工业出版社，2010年

[2]朱月海，《循环冷却水》，建筑工业出版社，2008年

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