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(tǒng)左春梅,徐慶,郭媛,顧燕新(杭州杭氧股份有限公司設(shè)計(jì)院浙江杭州中山北路592號(hào)弘元大廈31004)摘要:介紹了空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)特點(diǎn),并指出在設(shè)計(jì)和管理方面應(yīng)該引起重視的注意點(diǎn),以及建設(shè)完成的系統(tǒng)如何進(jìn)行簡(jiǎn)單改造從而節(jié)約能耗。關(guān)鍵詞:空分;循環(huán)冷卻水系統(tǒng);冷卻器;節(jié)能中圖分類(lèi)號(hào):TB657.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):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(tǒng)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(tǒng)的特點(diǎn):廢熱負(fù)荷不可或缺的重要公用工程系統(tǒng),能耗占總循環(huán)冷卻水供應(yīng)區(qū)域相對(duì)集中、循環(huán)水耗穩(wěn)定連續(xù)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(fù)荷遠(yuǎn)離滿(mǎn)負(fù)荷操作是一個(gè)項(xiàng)目缺對(duì)值不小,如一套4萬(wàn)內(nèi)壓縮空分設(shè)備能耗2800陷,循環(huán)水耗量變化另外會(huì)隨季節(jié)溫度適當(dāng)變化)、kW,配套循環(huán)冷卻水功率為780kW(包括空冷系統(tǒng)冷卻器數(shù)量相對(duì)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(duì)應(yīng)公司,循環(huán)冷卻水的供水總管長(zhǎng)度為~260m,回水功率為78kW,一年降低65.5×10kW·h電耗。總管長(zhǎng)度~230m,冷卻器都布置在一個(gè)長(zhǎng)120m寬循環(huán)冷卻水系統(tǒng)簡(jiǎn)述33m的矩形區(qū)域內(nèi),循環(huán)冷卻水耗量基本控制在8500m3/h左右,冷卻器的數(shù)量~60個(gè),這些冷卻器空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)常規(guī)都采用敞開(kāi)分布在原料空壓機(jī)系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、氧壓機(jī)和氮壓機(jī)式系統(tǒng),當(dāng)前例外的只有ING冷能空分氣體公司采系統(tǒng)、膨脹機(jī)系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)供水總管公稱(chēng)用閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),閉式系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)我環(huán)冷卻水回水水莓菌環(huán)那水供水小水泵壓機(jī)高影癥機(jī)低溫癥機(jī)后奔卻器后沖卸器冷水機(jī)組水機(jī)圖1空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)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(tǒng)部分設(shè)計(jì)參數(shù)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(jù)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(xù)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(duì)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(duì)循環(huán)冷卻水的溫度要求等一系列參數(shù)確定?？辗衷O(shè)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(shè)計(jì)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(jù)涼水塔中布水器相對(duì)回水總管標(biāo)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(shè)計(jì)壓力一般都遠(yuǎn)大于循環(huán)冷卻水供水壓力。損失、回水總管最遠(yuǎn)端到布水器進(jìn)口管的循環(huán)水阻空分設(shè)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(jù)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(jù)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(jī)氧氣壓要循環(huán)冷卻水量統(tǒng)計(jì)?？s機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、膨脹機(jī)配套的冷卻器,第二類(lèi)是3冷卻器特點(diǎn)空冷系統(tǒng)中配套冷水機(jī)組的冷凝器,第三類(lèi)是空冷系統(tǒng)的空冷塔和水冷塔。冷水機(jī)組冷凝器希望的循空分設(shè)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(tǒng)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(jī)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(jī)組市場(chǎng)上采購(gòu)的一般冷卻介質(zhì)接觸,空冷系統(tǒng)中的空冷塔和水冷塔是這類(lèi)是民用機(jī)組,不是真正為工業(yè)設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)組民用型。空冷塔為壓力塔,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(yīng)的冷上,中部進(jìn)水管口離設(shè)備底部有~11m,所以利用循凝器冷卻水溫升都按5℃設(shè)計(jì)?？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(shè)置增壓泵,也就是空冷系統(tǒng)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(shè)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(tǒng)設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)量7500m3/h的直管120m計(jì)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(yīng)區(qū)域相對(duì)差回水總管上不同回水點(diǎn)的壓力差。根據(jù)圖1所集中的特點(diǎn)管道彎頭少、長(zhǎng)度短阻力小。示的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),有取水點(diǎn)的供水總管管道長(zhǎng)冷卻器設(shè)計(jì)參數(shù)提出須控制阻力值。常規(guī)項(xiàng)目120m,沒(méi)有一個(gè)彎頭,管道公稱(chēng)直徑DN200內(nèi)徑工程人員提出給冷卻器廠家設(shè)計(jì)參數(shù)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(zhǎng)度為120m器廠家不知道供水總管和回水總管到冷卻器的管道內(nèi)徑1200mm直管阻力計(jì)算,摩擦系數(shù)根據(jù)相對(duì)粗布置和阻力值,就認(rèn)為冷卻器阻力值適當(dāng)小于供水糙度和雷諾數(shù)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(nèi)徑1000m,流卻水系統(tǒng)的部分冷卻器的流量和阻力統(tǒng)計(jì)。表1部分冷卻器流量和阻力統(tǒng)計(jì)Table 1 Flow and resistance statistical for part of cooler所在機(jī)組名稱(chēng)數(shù)量/臺(tái)位置流量/(m3·h-)阻力/kPa級(jí)冷卻器原料空壓機(jī)級(jí)冷卻器三級(jí)冷卻器級(jí)冷卻器二級(jí)冷卻器中壓氮壓機(jī)三級(jí)冷卻器四級(jí)冷卻器級(jí)冷卻器70循環(huán)氮壓機(jī)二級(jí)冷卻器三級(jí)冷卻器四級(jí)冷卻器18級(jí)冷卻器67二級(jí)冷卻器43000中壓氧透三級(jí)冷卻器113四級(jí)冷卻器l10末級(jí)冷卻器冷水機(jī)組2冷凝器254級(jí)冷卻器二級(jí)冷卻器35000低壓氧透三級(jí)冷卻器四級(jí)冷卻器末級(jí)冷卻器12050在表1的統(tǒng)計(jì)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(jí)冷卻器118kPa,其次是該機(jī)組的一級(jí)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家的循環(huán)水參數(shù)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(yáng)程可降低2.7m,對(duì)應(yīng)泵能冷卻器阻力符合提出參數(shù)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(jié)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(diào)整的情況,則調(diào)離相差不多,假設(shè)供水總管到各個(gè)冷卻器阻力值基整該冷卻器對(duì)應(yīng)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(tǒng)道的阻力錄相應(yīng)的循環(huán)冷卻水循環(huán)水溫差的考核和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)循環(huán)冷卻水供水和回水溫差控制?？绽湎到y(tǒng)中制也需要制定。不進(jìn)行調(diào)節(jié)冷卻器循環(huán)冷卻水量,空冷塔的用水溫差由空冷系統(tǒng)定,空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)人任由循環(huán)冷卻水溫差小,將導(dǎo)致循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能員從節(jié)能和降低設(shè)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?biāo),將導(dǎo)致?lián)Q熱器污垢熱阻增加換熱效果系統(tǒng)冷水機(jī)組用水溫差按5℃取。空分項(xiàng)目工程師變差,不能滿(mǎn)足工藝介質(zhì)的冷卻負(fù)荷,進(jìn)而只有加大要統(tǒng)計(jì)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(tǒng)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(xiàn)場(chǎng)冷卻器循環(huán)水量的調(diào)整。首先調(diào)整對(duì)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(diào)對(duì)循環(huán)水總量影直接排放部分循環(huán)冷卻水到回水管線上。響比較小的冷卻器,調(diào)整一般需要2~3個(gè)循環(huán),因冷卻器出口必須設(shè)置溫度計(jì)。冷卻器一般不在為在調(diào)整一個(gè)對(duì)循環(huán)水總量影響比較大的冷卻器進(jìn)出管道上設(shè)置流量計(jì)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?yàn)槔鋮s器對(duì)流量的控制精冷卻器流量。調(diào)整完畢后在相應(yīng)調(diào)節(jié)閥門(mén)上做好開(kāi)度不高,另外是流量計(jì)價(jià)格貴且增加管道阻力而溫度記號(hào)或圈數(shù)記號(hào),以便關(guān)閉閥門(mén)后下次打開(kāi)可快度計(jì)價(jià)格便宜且不增加阻力。對(duì)冷卻器流量很小,速調(diào)整到需要位置。設(shè)計(jì)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(jì),因?yàn)橹苯涌缃拥交厮芫€上(循環(huán)冷卻水系統(tǒng)一般都設(shè)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),開(kāi)車(chē)時(shí)把這部分跨接的循環(huán)水卻水系統(tǒng),管道尺寸小則安裝溫度計(jì)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(tǒng)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(yáng)程。如出現(xiàn)供水壓力有可能不夠供水6對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)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(xiàn)循環(huán)冷卻水泵和空冷系統(tǒng)大小水泵揚(yáng)程配置管道泵或從空冷系統(tǒng)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(yáng)上述這種情況在空分氣體公司還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)現(xiàn)在程要求提給泵廠家,要求泵廠家對(duì)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(yáng)程節(jié)省能耗,該方法投循環(huán)冷卻水泵和空冷系統(tǒng)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(tái)泵并用變頻調(diào)速或永磁調(diào)速。空分設(shè)備循環(huán)冷卻水系統(tǒng)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(xù)穩(wěn)定就意味著變頻和調(diào)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(shì)不大很多資料上數(shù)據(jù)顯示有節(jié)能優(yōu)勢(shì),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?yàn)樵h(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jié)更換。大,裝調(diào)速主要是節(jié)省了余量這塊能耗,如設(shè)計(jì)精度提高余量縮小,是否有節(jié)能優(yōu)勢(shì)就不一定。循環(huán)冷7結(jié)束語(yǔ)卻水系統(tǒng)節(jié)能當(dāng)前首先應(yīng)該進(jìn)行的工作是提高設(shè)計(jì)綜上所述,空分氣體公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)還有精度減少設(shè)計(jì)余量?jī)?yōu)化冷卻器阻力和優(yōu)化管道配很多工作可作,廣大設(shè)計(jì)人員、管理人員和操作人員置需共同努力節(jié)省投資降低能耗。5循環(huán)冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)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(jī)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(xiàn)在杭州杭氧股份有限公司設(shè)計(jì)院工方面是水質(zhì)管理。各冷卻器的冷卻水溫差要有記作。