循环水场节能优化尝试

【摘要】 本文介绍了循环水场整体节能优化的基本方式，17000t/h的循环水场年节电约800万KWh.

【关键词】循环水场；整体节能；优化

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、项目概况：

1.一循简介

荆门分公司 第一循环水场（以下简称一循）设计规模17000t/h，主要供十套炼油装置循环冷却用水。共有逆流式冷却塔29间， 冷水泵11台（5#--15#），风机29台。其中5#--9#泵为20sh-9型，配备电机为550kW，流量2010m3/h，扬程59m，10#泵为24sh-9A型，配备电机为680kW，流量2800m3/h，扬程67m，11#-15#泵为24sh-9型，配备电机为800kW，流量3420m3/h，扬程71m，由于分公司各装置地势位置差异，选择机泵时扬程存在一定差异，其中一催化、新汽油加氢两套装置在黄海高程114m层面，其他装置在104层面，一循在92m层面。11#、12#泵为一催老线专线泵，13#--15#泵为1998年一催扩能后新的一催专线泵，循环水冷却水压力设计工艺指标为进装置0.4MPa，因此，一循供水系统分为高压区和低压区，（高压区主要供一催、低压区供其他装置），高压区冷却水压力值设计控制制表为0.7MPa,低压区为0.6MPa，。

2.改造前一循系统状况分析

在节能优化项目改造前，一循系统主要存在以下几个方面的问题：

2.1用水装置循环冷却水的富裕水力能过高，装置循环冷却水的用量在设计初期是按最大供水量设计的，正常运行状况时，冷却水量低于设计量。

2.2单位流量循环水携带热量大小很不均衡，能量浪费大，有的水冷器进出口温差很小，低于1℃，有的水冷器采用串级使用冷却水温差又大，高于15℃。

2.3水泵运行效率偏低，有的机泵扬程较高，经过叶轮切削后，实际工况偏离最佳工况点。

2.4管路、阀门损失过大：泵出口压力与总管压力相差5-10米；

2.5冷却塔的冷却作用没有充分体现，进出口温差低。

2012年一循主要生产运行数据如下表：

表1

3．项目改造内容：

3.1对一循及系统装置水冷器运行工况进行标定监测:

节能优化的前提条件是必须保证装置水冷器的安全正常运行。因此在5―7月对装置部分水冷器及管路安装了进出口压力表、温度表，对水冷器运行参数进行实时监测；对一循泵出口 压力、总管压力、每间冷却塔进出水温度等参数进行监测，根据标定监测的参数制订改造方案。

3.2冷却塔优化调整：

冷却塔回水母管采用环状供水，各装置回水温度不均匀，冷却塔水量及风机开停不均都会导致出水温度不均。通过对冷却塔的运行状况调整，在不增开风机运行台数的情况下，将整体出水温度降低约0.5℃左右。运行参数如下表：

表2 凉水塔6.23运行状况

3.3供水母管压力优化调整：

通过5―7月的标定监测，在8月天气最炎热的时段， 通过分公司生产调度系统分步逐渐调整一循供水母管压力。低压区从0.55MPa分次降低到0.52MPa、0.50 MPa、0.46 MPa，高压区从0.64 MPa分次逐步降低到0.6 MPa、0.58 MPa、0.56 MPa、0.54 MPa、0.52 MPa，每次调整时间为1―2天，同时对所有冷却器进行实时监控，保证水冷器的正常运行。

3.4高效水泵替代低效水泵：

将6#、8#、11#、14#、15#sh型机泵更新为S―GX型机泵；将7#泵叶轮更换为新型高效叶轮。更新改造后的机泵五开一备，基本能满足目前一循的正常生产需要。在同等工况下，匹配电机功率降低了约1/3，如14#、15#泵电机功率由原800KW降为550KW。已更新改造后的机泵如下表：

表3 优化后改造的高效水泵

3.5对部分管路及阀门进行了改造：

6#、11#泵出口管由DN500改为DN600,6#、7#、8#、11#、14#、15#出口阀门进行了更换，改造阀门及管路后，泵出口压力与总管压力基本一致，大大减小了管路阀门的流阻。

3.6增设变频控制系统：

将8#电机更换为变频电机，并增设高压变频调节控制系统，确保供水压力的稳定。

3.7系统优化：

因汽油加氢装置与一催同处一个地势层面，将汽油加氢装置供水改为高压区供水；对一催地势位置最高程的烟汽轮机水冷器带压开孔安装旁路系统，确保该水冷器在极端高温环境下的安全运行。

二、效果评价

1.运行参数与2012年同期对比：

1.1全年参数对比：

一循系统供水装置开停工情况2013年与2012年略有差异：2012年100万吨柴油加氢1―6月开工，7―12月停工；180万吨柴油加氢1―6月停工，7―12月开工；2013年100万吨柴油加氢1―6月停工，7―11月开工，180万吨柴油加氢全年开工，蜡油加氢7月停工，其他装置无变化。一循2012年与2013年运行参数如下表：

表4一循2012年与2013年运行参数

注：2013年10、11月一循改造设备已基本投用，因此将全年数据分为两部分进行对比.

2012年11月运行7# 、10#、11#、14#、15#五台机泵，电单耗0.2448KWh/t，运行总电流约344A。2013年11月 运行6#、7#（8#）、10#、14#、15#泵，供水电单耗约0.1887KWh/t,运行总电流约224A。

2项目优化调整效益

通过两年不同时段一循运行参数对比，已基本可以看出节能优化的整体效果：

3.1通过优化调整，一循所供装置水冷器运行平稳，今年冷却塔温差同比下降2.0℃，11月总供水量比去年同期13334t/h下降了1398t/h, 去年同期100万吨/年柴油加氢装置(用水量约400t/h)未开工；比今年7月总供水量 17083t/h下降了5147t/h ；在冷却塔热效率下降的情况下，一循总供水量减少。

3.211月与去年同期相比运行总电流下降约120A，耗电量减少74万KWh；。与今年7月总运行电流430A相比下降约200A，耗电量下降减少104万KWh,节能优化后的效果已初步显现。

3.3从全年对比数据可以看出，2013年10-11月供水量比2012年同期下降183t/h，耗电量下降108.6万KWh，电单耗下降0.053KWh/t，冷却塔温差比同期减少2.71℃，；全年供水量比去年上升1000t/h，温差减少2.06℃，耗电量下降约30万KWh（12月耗电量按160万KWh预估）.在1-9月耗电量上升140.5万KWh的情况下，全年耗电减少 ，说明该项目安全纠偏、节能优化效果已较好的显现，在2014年一循生产运行上将会充分体现出来

目前项目优化调整和改造内容已经基本完成，预计总节能率达到25%以上，电单耗也有大幅的降低，完全达到了项目的预期指标。