石化企業(yè)循環(huán)冷卻水系統節(jié)水技術探討

楊麗莉 劉乘雨

摘 要：工業(yè)生產離不開水資源，水資源是制約我國工業(yè)發(fā)展的因素之一，做好企業(yè)的節(jié)水對于保護水資源，促進企業(yè)發(fā)展有著重要意義。本文對循環(huán)冷卻水系統節(jié)水途徑進行分析，并對循環(huán)冷卻水系統節(jié)水技術進行探討。

關鍵詞：石化企業(yè);循環(huán)冷卻;節(jié)水技術

我國平均水資源比較短缺，如何最大限度地節(jié)約和保護水資源，是石化企業(yè)必須面對的問題，同時，用水價格的上漲，使得企業(yè)用水成本上升，如何科學合理地節(jié)水，將是企業(yè)實現節(jié)能減排、降本增效的重要工作。石化企業(yè)是用水大戶，循環(huán)冷卻水在石化企業(yè)用水的比例高達70%左右，對循環(huán)冷卻水進行節(jié)水管理，對推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著積極意義。

1 循環(huán)冷卻水系統節(jié)水途徑

石化企業(yè)采用的循環(huán)冷卻水系統為敞開式或密閉式結構，系統運行過程中會存在排污、蒸發(fā)、滲漏和風吹等因素影響而出現水量損失，蒸發(fā)損失量是由冷卻水量、氣候條件和冷卻幅度等決定，風吹損失量還會受到冷卻塔、風速等影響，滲漏損失量是由冷卻系統的運行維護管理水平決定，排污水量與水質要求、污水處理方法、補充水質和濃縮倍數等有著很大的聯系?？梢愿鶕鲜鲆蛩貋碇贫ㄑh(huán)冷卻系統的節(jié)水運行措施，主要有：對循環(huán)冷卻工藝進行優(yōu)化，可以有效地降低蒸發(fā)量;進一步提升濃縮倍數;避免出現風吹損失;加強運行維護管理，減少冷卻水滲漏損失;采用可代替水源，降低新水使用量。

2 循環(huán)冷卻水系統節(jié)水技術

2.1 優(yōu)化冷卻處理工藝，降低蒸發(fā)損失

為了通過降低蒸發(fā)量達到節(jié)水效果，可以采取如下措施：

2.1.1 裝置間熱聯合及熱供料技術

通過熱聯合可以把熱量剩余較大的裝置輸送給其他裝置，當作熱源來對介質進行加熱，可以在循環(huán)系統中獲取到適宜的熱匹配，可以起到熱能優(yōu)化應用的效果。熱供料，可以通過上游形成的物流不對其進行冷卻處理，或者不完全進行冷卻，采取直接方式或通過緩沖罐輸送到下游，可以作為下游的進料。上述兩種供料方式可以不再通過冷卻或完全冷卻，可以有效減小冷卻水的蒸發(fā)損失。某石化公司就采用供料熱聯合方式，將減壓渣油中的一些熱料提供給溶劑脫瀝青裝置，可以起到很好的節(jié)約蒸發(fā)量的目的。

2.1.2 空氣冷卻

應用空冷換熱器來取代部分水冷換熱裝置，對介質進行空冷處理。

2.1.3 干濕式冷卻塔

在該裝置內部安裝具備足夠換熱面積空冷器，冷卻水可通過散熱器和環(huán)境中的冷空氣進行熱交換，再通過冷卻塔淋水區(qū)，該種冷卻塔比普通冷卻塔有著更好的蒸發(fā)水節(jié)能效果。

2.1.4 閉式冷卻塔

該種冷卻裝置采用軸流風機，把空氣輸送給換熱管束，由于管束中充滿閉式循環(huán)冷卻水，還存在著循環(huán)噴淋水，外界冷空氣可以在形成的噴淋水膜中完成熱交換，對傳熱處理過程進行了強化片時。管束下部形成的噴淋水會進往以下部的填料區(qū)域，可以更好地通過敞開噴淋完成熱交換。

2.1.5 海水冷卻

如果石化企業(yè)臨近海洋，可以將海水作為冷卻介質，不再單獨設置冷水塔，也不會出現蒸發(fā)損失，而海水會對處理設備材質提出更高要求，需要較多的投資。

2.2 提高濃縮倍數

采用補充軟化水、加酸處理等技術，可以使石化企業(yè)循環(huán)冷卻水濃縮倍數變大，還可以起到很好的節(jié)水效果，如果將濃縮倍數從原來的1.5提升至2.0，可以節(jié)約50%的水量，有著很可觀的經濟效益，但提高濃縮倍數以后，會導致含鹽量變大，存在著換熱處理設備腐蝕和結垢的風險。主要的技術有：

2.2.1 加酸技術

在循環(huán)冷卻水持續(xù)運行過程中，如果水溫變高、鹽類濃縮等因素影響，水中的碳酸錳、碳酸鈣等會析出結垢，對水體中加酸會使中和堿度，鈣、鎂離子濃度就會相應的提升，濃縮倍數就會變高。

2.2.2 補充軟化水

對循環(huán)水全部或部分進行軟化，可以有效提高循環(huán)冷卻水濃度。如果采用混合補水方式，可將軟化水與原冷卻水作為補充水，可以降低水體出現腐蝕和結垢可能性，還可降低設備運行成本和設備維護費用，軟化水處理多采用膜法、藥劑法等。

2.2.3 水質穩(wěn)定技術

對循環(huán)冷卻水中加入分散劑、緩蝕劑等，可以起到穩(wěn)定水體質量的作用，在保證高濃縮倍數的前提下，避免或緩解換熱設備、冷卻管道的結垢和腐蝕，起到較好的節(jié)水效果。

2.2.4 旁流處理技術

循環(huán)冷卻水系統長時間的運行，會受到補水中的泥沙、腐蝕物、黏泥等物質的污染，會出現水體蒸發(fā)濃縮、水質變差等問題，處理設備和冷卻管線的傳熱效果會受到影響，嚴重情況下會引發(fā)安全事故。旁流處理技術，可以把部分循環(huán)水引出來，進行脫除鹽分、過濾處理和軟件等，對提高循環(huán)水質發(fā)揮著重要作用，旁流處理為成本較小的節(jié)水處理方式，還可以與化學處理方式進行配合，有利于延長處理設備使用壽命，提高循環(huán)冷卻效果，減少排污量和補水量，避免水處理藥劑流失等。

2.2.5 成套處理技術

隨著循環(huán)水處理技術的進步，很多專業(yè)水處理公司不再依賴于單一的水處理方式，將水質監(jiān)測與加藥、鈍化預膜、化學清洗等技術集為一體，形成完善的水成套處理技術。當前，循環(huán)冷卻水成套處理技術已經成為石化企業(yè)的首選，對循環(huán)冷卻水質進行不間斷監(jiān)測，可實現自動補水和排污控制，根據工藝需要實現精準加藥，保證循環(huán)冷卻水高濃縮倍數運行，可有效降低工作人員的勞動強度，減少藥劑的消耗，保證循環(huán)冷卻水的高效、穩(wěn)定運行，有著很好的節(jié)水效果。

2.3 控制風吹損失

冷卻塔風機把填料碎沫水抽出來會出現風損，會使循環(huán)冷卻水損失0.2-0.5%，風損對散熱并沒有作用。對風吹損失進行控制可以在風筒進口部位安裝收水器，水滴會跟隨濕空氣不斷向中運行，當被收水器攔截后，就可以進行再次應用，安裝機械收水器以后，風吹損失可以減少0.1%左右。

2.4 降低滲漏損失

對循環(huán)冷卻水管網滲漏損失進行控制，主要采用加強運維管理和計量來實現，可采用陰極保護等避免冷卻管道受到腐蝕，對被保護部位施加陰極電流，金屬受到極化作用會使電位向著負方向運移，當減小到腐蝕電池陽極初始電位條件下，陰、陽兩極不存在電位差，電子便不會產生流動，管道腐蝕就會得到有效控制。冷卻管網滲漏檢測可以采用聲波法、大地濕度檢測法、區(qū)域流量測定法等， 根據準確找到滲漏部位并進行維修。

2.5 替代水源

化工企業(yè)的二級排水可以用作循環(huán)冷卻水的補充，是一種可再生水源，通過深度處理以后可以將水中的鹽分、需氧污染物質、懸浮物等消除掉，可以滿足循環(huán)冷卻系統對水質的要求，再對水體中投加生物分散劑、阻垢劑和殺菌劑等，可以避免水體中受到腐蝕和結垢，并設置生物粘泥、過濾器等輔助裝置，對循環(huán)冷卻水系統水質實現自動監(jiān)控，保證冷卻水量和水質達到使用要求。比如，某石化公司將再生水應用到循環(huán)冷卻水系統，再對循環(huán)水工藝進行合理優(yōu)化，循環(huán)水濃縮倍數得到大幅提升，使冷卻系統的補水量和排水量得到控制，循環(huán)冷卻系統利用再生水50萬t，節(jié)約新水60萬t。

2.6 其他節(jié)水技術

將塔池匯水池中水分充分利用起來，可以將其用作清洗用水，可以起到節(jié)約用水的目的。循環(huán)冷卻停止以后，可將塔池內水用來清洗內部，對后續(xù)循環(huán)塔池進行清泥，可以降低新水使用量。還可以采用液位控制來對排污量進行監(jiān)控，不再采用邊排污邊補水的方式，合理控制排污量，在塔池液位達到生產工藝要求后，再進行排污置換，同時，液位降低以后方可以進行補水，可以達到很好的節(jié)水效果。做好員工的教育培訓，明確崗位責任，提高員工的節(jié)水降耗意識，加強對節(jié)水的管理。

3 結束語

綜上所述，原來對水資源的粗放式管理已經就適用于現代企業(yè)，做好節(jié)水工作對保護水資源、提高企業(yè)經濟效益都有著積極作用，雖然化工企業(yè)的循環(huán)冷卻水節(jié)水能力得到大幅提升，但與國外先進水平還有著一定的差距，需要繼續(xù)做好循環(huán)冷卻系統的節(jié)水改造，研發(fā)提高水質的藥劑，做好冷卻水系統監(jiān)測，不斷提高節(jié)水技術水平。

參考文獻：

[1]康阿青.電廠循環(huán)冷卻水系統節(jié)水及零排放技術研究[J].中國設備工程，2019（07）：199-201.

作者簡介：

楊麗莉（1978- ），大專，蘭州石化公司石油化工廠。

劉乘雨（1989- ），本科，蘭州石化公司石油化工廠。