循环水系统工艺改造及优化运行

循环水系统工艺改造及优化运行

摘要：仪征化纤股份有限公司水务中心三区循环水（原涤纶三厂）始建于1989年，由于三区循环水东、西站是分期建设，两套系统全部建成后，将系统供回水管网进行连通，安装隔断阀控制，隔断阀长期处于关闭状态，但随着运行时间的增加，两套系统存在互窜的现象，影响系统水质状况；且三区循环水设有两套系统，使系统呈现资源配置分散、利用率低的现状，需要对两套系统进行合并运行、工艺优化。

关键词：循环水处理；系统合并运行；节能降耗

节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略，近年来各种节能降耗的措施、政策和目标在

不断制定和完善，同时政府也相应投入大量资金用于支持节能降耗项目的开展。循环水泵站作为公用工程的主要耗能设备，节能改造空间较大，因此循环水泵站及其系统的节能降耗工作具有重要的意义。

1循环水系统概况

仪征化纤股份有限公司水务中心三区循环水（原涤纶三厂）始建于1989年，三区循环水由东、西站两套系统组成，由于东、西站循环水是分期建设，待两套系统全部建成后，将供回水管网进行连通，并装有系统隔断阀，隔断阀长期处于关闭状态。西站循环水原设计供水能力为3300m3/h，设有4台循环水泵和4组冷却塔，主要用户为聚酯七、八单元，50～70岗位，短纤中空17～18K和23～26K；东站循环水原设计供水能力为9000m3/h，设有10台循环水泵和6组冷却塔，其中4台B02循环水泵专供聚酯九、十三单元及切片生产、长丝空压站、长丝一装置等用户，6台B01水泵专供冷冻系统。

由于原涤纶三厂完全是分期规划、分期建设，西站循环水原设计只考虑七、八单元建设所需循环水量，对于后期建设项目所需循环水均在东站循环水建设中考虑，因而形成现在的东西两个循环水站，客观上造成整个系统呈现资源配置分散，利用效率降低，且随着运行时间的增加，两套系统存在互窜现象，影响水质状况，对系统稳定运行产生影响，所以可利用目前七单元切片生产停运、长丝转产短纤、聚酯工艺调优、冷冻机改造优化循环水需求量不断下降的机会，对两套系统进行合

并运行，进行系统节能降耗、优化运行工作。

2运行存在问题

2.1系统水泵运行组合方式不合理

由于原一、二、三厂聚酯系统生产规模相差不大，但原三厂需运行四台泵才能满足生产需求，

而原一、二厂仅需运行三台水泵即可满足生产需求，且从下表分析中可以看出原三厂的单位能耗高于原一、二厂，说明运行四台水泵存在能源浪费的现象，水泵运行组合方式未处于最佳状况，具备节能改造空间。

表1 原一二三厂循环水系统概况对比表

东西站循环水供回水管线中的隔断阀由于设备故障无法完全关闭，造成两个系统间窜水，部分东站循环水进入西站系统中，相当于西站使用东站循环水进行系统补水，使西站各项水质数据较高，且从表1中可看出，西站各项水质数据均明显高于东站。

表1 2012年三区循环水东西站水质数据对比表

量却与东站基本持平，且数据时有超标，说明东站循环水窜入西站系统中，对西站系统运行产生一定影响。

表2 2012年三区循环水东西站加药、补水数据对比一览表

水务中心循环水装置于2013年1月7日在生产部牵头、中心组织下进行三区循环水东西站合并运行，实现东站代西站运行，东站循环水系统运行3台B02水泵，负责供应整个原三厂界区内所有用户，目前系统运行稳定。

表2 循环水东西站停运操作前后工艺数据对比表

东站运行3台水泵，供水总流量由4100m3/h（1908m3/h+2185m3/h）下降为3400m3/h，供水压力、温度较合并前变化不大，且各用户无异常反应，说明东站运行3台水泵能够满足当前用户需求，系统运行正常。

4系统并网运行后存在问题

4.1受原三厂循环水系统分期规划建设的影响，东西站聚酯楼管道连接处最小管径为DN400，正常流通能力为1100m3/h，该处需要通过的能力根据西站供水量应在1900m3/h左右，存在明显“卡脖子”现象。

4.2东站供聚酯系统有4台泵，管网合并后系统运行三台水泵，仅剩一台备台，存在安全生产隐患。

4.3由于东站负荷增加，循环水供应量达到3500 m3/h左右，超过水轮机设计负荷3000m3/h。

5改造措施

5.1采用不停车带压开孔技术在东、西站聚酯楼相连接的DN600供回水管两侧铺设DN450旁路管，扩大系统管网流通能力。

5.2把东站B01/A原供冷冻系统的水泵更换为流量2000m3/h、扬程59m的新泵（电机不换）改供聚酯系统，原B01/A泵移至故障停运的B01/C泵上（详见图1），聚酯系统设置一大四小五台水泵，供水高峰期运行一大两小水泵，确保生产稳定、供水安全。

5.3在水轮机的入口增加一个DN700流量控制阀，同时增加一个DN700的旁通阀进行分流，降低水轮机生产负荷，同时拆除原T2隔断盲板，将T1、T2两个塔全部作为聚酯回水冷却使用。

以上改造措施正在实施中，预计2013年6月初可以完成改造工作，确保夏季供水安全。

B01/A

B01/B

B01/C

供冷冻

图1 水泵改造示意图

6经济效益分析

通过本次合并停运操作，成功地将西站停运，实现东站代西站供水，且保证各用户供水流量、压力稳定，系统运行正常，并从设备电量、系统水质、化工料消耗等方面进行对比分析，积累经验为下一步循环水改造提供技术支持。

6.1耗电量下降效益分析

通过本次系统合并运行，高压端用电（水泵）由运行4台水泵（西站两台280kW 水泵+东站两台315kW 水泵）调整到运行3台水泵（东站三台315kW 水泵），所以高压端电量因循环水泵运行台数的减少而大幅度下降；低压端用电因西站风机、照明、电加热监测换热器等设备停运而减少。

截止到2013年12月底，三区用电量累计值为1223.0377万kWh ，较去年同期下降256.3763万kWh ，根据成本核算，上网电价为0.45元/kWh ，直接经济效益为： 256.3763万kWh ×0.45元/kWh=115万元。

6.2系统水质合格率上升

系统合并停运前，受跨接阀窜水影响，部分药剂流失，导致水质波动较大，2012年全年西站水质综合合格率为99.1%，其中有机磷含量共超标27次，东站水质综合合格率为99.1%，其中有机磷含量共超标8次；而系统合并运行后，2013年全年期间东站循环水有机磷控制平稳，仅有2次超标，全年累计综合合格率为99.8%，说明合并运行后系统水质运行控制平稳，较合并前有了大幅度提高，具体数据见表3。

表3 系统合并前后水质数据对比表

6.3循环水温差上升

受循环水用户供水负荷以及本身冷却塔局限性影响，西站循环水温差合格率较低，虽然通过与聚酯短纤用户的不断调整优化，供回水温度有所提高，西站2012年全年累计温差平均值为5.4℃，但总体仍未达到中石化6℃的温差要求。

而系统合并后，对西站进行停运，彻底解决西站温差不达标的问题，且2013年全年东站供回水温度平均值为7.28℃，较去年同期上升了4%，较合并前供回水温差有所提高。

7结语

为了进一步达到节能降耗的目的，循环水节能工作应当根据不同用户对换热器进出水温度、压力等工艺需求，以及生产负荷不同、实际情况的差异，不断优化调整循环水系统阀门的开度，同时调整水泵运行组合方式，具体的实际循环水系统节能技改，应根据企业各种能耗不利因素，有针对性的提出节能技改方案，从而降低循环水系统总体运行能耗。