第一循环水场装置改造总结

2016-08-16周文争

河南化工 2016年7期

关键词：水器扬程冷却塔

周文争

(中国石化洛阳分公司，河南洛阳　471012)

•生产与实践•

第一循环水场装置改造总结

周文争

(中国石化洛阳分公司，河南洛阳471012)

阐述了水务中心炼油循环水装置第一循环水场整体优化项目实施情况，在节能降耗方面取得了成效，并针对目前存在的问题提出了对策。

循环水机泵；冷却塔；风机；优化改造；耗电量

中国石化洛阳分公司水务中心炼油循环水装置第一循环水场(包括炼油及发电循环水系统)担负着为洛阳石化分公司炼油生产装置、罐区及辅助系统提供循环冷却水的任务。由于设备及水处理设施陈旧老化，运行效率低，导致循环水系统耗电量居高不下。2014年，循环水单位的电耗为5.89×10-3kW/m3，高于水务中心循环水系统4.756×10-3kW/m3的平均水平。为了降低生产成本，减少用电消耗， 2015年对水务中心炼油循环水装置第一循环水场实施优化改造。

1　循环水装置优化改造

1.1循环水泵优化改造

第一循环水场104#、105#、106#、201#、204#、205#循环水泵的型号为KPS60-500，该型号泵叶轮水力模型的额定扬程为60 m，要达到水泵铭牌标识的52 m额定扬程，需要对叶轮实施较大量的切削，导致上述6台运行效率下降，高效区变窄，泵平均运行效率<81%。西安格睿公司基于“三维CAD-CFD联合的叶片泵整体优化技术”，加工定制了高性能叶轮。自2015年3月至10月底，分期对上述6台循环水泵的叶轮实施了更换，对100A、100B及103共计三台离心泵实施了整体更新，循环水机泵改造内容见表1、表2。经过更新、改造后，循环水泵运行效率由原来的81%提高至86%以上。

1.1.1增加循环水泵流量配置规格

优化改造前，第一循环水场循环水泵有3 170、3 600、4 000 m3/h三种流量规格，流量相差较小。当系统流量需求不是以上三种流量的组合倍数时，水泵性能曲线就无法和系统需求相吻合，就会出现不增开泵，供水量不足，循环水总管压力低；若增开一台泵，循环水流量过大、需通过关小泵出口阀控制总管压力，出现泵憋压，能耗升高、运行效率降低等现象。通过实施叶轮或循环水泵整体更换，增加了循环水泵流量配置规格，拉大了循环水泵流量的档次，水泵流量有原来三种规格增加到 2 300、3 000、3 170、3 500 、3 600、 4 000、4 500 m3/h共7种规格，不仅便于循环水泵的调整与组合，同时，可降低泵运行能耗、提高工作效率。

表1　改造内容

表2　循环水机泵改造内容及改造前后监测数据

1.1.2降低泵扬程

优化改造以前，循环水泵的额定扬程为52 m，循环水总管压力只需控制在0.35 MPa左右，就能够满足生产装置的需求。泵实际运行扬程偏离额定扬程17 m左右，导致泵运行效率降低，电耗增大。通过更新改造，循环水泵的额定扬程由原来的52 m降至35 m左右。

1.2优化循环水泵的电机配置

104#、105#二台泵更换叶轮后，循环水泵的流量由原来的3 600 m3/h降至2 300 m3/h，且扬程下降幅度较大，将其电机由630 kW更换为315 kW的新电机。由于原来100A、100B的电机属于明文淘汰高能耗电机，100B泵更换叶轮后，流量不变，但由于其扬程由原来的55 m降低至35 m，为此，将其800 kW电机更换为630 kW原105#电机，而100A电机利用原来的104#电机。其它5台实施更新、改造的循环水泵，由于循环水泵额定扬程降低，泵的轴功率小于原有泵的轴功率，其电机仍采用原来的电机。

1.3更新泵出口单向阀

利用2015年大检修停工之际，对9台实施更新、改造的循环水泵的出口单向阀进行更换，由原来的水力多功能控制阀更换为设计定制的微阻止回阀，使单向阀流体阻力由6 m降至0.9 m；泵出口与循环水总管之间的压力差<0.01 MPa，且有效控制水锤问题的发生。

1.4增加循环水泵自启动功能

经过优化改造后，循环水泵的扬程将大幅下降，虽然能满足生产装置对循环水压力的需求，但相对于改造前，循环水系统安全富裕量减小。在水泵故障突然停运，或者用户突然大幅度增加循环水用量时，安全保障能力相对减弱。为此，此次优化改造，增加循环水泵自启动功能。当由于某种原因，导致循环水压力<0.31 MPa控制下限时，压力信号传递给控制系统，触动低压控制继电器， 10 s后开启202#循环水泵，若循环水压力仍然低于控制下限或202#循环水泵没有启动，20 s后开启203#循环水泵；若循环水压力仍然低于控制下限或203#循环水泵没有启动，30 s后开启100A#循环水泵；若循环水压力仍然低于控制下限或100A#循环水泵没有启动，40 s后自动开启100B#循环水泵。

1.5机泵节能改造效果

循环水机泵改造前后监测数据及节能效果如表3所示。

2　对冷却塔实施优化改造

2.1对一循3#冷却塔实施更新改造

一循3#冷却塔使用已久，塔内淋水填料、收水器、配水系统老化、损坏较多。同时，随着生产装置运行到后期，生产装置换热设备泄漏频次增加，一联合常压减渣及柴油泄漏到循环水系统，导致冷却塔配水管及填料发生严重堵塞，严重影响冷却塔的冷却效率。2015年4-6月，对一循3#冷却塔实施了更新改造。

表3　循环水机泵改造前后监测数据及节能效果

改造内容：拆除3#冷却塔第7、8、9间塔内的淋水填料、收水器、配水管线及喷头；对配水管内堵塞的减渣、油泥等杂质疏通、清理；将配水管线在原来的基础上抬高0.6 m；将配水喷头由原来的莲蓬上喷式改为均溅下喷式，使喷洒的水滴更加均匀细小。将淋水填料更换为高效PVC填料；将收水器更新为MWDP型多波双功能收水器。

冷却塔实施改造后，增加了冷却塔的处理能力，提高了冷却效果。在相同条件下，冷却塔的出水温度较原来降低1 ℃以上。生产装置在相同负荷下，对循环水的需求量下降，从而降低了循环水泵的运行负荷，减少了运行设备的耗电量。

2.2对一循4#冷却塔收水器实施更新改造

由于发电循环水系统热负荷大，导致一循4#冷却塔收水器变形，收水效果大幅度降低。2015年4月，对一循4#冷却塔收水器实施了更新改造。收水器更新为MWDP型多波双功能收水器后，收水效果大幅度提升，冷却塔的飘滴损失率由原来的0.5%减小到0.01%以下，预计每年可减少新鲜水消耗量15.77万t。

2.3对冷却塔风机实施节能改造

为提高生产装置换热设备的冷却效果，满足生产装置对循环水温度的需求，在气温较高时，冷却塔岗位需要运行多台轴流风机来对循环水实施冷却。由于轴流风机均为大流量、大功率设备，因此，风机运行需要消耗大量电能。为了降低风机的运行电耗，2015年1月，江苏中金环保科技有限公司对第一循环水场110#轴流风机实施改造，对轮毂进行更新，叶片更换为机翼型风机叶片。该叶片因断面与机翼相同而得名，采用CFRP碳纤维+FRP玻璃钢复合材料，运用空气动力学原理及弯、扭、掠等三维造型技术，大幅度降低了风叶运行阻力。同时，为了提高风量，将风机叶片的安装角度由原来的11°增加为15°，确保风机运行效率达到85%以上。2015年4月，改造后的110#风机运行后，不仅风量增大3.63%，而且耗电量下降33.33%，具体见表4。