循环水系统冷却塔风机节能改造

石油化工技术与经济第32卷第3期. 56.Technology & Economics in Petrochemicals2016年6月循环水系统冷却塔风机节能改造.董兆挺陈军(中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部，上海200540)摘要:结合中国石化上海石油化工股份有限公司睛纶部北组循环冷却塔风机节能改造的应用实例,介绍循环水系统富余扬程利用的原理,评价了水轮机取代电机轴流风机的节能效果,并指出该技术在炼化企业推广应用的意义。关键词:循环水 冷却塔 水轮风机 节能文章编号: 1674- 1099 (2016)03 - 0056-03中图分类号 :TQ051.5文献标识码: A循环水冷却塔是炼油化工企业必备的公用工程56 m,配用功率为500 kW的高压电机。程设备之一,在炼油化工行业中普遍存在扬程设计偏大的现象,采用传统工艺设计时,循环冷却回|@@|@@水富余扬程被自然释放未得到有效的利用,在一定程度上增加了公用工程装置的动力消耗和运行中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部北组循环水场(以下简称北组循环水场)于2001O-年8月初建成,共有抽风式逆流冷却塔4座(位号一-0两-用户为F-501 -01、02、03、04),其风机由4台电机驱动，主要负责五效装置的循环冷却水供应,其回水图1北 组循环水场布置压力达到0.2MPa以上,回水能量未能有效利用。改造前,北组循环水场使用L80型电动轴流为实现节能降耗的目的,通过分析研究循环冷却风机主要参数见表1。水系统运行现状,利用北组循环水泵的富余能量表1 L80 型电动轴流风机参数作为水轮机的动能,使冷却塔风机的驱动方式由项目参数电力改为水力。电机功率/kW90电机电压/V3802011年12月和2013年7月北组循环水场电机额定电流/A电机运行电流/A12分别对F -501 -01、03冷却塔风机进行了改叶片直径/m叶片材质玻璃钢造,用BYSFT-WP2500水轮机取代L80型轴流叶片转速/(r. min- I)| 传动方式电机+传动轴风机电机作为动力源，带动叶片旋转,满足冷却叶片数量/片+减速机塔降温要求,而F -501 -02、04 继续使用L80型轴流风机。2水轮机性能参数和应用原理循环水冷却塔的高效低耗是冷却塔技术发1节能改造前设备概况北组循环水场冷却塔为方形敞开式逆流机展中的永恒目标，近年来逐步开始应用的水轮械通风混凝土组合塔,组合形式为一组四间,风机是-一种利用循环冷却水回水富余扬程的设北组循环水场布置见图1。冷却塔单塔处理量收稿日期:2016-03 -08。为2 500 m'/h,总循环水量4920~5 200 m'/h,温作者简介:董兆中国煤化工于集美大学差6~8 K,回水压力0. 15 ~0.25 MPa;单塔平面机械工程学院热事机械设YHCNMH G尺寸12 mx12 m。循环水泵流量2 100 m'/h,扬备管理工作。第3期( 2016)董兆挺等.循环水系统冷却塔风机节能改造备,使用该设备可以在现场设施改造很小的基能量的二次利用或回收”。础上实现对循环水富余扬程的利用,从而达到节能的目的。BYSFT- WP2500型水轮机运行3改造方法及 内容效率为90% , 设计进水量2460 m'/h,人口压力北组循环水场有4座冷却塔,由于该系统流10 m,额定转速128.25 ~ 141.75 r/min,叶片直量仅有4920t/h,冷却塔风机按2500t/h流量配径8m,叶片安装角度14°,传动方式为循环水回置,故现有的流量只能改造2台,本次改造F -水富余动能驱动。501 -01及03,将4座冷却塔分成2组(01和02循环水系统设计时,在计算设备和管路阻损及一组、03和04一组)。改造时通过整合流量,由提升高度、输送距离的每个环节中均有- -定余量。原来的进两座塔的水量整合给- - 台水轮机,水轮北组循环水场冷却水系统的换热器位于10 ~ 20 m机出水后再均匀分配给两塔布水,使改造后四塔高的平台上,计算出总的阻损后还应放大1.1~1.3布水和未改造前布水基本一致。每一-组中都有两倍，并以此作为循环泵选型的依据。在水泵选型个冷却塔,其中一座冷却塔由风机电机驱动改为时,因没有恰好与选定参数- - 致的扬程,从而往往水轮机驱动,而另一座冷却塔的风机仍为电机驱选择扬程较大的水泵。由于用户用量瞬时变化，水动。改造时原冷却塔结构基本不变,只改动电动泵系统在设计时不仅有富余扬程而且还有富余热风机驱动部件及部分配水管部件,以下为改造基量"。在系统设计时的热力学、传热学计算中,从本步骤。换热设备热负荷换热面积到冷却水需求量的各个(1)拆除电机、减速机、轴,根据实际情况,新环节均有一-定的余量,这就形成了系统中充裕的富增水轮机基础。余量,从而使循环回水的富余扬程被自然释放。冷(2)对上塔水管管路系统进行调整,使循环却塔水轮机就利用这些富余能量来带动风机转动,水在经过水轮机以后再流人布水系统进行布水。水轮机的输出轴与风机相连,带动风机旋转取风，改造后系统工况有所改变,须对系统阀门进行调完成气水热量交换。水动风机冷却塔的核心是高节,使工况满足水轮机设计标准。效率水轮机,它把循环水进入布水器时直接释放(3)增加旁通管和旁通阀,在因特殊情况而而浪费的能量收集起来用于驱动风机，省去原来需停开风机时,使冷却塔仍能正常使用。为风机提供动力的电机,达到节能目的。因此,水(4)进出水管、水轮机底座做支撑,风筒开孔轮机替代电机驱动风机节能改造后,完全可以满并加固。足换热设备的工艺要求,这种节能改造是“系统改造后的北组循环水场水轮机流程见图2。F-501-01冷 却塔F-501-02冷却塔F-501-03冷 却塔F-501-04冷 却塔出水阀1出水阀2水阀3 出水阀4)水轮机1中水轮机2出水阀文F-501-01塔旁通| F-501-02塔F-501-03塔旁通| F-501-04塔司门文立管阀门名立管阀门文阀门皋立管阀门圣循环水回水总管_图2北 组循环水场水轮机流程4改造效果调整非常有利,可使冷却塔的气水比保持在最佳状4.1运行评价态。夏季模式因循环水量大,水轮机满负荷运行，两组水轮机经过夏季高温季节和冬季低温季水轮机转速在 135 r/min,使F -501 -01 ~04四塔节的运行跟踪,水轮机的转速随循环水流量的增减布 水分布基本均中国煤化工温效用。而变化,风量也随之变化,对于季节变化时的温度冬季模式时因循YHCNMH G调节F-石油化工技术与经济第32卷第3期. 58.Technology & Economics in Petrochemicals2016年6月501 -01、03布水量,水轮机转速在110 r/min,F- 1. 296 x 10° kWh,电价按0.5元/kWh计算,则每年501 -02、04轴流风机电机可停用,通过F-501 -可 节约电费64.8万元。02、04自然冷却降温。同时循环水供水水泵压力基本不变,回水压力5结语较投运前稍有提高。五效换热器设备运行正常,水北组循环水场两座冷却塔使用水轮机代替电温能满足工艺需求,利用回水压力作为风机动力源机驱动风机, 水轮机具有设备简单改造少、易于操是可行和有效的。由水轮机替代电动机以后，作、节电 、无噪声、高效、安全等特点,在实际生产中100%达到了节能目的,同时杜绝了电机和电控系运行平稳 ,循环水温差及流量等各参数均能满足实.统漏电等故障的发生。际生产需要。利用水轮机可以降低运行成本,节能4.2节 能效果评价效果明显,可在炼化企业推广应用。项目投运后,可替代原90kW电机驱动,直接.参考文献节约电量按风机负荷90%计算,每年工作8 000h [1] 慕星华,刘明,丁书文. 循环水场冷却塔风机节能改造[].计算,则每年可节约用电2 x90x8 000 x0.9 =中外能源,2014,19(1):96 -98.Energy - saving Reconstruction of CirculatingWater Cooling Tower Fan SystemDong Zhaoting , Chen Jun(Acrydic Fiber Division, SINOPEC Shanghai Petrochemical Co.，Ltd. , Shanghai 200540 )ABSTRACTBased on the application case of reconstruction of circulating water cooling tower in the North Section ofAcrylic Fiber Division of SINOEPC Shanghai Petrochemical Co. ，Ltd. ，the prineiple of utilization of surpluslift in circulating watersystem was introduced, the energy - saving effectiveness of replacing the turbine motoraxial fan with water turbine was evaluated, and the significance of promoting the technology in petrochemicalenterprises was ilustrated.Keywords : circulating water, cooling tower, water turbine, energy - saving将合成气直接转化为低碳烯烃的双功能催化剂厦门大学的研究人员开发出一种拥有活性成过接近,那么新形成的烯烃容易接触到催化中心,分的特定的双功能催化剂,利用这种催化剂,可将会将一氧化碳和氢转化为甲醇。烯烃也会绑定氢合成气高选择性地转化为低碳烯烃(C2 ~Cs),这气,导致它们失去双键,并因此形成更多的石蜡。可望使它更具吸引力。最好的结果来自于将两个催化剂一起以砂浆形式这种硅磷酸铝分子筛SAPO-34是- -种优秀磨碎。在约400C下，所得双功能催化剂生成低的甲醇制烯烃(MTO)反应的催化剂。采用2: 1碳烯烃( C2 ~ C4 )的选择性为74% ,一氧化碳的转比例的氧化锆和氧化锌纳米颗粒可实现甲醇合成化率约为11% ,这一-结果可用于将合成气直接转反应催化,偏重于生成低碳烯烃。化为低碳烯烃。采用将双催化剂的两个组分相结合的方式至关重要。两个组分必须紧密接触,但如果它们太(中国石化有机原料科技情报中心站供稿)中国煤化工MYHCNMH G