循环水凉水塔性能优化

2011年39卷第18期广州化工151循环水凉水塔性能优化温铜川,周文华(陕西延长石油(集团)有限责任公司,延安石油化工厂,陕西延安727406)摘要:介绍了延安石油化工厂循环水凉水塔存在的问题,通过对问題的分析,采取一系列整改措施,如对凉水塔填料层进行粘泥剥离、改造填料等方法使循环水冷后温度≤30℃,循环热水和循环冷水温差达到10℃左右,确保了全厂装置的平稳长周期运行关键词:凉水塔;填料;改造Performance Optimization of Cooling Tower of Circulating WaterWEN Tong-chuan, ZHOU Wen-huaShaanxi Yanchang Petroleum( Group )Co, Ltd, Yanan Petrochemical Works, Shaanxi Yan'an 727406, ChinaAbstract Problems about cooling tower of circulating water in Yan'an Petrochemical Works were introduced and an-alyzed. A series of transforming measures were taken, such as stripping slime from cooling tower fill layer, modifying fill-ers and so on, which made circulating water temperature decreased less than 30 C after cooling, and difference tempera-ture between hot and cool circulating water was about 10C, which effectively ensured smooth long-term operation of allequipment in whole factoryKey words: cooling tower: filler: transformation延安石油化工厂循环水系统设计规模为18800m3/h,共有风速、风量远低于设计值,进而导致循环水进出口温差小。20m×20m、NH-4700型凉水塔4间,采用1.2m高的薄膜填为了保证生产正常运行,需对凉水塔填料层进行在线粘泥料,于2009年3月底投入运行,主要为重整、加氢、聚丙烯等装置剥离。粘泥剥离是指在循环冷却水系统中投加一定量化学药换热设备提供冷却水。凉水塔顶部上来的循环热水被布水管上剂,利用循环水系统的循环运行,达到清除换热器和冷却设备上的布水器均匀的喷淋在填料上,使水形成很薄的水膜或溅散成的藻类生物粘泥。细碎的水滴,与侧面来的冷空气在填料层中发生传热、传质。由同时进行杀菌剥离处理,通过大剂量高效氧化性杀生剂和于温差的存在温度较高的水与较低空气发生热传导,从而使热非氧化性杀生剂交替使用,利用不同的杀生作用把输水管线、凉水冷却,再者水蒸气进入干燥的空气中带走大量的热,从而使水水塔钟填料、水冷却器中的菌藻和粘泥剥离杀死,并使其脱落。温进一步降低。药剂配方及用量见表1。1凉水塔运行中的问题表1粘泥剥离处理药剂配方Table 1 Prescription of reagent in stripping slime延安石油化工厂循环水凉水塔设计回水温度≤41℃,冷后药剂代号投加量/(mg/L)用量/t温度≤31℃,温差10℃,但自2009年3月投运后不足一年,凉水塔热力性能已严重下降,冷后温度高达38.6℃,循环热水和高效氧化性杀菌剂循环冷水最大温差3~4℃,均达不到设计值。YC-S-03杀菌剂2.4循环水是连续、安全、高效生产的重要保障,水系统的良好粘泥剥离剂2.4运行,对于减少检修频率及费用,延长设备寿命,稳定、提高生产消泡剂100的产量和质量,降低综合生产成本、避免意外事故等方面,具有重要意义。为保证全厂装置正常运行生产,减少资源浪费,改造经过在线剥离,凉水塔填料层表面洁净、无粘泥,填料支撑凉水塔势在必行。梁及凉水塔内壁无明显微生物、藻类,凉水塔的进风量、风速及2首次技术改造冷却效果有所改中国煤化工右,循坏热水和循环冷水温差增2010年5月对凉水塔进行检修,发现填料层粘泥堵塞严重,3再次技术改造CNMHG这是由于原水来自洛河与沮河,泥沙较多,同时含有部分油类物质,水质富营养化严重,易滋生菌藻。粘泥堵塞严重会导致系统通过对凉水塔结构及填料深入调查分析,针对造成循环作者简介:温铜川,(1975-),男,毕业于西安石油大学化工工艺专业,大专,现在从事生产调度工作。数据152广州化工2011年39卷第18期冷水温度高的原因,采取以三间运行一间改造的方式对凉水塔进行改造。3.1进风口偏小,风筒高度不足干燥空气在凉水塔中作为冷介质和不饱和介质,带走了循环水中的热量,因而进风量的大小直接关系到冷却效果,进风口偏小、风筒高度不足,导致进风量严重不足,故对进风口、风筒进行改造,改造效果见表2表2凉水塔改造前后对比Table 2 Contrast of cooling water before and after transformation页目改造前改造后改造后优势图2新型淋水填料Fig. 2 New -style packing filler进风口风板,进塔阻力增大进风口,增设碱少总阻力,消进风口偏小,无导大,存在涡流区导风板除进风口涡流3.4收水器改造设置收水器是为了减少塔内水滴风吹夹带的损失,好的收流线型较差的水保证出风口平水器在降低水滴飘失的同时对气流进入风机前能起到导流的作泥通风筒,高度偏增设玻璃钢材质,缓,消除风筒出用。效率高的收水器,一般其比表面积亦大,通风阻力相应要风筒低,无导流圈,出流线型好的风筒,口涡流区。轻高。本厂凉水塔原来采用的收水器由现场加工制成,收水效果口存在风的涡流提高风筒高度便、防震性能较差,水量损耗较大影响换热效果,改造后采用新型收水效果区好,拆装方便明显的PVC收水器,漂水量小于0.01%,通风效果好。3.5增设填料支架3.2配水系统改造原填料片质量差,水流冲刷导致填料碎片脱落,且填料直接原配水系统釆用槽式重力配水,配水压力偏低。原喷淋系摆放在凉水塔内横梁上,承重时间过长会导致横梁发生变形、填统喷头喷洒水幕小,且有伞膜及中空现象,填料实际利用率低;料脱落等现象,填料碎片会进入循环水系统后堵塞换热器,影响喷臂质量较差,且损坏现象严重,出现了水柱和偏流现象,这些正常生产。其次,无填料支架,入塔作业较为危险,故增设填料原因均减小了水流与填料的有效接触面积,需对配水系统进行支架。填料支架采用H58玻璃钢挤拉型材做网格填料采用搁改造。一是将槽式重力配水改为密闭管式压力配水系统;二是置方式,平整严密,没有较大的空隙。改造喷淋系统,选用多层流溅式喷头,消除喷淋中的中空现象,使布水均匀细密,最大限度充分利用淋水填料性能。同时,溅式表3再次技改前后对比喷头可以拆装,可以在堵塞时清理,有效解决了散热翅片管堵塞Table 3 The second before and after transformation带来的热水槽溢流问题。时间再次技改前时间再次技改后3.3填料改造2-3温差/℃温差/℃凉水塔填料原来釆用老式薄膜填料(图1),该填料片纹路2011.4.520l1.4.1简单,易脱落,高度为1.2m,相对较低,且为单层,这些原因将导2011,4.62011,4.20致水流在填料层中停留时间较短,热交换时间短。而新型淋水填料(图2)具有较好的综合性能,通道面积大,粘接牢固,整体20l1.4.820ll.4.21组装钢度好等优点。因而将填料改用新型填料,并将填料层高20l1.4.1020l1.4.229.8度提至1.5m,改为3层,层与层之间水流方向发生改变,进行两2011.4.1l2011.4.24次换热,同时增加了塔内单位空间的填料表面积,提高了换热效5.220l1.4.269.8率注:以上测量数据时,环境温度为18~20℃由表3可以看出,经过再次技术改造后,温差效果达到原设计指标。表明此次技术改造的彻底性,方案是完全正确的、可行的。从而为我厂的主装置的平稳运行,提供了强有力的保证。4结语在冷却水处理过程中,由于种种原因,不可避免的会发生些特殊情况,键是要形时外理减心失,避免造成不良后果本厂针对凉中国煤化玉改造,提高了凉水塔的温降效果CNMHG℃,循环热水和循环冷图1老式薄膜填料水温差在10笔正右。水哈大大提咼J处理量,提高了循环水Fig. 1 old-fashioned film filler利用率,降低了运行成本,取得了可观的经济效益,同时为全厂装置及水冷设备“安、稳、满、优”运行提供了有力保证(下转第169页)2011年39卷第18期广州化工能力上的指导作用。象及其规律性提出的一种假定性的推测和说明,是科学思维的实践表明在理论教学中探讨逻辑思维推理和科学思维方式种重要形式和方法。假说是科学理论发展的必由阶段,是科不仅可以加强学生对理论的理解,使学生得到科学思维方式的学研究的重要方法6。模型化思维是根据科学实验和科学知识训练,而且大大提高了学生的学习兴趣。下面是我们在物理化所建立的真实模型或理论模型。假说和模型化思维是科学归纳学教学中讲解的部分科学思维的例子,总结出来与大家共勉,希的具体形式之一。在物理化学中大家最熟悉理论模型有:理想望能起到抛砖引玉的作用。气体、理想溶液模型等等。如果我们讲解这些模型时,讲解模型建立过程中可能的思路则能更好地帮助同学们更好地打开思3热力学中的部分科学思维方法路。如:卡诺循环的建立过程,卡诺研究的目的是为了寻找最高3.1科学归纳效率的热机。什么样的热机效率最高呢?毫无疑问做功最大用热量最少的热机效率最高。怎么来设计这样一个热机呢?引科学归纳是在简单枚举的基础上,通过对事物之间因果联导学生用学习过的知识一可逆过程系统对外做最大功、环境对系的把握从而概括出一般性结论的不完全归纳2。热力学中系统做最小功,设计出效率最高的热机—卡诺可逆热机。设以高压气体向低压扩散热量从高温物体传递给低温物体,锌置计模型时,忽略活塞与缸体之间的摩擦力等次要因素,是抓主要换溶液中的铜等为例进行科学归纳,从彼此孤立实例中归纳出矛盾的科学思维方法。该理想模型不仅解决了如何提高热机效共同特征—自发性。并由此发现了自发过程的判据。正如科率问题还演绎出了卡诺定理,热力学第二定律的数学表达式学家贝弗里奇指出的一样“:“归纳过程虽然可靠程度不够却等。由此可见模型化思维方式的重要性。富于创造性。其富于创造性是由于归纳过程是得出新理论的一种方法。”通过观察生产实践现象收集科学实验结果、总结前3.4对比和联想的科学结论,亦有可能归纳出新的科学理论。克劳修斯从传热对比是思维方式中最常用的方法之一,就是从同质的东西现象归纳出“热不可能从低温物体传到高温物体而不产生其它中找到差异,即同中求异。联想这是从不同质的东西中找到相影响”。开尔文则从热和功转换归纳出“不可能从单一热源吸取同,异中求同。对比和联想是同一思维过程中的两个不同方面,热量使之完全转化为功而不产生其它影响”。他们所归纳的结者是对立统一关系7论就是伟大的热力学第二定律。可见,科学地归纳一些实验现热力学物理量中热力学能、焓、亥姆霍兹自由能、吉布斯自象,也能为科学的发展,社会进步做出重大贡献。由能等虽然各个的物理意义不同,但是采用联想的方法,找出它3.2演绎们所具有共同的特性,即它们的变化值与系统的变化途径和过程无关,只与系统的始终态有关。从而抽象出了状态函数的概归纳和演绎是逻辑思维的基本方法。科学研究过程中除念,这既是一个抽象与概括过程也是一个对比与联想过程。由此了要应用归纳法从个别中概括出一般结论还要应用演绎法从可见所谓科学思维方式往往也存在相互关联彼此共生的关系。般中认识个别。从普遍性的理论知识出发去认识特殊和个别当然热力学里面蕴含了许多哲学思想和方法论,这需要每现象的思维过程和推理方法都属于演绎法。位物理化学教师在教学中去发现。以上仅是我们在教学中悟出物理化学课程中演绎方法同样扮演着重要角色。例如:亥的热力学部分的科学思维方法,其它部分的科学思维方式有待姆霍兹自由能和吉布斯自由能的推导等。熵变作判据只能用在于进一步总结。我们的发现与物理化学中所蕴含的众多哲学思隔离系统,比较麻烦。于是亥姆霍兹应用“组合思维”将热力想和科学思维方式相比仍有不足。期望该文能起到抛砖引玉之学第一定律与第二定律结合起来,推导并定义了亥姆霍兹自由作用,为培养学生的科学思维方式起到一定的促进作用。能和亥姆霍兹判据。吉布斯采用类似方法进行演绎,演绎出等温等压条件下的吉布斯自由能。吉布斯演绎中的大部分与亥姆参考文献霍兹的演绎相同采用了相似思维。该例说明模仿别人也可[1]朱晓静,浅谈高中物理教学[刀中国校外教育,理论,0(4)以进行创造。他的成功在于模仿别人的同时,进行了创新。他78应用拆分思维将功拆分为膨胀功和非膨胀功使得结论更加有[2]刘冠军,王维先科学思维方法论[M]济南:山东人民出版社用。经过模仿和简单的改变就可以带来了一个伟大的创造,同2000:135-153学们会感觉以普通人的思维能力亦能做到这伟大的创造。当[3]范祟政何天敬有关(物理化学》教学改革的若干问题[教育与把这些演绎讲出来时,不仅使同学们了解了几种思维方式,还激现代化,1999(4):46-48发了他们学习兴趣,取得了良好的教学效果。[4]弗里奇科学研究的艺术[M]北京:科学出版杜,1979:89-2903.3假说与模型化思维方式[51席振伟.数学的思维方式[M].南京:江苏教育出版社,1995:%6[6]窦洪庚归纳.类比与假说方法在化学教材与教学中的应用中小归纳和演绎是科学思维的基本方法,具体的科学归纳与演学教材教学,2004(6):18-20绎往往又是多种多样的,笼统的讲归纳与演绎不易把握,因此人[7]马青江科学思维方法[M].济南:黄河出版社,2002:257们又将科学思维方式具体化,以便于理解与掌握[8]吕国欣,侯振亚.科学思维的工具[M].成都四川大学出版社科学假说指根据已知的事实和科学原理对所研究的自然现1991:23-25H中国煤化工CNMHG(上接第152页)[2]曹翠芝,丁文峰.百度文库[OL].htp:/wenku,badu.com/view参考文献fe042c668fafah069dc021e. html[1]王艳红中国水网[OL].hp:/paper.h2o-china.com/14710.shm[3]于战德中国水工业网[OL].hp://www.shuigongye.com/company/juche/ paper/6-851E-F6EA9F89459F htm