摘要：大庆石化公司水气厂水处理车间有三套主要用水装置，分别为第三循环水场、第四循环水场和高温水装置，介绍了循环冷却水和高温水的工艺原理。通过对装置的主要流程的性质，车间采取了有针对性的主要节水控制措施。该措施取得的成果。
关键词：循环水；高温水；工艺；流程；节水
1循环水和高温水的工艺原理
1.1循环水的工艺原理
工业生产中循环水的冷却是靠冷却塔来完成的，循环回来的热水首先通过塔上配水管或配水槽均匀地分配到水塔的整个淋水断面上，然后下落的热水水滴再通过淋水填料多次溅散形成小水滴或形成水膜，以便增大水和空气的接触面积，并延长接触时间，在热水下落的同时，空气通过自然抽力或机械通风，自下而上或水平方向在塔内流动，从而把热量带走。
在塔内热水与空气之间发生两种传热作用，一是蒸发传热，二是接触传热。蒸发传热是当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中水蒸汽分压时水滴表面的水分子克服液态分子之间的吸引力而汽化逸入空气中，并带走汽化潜热，使液态水的温度下降。蒸发1kg水，要带走约2.43×106 J的热量，蒸发传热带走的热量约占冷却塔中传热量的75％～80％。接触传热是当空气湿球温度低于水温时，热量从水传向空气，使空气温度提高而水温降低，带走的热量是湿热，约占冷却塔中传热量的20％～25％。
1.2高温水的工艺原理
高温水装置主要利用物质的热交换原理，经过水-水换热器（E-2-1，E-2-2），水-汽换热器（E-1-1，E-1-2），板式换热器（BH-1A，BH-1B），吸收装置自产蒸汽凝液、1.0MPa蒸汽以及电厂高温水的热量，将热网回水温度升高，再送入热水管网循环使用。
对于热水供热系统，循环水流量由下式计算：
G=[Q/c（tg-th）]×3600=0.86Q/（tg-th）
式中：G - 计算水流量，kg/h
Q - 热用户设计热负荷，W
c - 水的比热，c=4187J/ kg℃
tg﹑th－设计供回水温度，℃
一般情况下，按每平方米建筑面积2～2.5 kg/h估算。对汽动换热机组，由于供回水温差设计上按20℃计算，故水量常取2.5 kg/h。
采暖系统的蒸汽耗量可按下式计算：
G=3.6Q/r + ⊿h
式中：G - 蒸汽设计流量，kg/h
Q - 供热系统热负荷，W
r - 蒸汽的汽化潜热，KJ/ kg
⊿h - 凝结水由饱和状态到排放时的焓差，KJ/ kg
闭式热网补水装置的流量，应为供热系统循环流量的2%，事故补水量应为供热循环流量的4%。高温水系统控制温度主要通过控制1.0Mpa蒸汽流量来控制高温水温度，手动调节给汽量，达到调节高温水温度的目的。高温水升温蒸汽流量与高温水温度之间为正比关系，给汽量增加，温度上升，反之温度下降。
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2循环水场和高温水装置的主要流程
2.1 第三循环水场的主要流程
水处理车间第三循环水场供水设计规模为55000t/h，主要负责裂解三套装置（E3）、四套联合装置、废碱液湿式氧化装置、凝结水回收装置和循环水场内部消耗。水场系统容量26000 m³，正常运行时循环水的补水量为1000t/h（以设计给出计），主要用水是经过沉淀、过滤后的地表水。
三循共有2座11间凉水塔，12组旁滤池，1个升压大泵房。从生产装置返回的约40℃循环水，通过1条∮2420×20、1条∮1422×14.2的管线进入冷却塔CT-301、CT-302上部，水与空气直接接触，进行热交换，使循环水温度降到≤30℃后落入底部塔池；约3％－5％循环水自回水线回水直接进入旁滤罐，去除水中的杂质和悬浮物，然后流入吸水池中。在吸水池及塔池内加入氯气、DQ-203等药剂，杀死水中的菌藻，提高循环水的缓蚀阻垢效果，再通过水泵升压后送入供水线管网，供给各生产装置。
2.2第四循环水场的主要流程
水处理车间第四循环水场共有两座冷却塔。9000 m³／h循环水装置主要产品为≤30℃的循环冷却水，为钢结构机械通风横流式玻璃钢冷却塔。负责供给9万吨／年苯乙烯装置、2.5万吨／年聚苯乙烯装置、10万吨／年ABS/SAN装置、10万吨／年聚丙烯装置的循环冷却用水量以及与上述四套装置相配套的辅助工程用水。
4500 m³／h循环水装置建于2006年9月，为10万吨/年乙苯脱氢装置配套设施，该循环水塔是机械通风吊装式逆流塔。
来自各生产装置的循环热水以0.25MPa的余压，小于42℃的条件下进入冷却塔T-001/1-3、T-002/1，与空气直接接触进行冷却，冷却至≤30℃。冷却后的水落入塔池，流入吸水池，最后由循环水泵P-001/1-4、P-001/5-6提升，以0.30～0.55MPa的压力送到各生产装置。
2.3高温水装置的主要流程
循环回来的高温热水经回水缸进入除污器，除去水中杂质和悬浮物，经除污后的热水由热水循环泵DP-05A/B/C/D/E升压后进入全程水处理器进行除垢防垢、超净过滤处理，处理后的水分为三路：一路经水-水换热器与装置自产蒸汽凝液换热后再进入水-汽换热器与管网来的1.0MPa蒸汽进行换热，一路经板式换热器与热电厂来的高温热水进行换热，一路直接进入混水器与升温后的热水混合，进入采暖分水缸送入采暖管网为化工三厂各装置、化工一厂火炬（二）及木器厂提供采暖用水；未经过混合的高温热水直接进入伴热分水缸送入伴热管网为公共管廊及化工三厂各装置内物料管线提供伴热用水；放出热量后的热网回水重新回到高温水站内，再次加压，换热重复上述循环过程。
3车间工艺管控
由于第三循环水场和第四循环水场所在换热器不同，在用户针对供水温度提出更高要求时，需要两个循环水场严格把控温度、压力等工艺指标。由于温度影响冷却水蒸发量，所以使其尽量处于平稳状态，减少状态波动。由于循环水装置的主要水耗为风吹和飘移损失。车间根据专业意见制定了风机操作规程，要求岗位员工严格执行循环水场水塔岗位的工艺操作指南，按生产方案要求，根据水温情况和气象条件适当开停风机，并适当调节上水阀门，使之配水均匀，冷却效果良好，做到水塔运行经济合理，对风机按时巡回检查和维护，保证正常生产和平稳运行。
对于高温水装置，需要严格控制运行泵状态，保证供水压力稳定。高温水供水温度的控制，要求根据环境温度的变化调整高温水供水温度，即适当调节汽-水换热器E-1-1和E-1-2的蒸汽入口阀门，当供水温度TI-206高出指标范围时，适当关小其入口阀门；当供水温度TI-206低于指标范围时，适当开大其入口阀门。由于高温水西线基本为采暖用水，故可通过调整高温水泵出口至分水缸跨线阀来控制西线供水温度。高温水供水压力的控制，根据东线、西线、乙苯脱氢采暖专线、伴热专线、乙苯脱氢伴热专线的给、回水压力情况（现场压力表），适当调整水缸和分水缸上五条主线的给、回水阀门，控制供水流量，达到水量平衡供给。
4结论
通过对比第三循环水场和第四循环水场的水消耗量、产量、和补水单耗可以看出，通过车间的管理方法升级和严格工艺管控，循环水场节水成效逐步显现。通过对比高温水装置的凝液、水、10MPa蒸汽量，可以看出，针对高温水装置采取多方面管控得到良好效果。在2018年8月25日～31日循环水装置置换水质期间共消耗工业水43696吨，相比于2015年大检修的边补水边排污的置换方式，节约工业水13449吨（2015年7月12日～21日置换期间共消耗工业水57175吨）。
论文作者:何美薇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/5
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