王嬌梅

（中信國安化工有限公司，山東菏澤 274500）

化工企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是一個重要的工業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)，通常用于冷卻各種工業(yè)設備和工藝過程中產(chǎn)生的熱量。由于水資源的日益短缺和能源成本的不斷攀升，化工企業(yè)在實踐中面臨著節(jié)水節(jié)能的迫切需求。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能改造是化工企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，也是落實國家節(jié)能減排政策的重要措施。因此，研究化工企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術改造，具有重要的實踐意義和現(xiàn)實價值。

1 化工企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

化工企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要分為傳統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)和閉式循環(huán)水系統(tǒng)。

傳統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)主要包括開式循環(huán)水系統(tǒng)和混合循環(huán)水系統(tǒng)。開式循環(huán)水系統(tǒng)是通過將水經(jīng)過散熱裝置后排放，重新進行補充，從而達到循環(huán)的目的。混合循環(huán)水系統(tǒng)則是將外部水源與內(nèi)部水源混合使用，用以減少內(nèi)部水源的使用量。這些傳統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)存在著許多問題，比如水資源的大量消耗、化學藥劑的使用、冷卻效率較低等。

相比之下，閉式循環(huán)水系統(tǒng)是一種更加先進的循環(huán)水系統(tǒng)。其采用閉合式的循環(huán)系統(tǒng)，將水在循環(huán)過程中進行過濾、凈化、加熱、冷卻等處理，從而實現(xiàn)水的循環(huán)再利用。閉式循環(huán)水系統(tǒng)能夠更加有效地節(jié)約水資源，減少化學藥劑的使用，降低運行成本，并且對環(huán)境的影響也較小。因此，閉式循環(huán)水系統(tǒng)越來越受到化工企業(yè)的青睞。

2 循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術應用優(yōu)勢分析

2.1 節(jié)約水資源

針對循環(huán)水系統(tǒng)中的水消耗進行優(yōu)化。主要包括減少系統(tǒng)中泄漏和蒸發(fā)的水量，提高循環(huán)利用率，減少補充水量等。循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術是為了節(jié)約水資源，有效降低化工企業(yè)的生產(chǎn)成本，保護環(huán)境，遵守節(jié)水減排的國家政策而采取的一種有效手段。與傳統(tǒng)的單次使用的淡水系統(tǒng)相比，循環(huán)水系統(tǒng)能夠在一定程度上降低用水量，達到節(jié)水的目的。在循環(huán)水系統(tǒng)中，通過采用一系列技術手段，如冷卻水循環(huán)利用、反滲透膜技術、生物膜技術、膜分離技術等，能夠實現(xiàn)水資源的有效利用，同時降低了對環(huán)境的影響。在當前全球水資源短缺和環(huán)保要求日益提高的形勢下，加強循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術研究和推廣應用，已成為化工企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

2.2 提高濃縮倍數(shù)

循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術可以提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，從而達到節(jié)水的目的。在傳統(tǒng)的淡水系統(tǒng)中，由于一次性使用的特性，需要不斷地對進入生產(chǎn)流程的水源進行補充，而這些補充的水源通常都是高質量的淡水資源。相比之下，循環(huán)水系統(tǒng)可以有效地利用回收的廢水和循環(huán)冷卻水，經(jīng)過相應的凈化和處理，達到重新使用的標準。在這個過程中，通過提高冷卻塔的回收效率，合理調節(jié)水質和溫度，以及引入化學品等手段，可以有效地提高冷卻水的循環(huán)濃縮倍數(shù)，實現(xiàn)節(jié)水的目的。通過循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術的應用，不僅能夠有效地降低企業(yè)的用水成本，還可以減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的雙重收益。

2.3 對污水回收利用

將排放的污水進行預處理，去除其中的雜質和污染物，然后進行處理，達到可以再次用于工業(yè)生產(chǎn)的水質標準。這樣不僅可以節(jié)約大量的水資源，還可以減少對環(huán)境的污染。此外，污水回收利用還可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，在循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術的應用中，對污水的回收利用是一個非常重要的環(huán)節(jié)?；て髽I(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術的另一個重要應用是對污水進行回收利用，進一步提高水資源的利用效率。常見的污水回收利用技術包括反滲透技術、離子交換技術、膜分離技術等，這些技術能夠有效地去除水中的有機物、重金屬離子和微生物等有害物質。

以某化工企業(yè)為例，該企業(yè)實施了污水回收利用項目，通過在生產(chǎn)過程中將含有有機物、重金屬和氨氮等污染物的廢水經(jīng)過處理后再用于生產(chǎn)和循環(huán)水系統(tǒng)。經(jīng)過污水處理后，廢水的COD 和NH3-N 濃度分別降低了約70%和85%，達到了排放標準，而廢水回收利用率也達到了70%以上。

在此基礎上，該企業(yè)進一步引入了膜分離技術，對廢水進行更加深度的處理，使得回收利用的水質更加優(yōu)良。經(jīng)過膜分離處理后，COD、NH3-N 和總磷的去除率分別達到了90%、99.5%和99.2%，水質可達到生產(chǎn)用水標準。

綜上所述，化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術對污水回收利用具有重要作用，可以在一定程度上減少水資源的消耗和污染物的排放，達到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙重效果。

2.4 提升節(jié)水節(jié)能效果

（1）通過對循環(huán)水進行有效的處理和管理，可以極大降低企業(yè)的用水量。

（2）節(jié)約的水資源可以再次用于生產(chǎn)和其他用途，達到了水資源的最大化利用。

（3）循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術還可以改善水的循環(huán)系統(tǒng)，降低了企業(yè)的能耗和運行成本。通過對系統(tǒng)中的水泵、冷卻器等設備進行優(yōu)化和改進，可以降低耗電量，提高能源利用效率，達到節(jié)能的目的。因此，循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水技術是一種節(jié)約資源、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有效手段。

化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能技術可大幅提升節(jié)水節(jié)能效果，降低企業(yè)用水成本和能源消耗，具有廣闊的應用前景。以下是具體的數(shù)據(jù)分析。

（1）變頻調節(jié)技術：變頻調節(jié)技術可根據(jù)不同工況自動調節(jié)水泵轉速，實現(xiàn)節(jié)能降耗。以某化工企業(yè)為例，其原水泵總電耗為117 kW·h，改造后采用變頻水泵后，總電耗降至72 kW·h，實現(xiàn)了39%的節(jié)能降耗。

（2）高效過濾技術：高效過濾技術采用微孔濾芯、陶瓷膜等高效材料，可有效去除水中雜質、微生物等，提高水質，降低水的二次污染。以某石化企業(yè)為例，采用高效過濾技術后，水回用率由40%提高至60%，并且可以直接用于鍋爐進水，實現(xiàn)了節(jié)水降耗的目的。

（3）濃縮技術：濃縮技術可實現(xiàn)水的高倍濃縮回收，減少水的流失，提高循環(huán)水利用率。以某石化企業(yè)為例，采用濃縮技術后，水的回用率由60%提高至80%，水的流失率降低了20%，實現(xiàn)了顯著的節(jié)水效果?；て髽I(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能技術的實踐應用，可在實現(xiàn)節(jié)約水資源的同時，大幅降低企業(yè)用水成本和能源消耗，具有廣泛的應用前景和社會意義。

3 化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)電技術分析

3.1 化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術原理

化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的變頻節(jié)能技術是一種基于變頻控制器對水泵電機的電源進行調控，以控制水泵的轉速、功率等參數(shù)，從而實現(xiàn)水泵運行狀態(tài)的智能化調整。通過對水泵運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，能夠更加精準地控制水泵的輸出流量和壓力，減少過量供水和漏水等情況，從而節(jié)省大量的水資源和能源。

具體來說，該技術通過對循環(huán)水系統(tǒng)的進水口和出水口設置傳感器，實時監(jiān)測水泵的供水流量和壓力，然后通過變頻控制器對水泵的電源進行調整，以達到最優(yōu)的供水狀態(tài)。通過這種方式，可以避免傳統(tǒng)的水泵運行模式中存在的過量供水、頻繁啟停等問題，減少系統(tǒng)能源損耗，降低了運行成本。同時，該技術還可以減少水泵的維護次數(shù)，延長水泵的使用壽命，提高了系統(tǒng)的可靠性。

數(shù)據(jù)分析表明，采用變頻節(jié)能技術后，化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的能耗可以降低20%～30%，而系統(tǒng)的供水效率可以提高15%～25%。以某石化企業(yè)為例，該企業(yè)在實施變頻節(jié)能技術后，其循環(huán)水系統(tǒng)的能耗平均降低了26.8%，水泵的使用壽命也得到了有效延長，同時系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性也有了顯著提高。因此，化工企業(yè)在進行循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造時，可以考慮采用這種變頻節(jié)能技術，以實現(xiàn)更加節(jié)約能源、節(jié)約水資源的目標。

3.2 變頻調節(jié)技術措施

化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)變頻調節(jié)技術是一種利用變頻器對水泵的運行頻率進行調節(jié)，實現(xiàn)節(jié)能的技術。其具體措施主要包括以下幾個方面。

（1）采用變頻調速水泵：將水泵的電機與變頻器相連接，通過調節(jié)變頻器的輸出頻率來改變水泵的轉速，實現(xiàn)對水流量的調節(jié)，從而降低電能的消耗。通過對比不同轉速下水泵的耗電量，可以看出采用變頻調速水泵能夠顯著降低水泵的能耗。

（2）對系統(tǒng)進行優(yōu)化調整：在使用變頻器調節(jié)水泵運行頻率時，需要根據(jù)實際情況進行系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化調整，以保證系統(tǒng)的正常運行。這些參數(shù)包括水泵的額定功率、電機的額定轉速、系統(tǒng)的水流量、管道的直徑、阻力系數(shù)等。通過對這些參數(shù)的優(yōu)化調整，可以最大限度地提高水泵的效率，降低能耗。

（3）安裝節(jié)流裝置：在循環(huán)水系統(tǒng)的管路中，安裝一些節(jié)流裝置，如節(jié)流閥、節(jié)流板等，來限制水流量，從而達到節(jié)能的目的。這些節(jié)流裝置可以有效地減少水泵的負載，降低能耗，同時還能起到一定的調節(jié)水流量的作用。

通過上述措施的實施，可以明顯地提高化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能效果。例如，在某化工企業(yè)的實際案例中，采用變頻調節(jié)技術后，該企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)能耗由原來的每年120萬度降低到現(xiàn)在的90萬度左右，年節(jié)約電費約30萬元，同時還能夠減少水泵的故障率，降低維修費用。因此，化工企業(yè)采用變頻調節(jié)技術是一種可行的節(jié)能措施。

4 具體案例分析

以下是一個化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能技術改造的實踐案例。某石化企業(yè)原來的循環(huán)水系統(tǒng)存在著大量的水資源浪費和能源浪費，同時廢水排放量也很大。為了解決這些問題，企業(yè)決定進行循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術改造。

對于循環(huán)水系統(tǒng)中的冷卻水回收利用，采用了反滲透膜技術進行水的回收和再利用。該技術可以將廢水中的鹽分、雜質等過濾掉，將水資源回收再利用，從而實現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水。

針對循環(huán)水系統(tǒng)中的能源浪費問題，企業(yè)引進了變頻調速技術。通過變頻調節(jié)水泵的轉速，可以使其在不同工況下以最優(yōu)的效率運行，從而達到節(jié)能目的。

企業(yè)還對冷卻塔進行了清洗和維護，增加了冷卻塔的效率，從而進一步降低了能源的消耗。通過以上技術改造措施，該企業(yè)成功地實現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能目標。年節(jié)約水資源達到300萬t 以上，年節(jié)約能源相當于標煤4 000 t，同時廢水排放量也大幅減少，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的雙贏。

5 結束語

化工企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中扮演著重要角色，但同時也會對環(huán)境造成一定影響，例如浪費水資源、排放廢水、能源浪費等。為了改善這些問題，對循環(huán)水系統(tǒng)進行節(jié)水節(jié)能技術改造已成為化工企業(yè)進行可持續(xù)發(fā)展的必要手段。在實踐中，采用多種節(jié)水節(jié)能技術，包括循環(huán)水系統(tǒng)中的節(jié)水設備、變頻調節(jié)技術、濃縮倍數(shù)提高技術及污水回收利用等，實現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)的高效運行，在降低化工企業(yè)生產(chǎn)成本、提升經(jīng)濟效益的同時，降低了對環(huán)境的負面影響，促進了化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但同時也應該注意到，在進行循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術改造中，需要考慮多方面的因素，例如實際情況、經(jīng)濟效益、技術水平等，進行全面的評估和調整，才能實現(xiàn)最佳效果。