工业净循环冷却水系统设计论文

[摘要]本系统设置了事故水塔，并采取事故水塔与柴油泵相结合的方式，在停水、停电等紧急状况下，起到冷却设备、保护设备的作用，使生产正常进行。事故水塔容积小，放空清洗时所排放的水量也较小，水质不易变坏。

钢铁工业某工程机组敞开式净循环水系统包括供给用户正常工作状态下用水的净循环给水系统和用户发生断电等事故状态下用水的事故供水系统。该系统主要服务用户包括：空压机、氧压机、氮水预冷系统、增压膨胀机等。

1 工艺流程及特点 ：

敞开式净循环冷却水系统工艺流程：循环水泵（开4备2）将循环水池中的水加压后，通过管道输送至各机组设备作冷却水用。设备出水利用余压通过回水管直接进入冷却塔，在塔内自上而下进行汽水换热，冷却后进入净循环水池。冷却后的水再经循环水泵加压至用户，如此循环使用。

为确保机组设备的安全，本系统设置了事故水塔，储存10min设备用水量。并利用柴油机供水泵向水塔充水，确保事故发生时的设备后续用水量。

系统设有旁滤设施，以保证循环水的水质。旁滤系统的过滤水量按规范要求[1]，选取其为总水量的7%。

系统设有补水管。一般情况下补充工业水，当工业水中的氯离子超标时补充部分一次脱盐水（由化学水处理站供给）。

投入运行后，需定期、定量地投加分散剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂，并定期对系统的水质进行监控。

2 工艺参数的设计计算：

⑴浓缩倍数的选择：循环冷却水的浓缩倍数即循环冷却水的含盐浓度与补充水含盐浓度的比值[2]，是衡量节水与否的重要经济技术指标。根据现有循环水站的成功运行经验，本设计中浓缩倍数取2.0。

⑵工艺参数的计算：循环冷却水系统的工艺参数主要包括循环水量、循环水温、补充水量、蒸发损失、风吹损失、排污损失（包括生产中渗漏损失）、浓缩倍数和循环率。

根据工艺机组设备用水量要求，经水量平衡计算，确定本系统循环水量Q为10500m3/h。出站冷水温度为33.5℃，进站热水温度为43.5℃，因此温差△t=10℃.浓缩倍数取2.0.其他参数取值可按公式计算得到[3]。

经计算得出，蒸发水量为158m3/h，风吹损失水量为32m3/h，排污（包括渗漏）水量为125m3/h，补充水量为315m3/h。根据水中氯离子含量，补充水由两部分组成，一部分为工业水，一部分为一次脱盐水；其中工业水水量为185m3/h，一次脱盐水（由化学水处理站制取）水量为130m3/h。系统水循环率为97%，达到较高的循环利用水平。

3 主要设备及选型：

⑴冷却塔： 根据设计条件：Q=10500m3/h，年平均大气压力101.61kPa，设计干球温度32℃，设计湿球温度28.2℃，大气温度最高38.2℃、最低-9.4℃，出水温度为33.5℃，进水温度为43.5℃，选

用钢筋混凝土结构逆流式机械通风冷却塔3台，单台流量3500m3/h，其中一台冷却塔采用双速风机，另外2台冷却塔采用单速风机。选用风机D8530mm，额定风量1.98×106m3/h，电机功率132kW。

⑵循环水泵：根据设计环境条件和计算所得参数，并保证供水流量可调，选用单级双吸水平中开式卧式离心泵6台，单台流量2625 m3/h，扬程65m。其中2台泵（1用1备）设液力耦合器调速运行，其余4台泵（3用1备）为恒速运行。

⑶旁滤水泵：根据设计旁滤水量为总水量的7%，旁滤水量为750 m3/h，并根据实际布置情况计算所需扬程，选用单级双吸水平中开卧式离心泵3台（2用1备），单台流量375 m3/h，扬程25m。

⑷旁滤过滤器：根据旁滤水量为750 m3/h，旁滤系统进水SS按30mg/L考虑，出水SS按5mg/L考虑，选用全自动永久介质过滤器2套，单套设备处理水量375 m3/h，根据设备实际情况进行反洗，全自动方式运行。旁滤回水进入净循环水池。

⑸事故水塔加压泵：事故水塔平台高度为55m。当给水总管的压力检测值<0.60MPa时，事故水塔供水加压泵自动开启，系统加压补水；当给水总管的压力检测值<0.50MPa时，系统会自动报警。因此加压泵只需在给水总管现有压力下部分增压，即可满足补水要求。选用立式离心泵2台（1用1备），单台流量100m3/h，扬程25m。

⑹事故柴油机泵：当发生断电或碳钢热镀锌机组设备接口处的压力<0.30MPa，或者碳钢连退机组设备接口处的压力<0.25MPa时，事故水塔自动开启，满足前10min的用水需求。这段时间内自动或手动

开启事故柴油机泵，保证机组净循环水0.40～0.50MPa的压力需求，供水时间不小于8h。选用单级双吸水平中开卧式离心泵1台，流量5003/h，扬程55m。

⑺加药设备：选用机电一体化设备4套，分别用于向净循环水池中添加分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂等。

4 系统控制：本系统采用PLC及计算机程序控制。

5 结语：⑴本系统设置了事故水塔，并采取事故水塔与柴油泵相结合的方式，在停水、停电等紧急状况下，起到冷却设备、保护设备的作用，使生产正常进行。事故水塔容积小，放空清洗时所排放的水量也较小，水质不易变坏。

⑵本系统采用了可定期、定量自动投加和自动计量药剂量的加药设备，技术先进，操作方便。

⑶本系统多处安装了自动控制和检测设备，整个系统自动化水平高，安全可靠，运行维护简单。

[参考文献][1]GB50050—2007工业循环冷却水处理设计规范[S].

[2]陈朝东，循环冷却水处理技术问答[M].北京：化学工业出版社，2008：7.

[3]王笏曹.钢铁工业给水排水设计手册[M].北京：冶金工业出版社