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摘要：隨著我國社會經濟的進步、民眾環保意識的提升，節省減排和環境保護作為我國基本國策重要組成內容，受到各界廣泛認可。特別是在“碳達峰、碳中和”背景下，合理有效實現節能減碳降污，已成為工業企業關注的焦點問題。石油化工行業為響應國家號召，針對工業冷卻循環水系統的節能優化和環保改善工作已進入常態化發展趨勢。本文對工業冷卻循環水系統節能與環保策略進行全面探討分析，并結合實際做好相應整理和總結。

關鍵詞：工業冷卻循環水系統；節能；環保

現階段我國循環水用量已經占據工業總用水量70%，能耗占比也超過70%，且排放循環冷卻廢水量較大，極大影響企業運行成本，成為能源主管部門和生態環境主管部門關注的重點問題。“力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”是國家做出的重大戰略決策，石油化工行業在這一決策背景下將面臨重大挑戰。目前，我國石油化工行業冷卻循環水系統普遍存在能耗高、污染物排放量大等問題，因此做好工業冷卻循環水系統節能與環保工作便顯得極為迫切。

1目前石油化工企業冷卻循環水系統節能與環保應用現狀及存在問題

結合實際來看，科學合理的石油化工企業冷卻循環水系統節能與環保應用，可以切實節約石油化工企業非必要成本開支，更對環境保護有著十分重要的促進作用。目前，我國石油化工企業冷卻循環水系統節能與環保應用多是圍繞冷卻塔來實現，冷卻塔本身存在缺陷性特征比較突出，如其開放式運行過程，暴露在空氣中，隨時間推移所聚集廢棄物便會不斷增多，此類廢棄物必然會拉低冷卻水運行效率，尤其流速較低區域，一旦油殘渣堆積現象，不僅會減低系統運轉效率，甚至會引發設備故障問題，循環排污水排放量較大，增加污水站負荷，同時也會損害周邊生態環境并增加后續修理維護成本。

1.1水垢及污垢問題

石油化工企業冷卻循環水系統存在問題相對較為典型，如冷卻水循環系統運行時，水垢從形成到沉淀過程一直存在，水垢堆積會致使整個水循環效率受阻。與此同時從水循環裝置到冷卻塔，若缺乏完備的防護機制，系統運轉過程便會逐漸產生污垢，這類污垢問題會直接導致水塔堵塞風險大幅升高，直接影響冷卻循環水系統節能效益，繼而也會對周邊生態環境造成較大負面影響。

1.2管道腐蝕及菌藻現象腐蝕現象

也是目前我國石油化工企業冷卻循環水系統存在主要問題之一。冷卻水運行時水體長期接觸設備，便會引發腐蝕；腐蝕問題一旦出現，整個設備檢測維護難度就會變大，所以關注腐蝕檢測十分必要，這也是優化冷循環水系統節能效益、提升其整體環保性的關鍵舉措。除此之外，菌藻作為冷卻水運行期間必然會產生的異物，菌藻會導致冷卻水渾濁，若長時間未作有效清理防護，會引發循環裝置阻塞故障，影響冷卻循環水系統節能功耗同時對區域生態環境也會造成極為負面的影響。

1.3循環冷卻系統排污水問題

循環冷卻系統運行一定時間后，因蒸發或自然損耗等原因，冷卻水中鹽分濃度升高，極易導致設備結垢及腐蝕現象，降低傳熱效率，需定期排放一定量廢水，目前隨著國家相關行業污染物排放標準的發布及執行，該類廢水已納入污水管理，不得直接排入環境，工業企業污水站運行負荷及運行成本大幅增加，同時也增加了企業污染物總量購買成本。

2冷卻循環水系統節能和環保優化改進策略

2.1應用水輪機改造節能提升系統生態環保效應

根據調查，目前較多企業采用水輪機改造來達到提升系統生態環保效應的目的。水輪機改造技術即改變冷卻塔風機驅動模式，將原本電機驅動改為循環水回水余壓驅動，以此來降低冷卻塔風機電能損耗，對處于高位用冷卻水裝置的循環水系統形態而言，化工裝置會因此生成較大回水壓力，回水余壓升高，冷卻塔風機便會隨之驅動，可降低電機能耗，最終起到節能降耗的效果。結合實際來看，該技術方法在直接降低電能損耗、維系周邊生態平衡方面作用顯著，但與此同時也需要注意，水輪機經改造后，冷卻塔驅動力源自循環水系統回水余壓動能，可回水余壓動能與水泵機械能直聯，所以水輪機改造本質上可看作是將水泵機械能轉化為冷卻塔風機動能，且過程中還涉及到回水動能轉化，因此兩次轉化途中，能量損耗不可規避，一旦冷卻塔出現故障，維修成本也會隨之增加。總體來看，應用水輪機改造節能有一定可行性，但該技術仍然有待繼續更新完善。

2.2通過葉輪切削實現冷卻循環水系統節能和環保優化

通過葉輪切削實現冷卻循環水系統節能和環保優化，即對冷卻循環水系統水泵葉輪邊緣做適度切削，以減低水泵出力來控制揚程、流量，水泵運行期間能耗便會因此而逐步降低，系統運轉生態化特質也會得以有效展現。該技術方法雖然原理、操作上都較為簡便，但在適用性上也有一定局限，部分化工企業早期水泵選型明顯過大時，便可選取此方法，直接對葉輪切削。同時需注意，切削后不僅水泵運行效率會有一定程度的下降，且水泵、循環水系統匹配程度可能會因此而受到一定影響，會出現能耗增大的可能，所以選擇應用該方法必須遵循“全面調研、謹慎選擇”的原則。

2.3利用閉路循環水系統促進冷卻循環水系統節能和環保優化

利用閉路循環水系統促進冷卻循環水系統節能和環保品質，即發揮閉路循環水系統冷卻水無法與外部直接接觸的優勢，可切實規避空氣中雜質進入循環水系統內部。以某循環水場閉路循環改造為例，該水場原本有開始涼水塔，處理量4000m3/h，占地規模為720m2，框架結構由鋼筋混凝土組成，其中風機直徑達到8m，風機功率為180kW，冬季時的進塔水溫為16℃，到夏季便達到40℃，冬季出塔水溫為12℃，夏季出塔水溫達到33℃。開式涼水塔運行期間，水質整體相對偏差，換熱性能也較弱，嚴重影響裝置正常運轉效率，故障風險無法預控，尤其夏季時，熱效應對周邊區域生態也產生較大不良影響。經過閉路循環水系統改造后，結垢問題明顯改善，水質得到有效優化同時，夏季進出塔水溫也得到不同程度的降低，進一步促進了該系統裝置穩定運行效益，節約能耗同時達到保護周邊生態環境的目的。

2.4通過改善循環水進水水質降低能耗及減少排污量

我國石油化工企業循環水主要采用工業自來水廠，其特點為水質含鹽分高、價格偏低、易結垢，目前已有部分企業采用生活自來水水源用于循環水系統。以浙江東部某聚氯乙烯生產企業為例，該企業采用生活自來水水源用于冷卻循環，補水水質中電導率及鹽分濃度較低，電導率基本小于70μS/cm，較低的電導率及鹽分可有效減少管道腐蝕及結垢現象，降低能耗，延長設備使用時間，同時提高冷卻溫度控制的精確性，循環水濃縮倍數可達到8～9倍，大幅降低了循環冷卻廢水排放量，有效降低企業的污水運行成本以及污染物總量購置成本。

3結語

綜上所述，通過對工業冷卻循環水系統節能與環保探討分析，因地制宜合理選擇最適宜的節能環保改造技術方法至關重要。如，應用水輪機改造節能提升系統生態環保效應、通過葉輪切削實現冷卻循環水系統節能和環保優化、利用閉路循環水系統促進冷卻循環水系統節能和環保品質、改善進水水源降低循環冷卻水排污量并降低能耗等，充分了解不同技術方法的優勢特征和適用性，科學選擇，方能確保工業冷卻循環水系統節能與環保效果完全達到預期，這也是我國廣大石油化工企業得以形成可持續發展模式的關鍵路徑。

參考文獻

[1]宋全剛,王志勛,劉啟宸.循環水冷卻裝置在變頻設備冷卻系統中的應用分析[J].內蒙古煤炭經濟,2020，(07):48-49.

[2]邵和東.探析工業循環冷卻水系統水質防腐及控制方法[J].環境與發展,2017,29(05):106,108.

作者：馬健 朱玉 顧紅波 單位：浙江省環境科技有限公司