流程創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目節(jié)能(2012.2.14修改

1、流程創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目節(jié)能 吡咯烷酮項(xiàng)目循環(huán)水及消防設(shè)計(jì)節(jié)能措施劉榮甫 李紅星（能源化工部）摘 要 通過(guò)工藝流程創(chuàng)新，改變常規(guī)加壓輸送的設(shè)計(jì)方案，讓消防水池的水自行流入到循環(huán)水池，用液位控制器調(diào)節(jié)水位的高低，操作更簡(jiǎn)單，運(yùn)行更穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)合其它4種節(jié)能措施，使循環(huán)水及消防比常規(guī)設(shè)計(jì)節(jié)能20%以上。關(guān)鍵詞 流程創(chuàng)新 自動(dòng)調(diào)節(jié)水位Process innovation to realize energy savingEnergy saving measures in water supply and drainage and fire control design of a pyrrolidone pro

2、jectLiu Rongfu Li HongxingAbstract： Through process innovation, changing of conventional pressure pipeline design scheme, let the fire pool water flow into the circulation water tank automatically. With the help of liquid level controller to adjust water level, the operation was more simple and the

3、running was more stable. Combined with other 4 kinds of energy saving measures, the funds of water supply and drainage system (including fire control) was saved by above 40% than that of conventional design.Key words：process innovation; automatic control water level1 化工企業(yè)中循環(huán)水及消防系統(tǒng)節(jié)能潛力大循環(huán)水及消防系統(tǒng)是化工企業(yè)中

4、不可缺少的內(nèi)容，電負(fù)荷所占比例大，占用資金多，很多化工企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)是用電負(fù)荷最大的裝置，并且消防專業(yè)的地位非常重要，很多設(shè)施和電耗是不能夠省略的。一般來(lái)說(shuō)業(yè)主或?qū)＜覍?duì)于化工工藝方面的節(jié)能降耗比較內(nèi)行，他們不停地進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改進(jìn)，然而對(duì)于投資和能耗較大的水系統(tǒng)則無(wú)能為力，實(shí)際上常規(guī)的水系統(tǒng)流程通常是完整的，只有打破常規(guī)通過(guò)工藝創(chuàng)新才能夠?qū)崿F(xiàn)水系統(tǒng)的節(jié)能，在這里我們提供水系統(tǒng)的創(chuàng)新措施，節(jié)省資金和節(jié)能突出，對(duì)于全國(guó)新建化工企業(yè)的節(jié)能降耗與節(jié)省資金有著重要的意義。目前化工企業(yè)的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容基本上相同，普遍存在著能耗高的問(wèn)題，但是由于多年來(lái)人們的普遍認(rèn)可，所以常規(guī)的設(shè)施和流程一直被沿用；我們進(jìn)行

5、的創(chuàng)新不僅能夠提高業(yè)主的競(jìng)爭(zhēng)力，也能夠提高我們?cè)O(shè)計(jì)院的聲譽(yù)。山東濱州渤海附近的吡咯烷酮項(xiàng)目屬于小型的精細(xì)化工工程，按照常規(guī)設(shè)計(jì)，水系統(tǒng)（這里指循環(huán)水和消防水系統(tǒng)）的用電符合容量應(yīng)該在398KW左右，比化工工藝裝置區(qū)的用電總負(fù)荷（373.3KW）還要高，大約占全廠用電負(fù)荷的一半；該項(xiàng)目中我們對(duì)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打破常規(guī)，采用創(chuàng)新工藝流程，不僅便于操作，而且比常規(guī)的流程節(jié)省資金40%以上，實(shí)際用電符合降低到317.9KW，節(jié)省用電量約20%。2 常規(guī)設(shè)計(jì)的工藝流程和存在的問(wèn)題由于化工（包括石化）企業(yè)消防地位的重要性，所以消防水池是，又由于以及化學(xué)反應(yīng)的熱量傳遞等等，所以水系統(tǒng)是化工企業(yè)的用電大戶；常規(guī)的

6、流程是：補(bǔ)充水先進(jìn)入消防水池，然后再通過(guò)水泵把消防池的水用壓力輸送到循環(huán)水池，這樣設(shè)計(jì)的目的是保證消防水池的水處于流動(dòng)狀態(tài)，以防止細(xì)菌繁殖而導(dǎo)致消防池的水變質(zhì)，另外還可防止冬季結(jié)冰。常規(guī)設(shè)計(jì)的工藝流程簡(jiǎn)圖如下： 可以說(shuō)這種工藝流程是可行的，即符合規(guī)范的規(guī)定，又能夠保證水質(zhì)的穩(wěn)定，但由于循環(huán)水補(bǔ)水是從消防水池通過(guò)加壓泵輸送到循環(huán)水池的，所以能耗高；有的企業(yè)為了節(jié)能就取消了加壓泵，補(bǔ)充水不是經(jīng)消防水池而是從井水管道直接進(jìn)入循環(huán)水池，這樣雖然節(jié)省了電能，但是消防水池的水質(zhì)卻變質(zhì)了，大量的水需要定期更換。3 創(chuàng)新節(jié)能措施3.1 本工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新流程首先改變流動(dòng)方向，改壓力輸送到循環(huán)水池為自流輸送，節(jié)省

7、了二次水泵的投資和長(zhǎng)期的電耗。在循環(huán)水池進(jìn)口處安裝水位控制閥，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)水位的作用，運(yùn)行過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，消防水池的水同樣處于流動(dòng)狀態(tài)，也能夠保證消防池的水不變質(zhì)與不結(jié)冰。設(shè)計(jì)上消防水池采取了蒸汽伴熱及防止水池冬季結(jié)冰的措施。該工程設(shè)計(jì)的工藝流程簡(jiǎn)圖如下： 為了達(dá)到便于控制的目的，用液位控制器調(diào)節(jié)和控制水位的高低，創(chuàng)新流程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行，全自動(dòng)機(jī)械控制與調(diào)節(jié)，節(jié)省了二次加壓輸送的電能，也節(jié)省了場(chǎng)地、泵房面積與加壓泵的資金，并且使得操作更簡(jiǎn)單和運(yùn)行更穩(wěn)定。但是要實(shí)現(xiàn)這一流程還必須做另外的2項(xiàng)工作，就是消防水池由全地下結(jié)構(gòu)形式改成地上或半地上結(jié)構(gòu)，循環(huán)水池由全地下結(jié)構(gòu)改成全地上結(jié)構(gòu)以后才能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)

8、新流程。3.2 消防水池由全地下結(jié)構(gòu)改成半地上結(jié)構(gòu)的節(jié)能分析與問(wèn)題只有把消防水池設(shè)計(jì)成全地上或半地上（或稱半地下）結(jié)構(gòu)才可以保證新流程的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)預(yù)算人員計(jì)算，半地上結(jié)構(gòu)的水池其成本只有全地下結(jié)構(gòu)的60%左右，所以我們選擇了半地上形式。但是在北方常規(guī)設(shè)計(jì)的消防水池為全地下結(jié)構(gòu)形式，而南方多為全地上結(jié)構(gòu)。全地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是防凍，但是全地下結(jié)構(gòu)投資大，地下水池埋地深，通常在地下4m深左右，造成土壤及地下水對(duì)水池壁的壓力大，所以設(shè)計(jì)上不得不把池壁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加。與消防水池相關(guān)的消防泵房也與消防水池一樣，埋地深度大，通常比消防水池的深度還要深1m，不僅強(qiáng)度需要提高，而且水池和泵房在施工時(shí)困難很大，尤其

9、是對(duì)于地下水位較高的濱州沿海，其地下水位甚至不足1m，如果按照常規(guī)設(shè)計(jì)的全地下形式，那么施工會(huì)是非常麻煩的事情。全地上水池的投資與全地下結(jié)構(gòu)比較接近，但是防凍措施卻很麻煩，半地上水池最大問(wèn)題是冬季如何防凍，我們采取的措施是在消防水池增加蒸汽管道，利用多余的蒸汽進(jìn)行升溫，同時(shí)水管道采取電伴熱的方法可以達(dá)到防凍目的，增加到資金很少，只有水池資金的百分之一所以可忽略，電伴熱的用電量也很少，與所節(jié)省的資金相比也可以忽略。3.3 循環(huán)水池由全地下結(jié)構(gòu)改成全地上結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)的循環(huán)水池與消防水池一樣，為全地下結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是保溫效果好，利于防凍；本設(shè)計(jì)的循環(huán)水池則是全地上形式，其投資與全地下接近，省去了投資最大

10、的循環(huán)泵房，循環(huán)泵房的造價(jià)比循環(huán)水池高出50%以上，省去了泵房中的吊車和真空吸水裝置，達(dá)到開泵就能夠出水的目的。當(dāng)然省去泵房需要有保溫及防凍措施，設(shè)計(jì)有些復(fù)雜，但是，保證運(yùn)行穩(wěn)定是設(shè)計(jì)的宗旨。為了防凍，設(shè)計(jì)上在水池內(nèi)部采用了蒸汽伴熱，管道采用了電伴熱的措施，總體上節(jié)省了40%以上的資金。由于取消了循環(huán)泵房，所以土建方面節(jié)省資金最突出。4 其它節(jié)能內(nèi)容4.1 精確計(jì)算循環(huán)水量水泵與冷卻塔是否匹配也是節(jié)能與節(jié)省資金的一個(gè)環(huán)節(jié)，本工程實(shí)際用循環(huán)水量最大為340 m3/h，設(shè)計(jì)循環(huán)水量Q=346 m3/h，根據(jù)工藝裝置用循環(huán)水的最大高度，準(zhǔn)確計(jì)算管道的阻力損失，加上工藝要求的最低壓力，設(shè)計(jì)上選擇揚(yáng)程H

11、=38 m，達(dá)到合理、匹配、計(jì)算準(zhǔn)確的宗旨。4.2 讓循環(huán)泵運(yùn)行在高效區(qū)水泵的效率范圍很寬，一般在60%80%之間，有的甚至在40%90%之間，一般來(lái)說(shuō)效率只要提高8%，一年節(jié)省的電費(fèi)就相當(dāng)于泵的總造價(jià)，而低效率的泵比高效率的泵其成本低不了多少，該設(shè)計(jì)循環(huán)泵的效率在80%以上。僅選擇高效水泵是不夠的，因?yàn)樾适侵杆玫淖罡邤?shù)值，例如效率為80%的泵，實(shí)際上效率的范圍是在30%80%之間。本設(shè)計(jì)根據(jù)效率曲線圖，結(jié)合循環(huán)水量，使泵保持運(yùn)行在最高效率范圍78%82%之內(nèi)。5 結(jié)語(yǔ) 化工企業(yè)的循環(huán)水及消防水系統(tǒng)電負(fù)荷大，有必要進(jìn)行技術(shù)改造。山東濱州吡咯烷酮項(xiàng)目通過(guò)工藝流程創(chuàng)新及改變常規(guī)加壓輸送的設(shè)計(jì)方案，讓消防水池的水自行流入到循環(huán)水池，用液位控制器調(diào)節(jié)水位的高低，使得操作更簡(jiǎn)單，運(yùn)行更穩(wěn)