２０１０年第３期 总第１３９期 ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ 冶 金 动 力 ７３ 改善冷却塔补水方式，提高制冷机运行效率 赵飞，许万国 （马鞍山钢铁股份有限公司煤焦化公司，安徽马鞍山２４３０００） 【摘要】分析了马钢新区焦化制冷循环水系统目前存在的问题，并从冷却塔补水方式及制冷机运行效 率等方面提出改进措施。 【关键词】煤气鼓冷；制冷循环水系统；冷却塔；制冷机 【中图分类号】ＴＦ０８５ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】１Ｏ０６—６７６４（２０１Ｏ）ｏ３—００７３～０３ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ａｄｄｉｎｇ Ｍｏｄｅ ｏｆ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｏｗｅｒ ｔｏ Ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ｏｆ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ ＺＨＡＯ Ｆｅｉ，ＸＵ Ｗａｎｇｕｏ （ｃｏｏｚ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏ．，Ｍａａｎｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｍｏａｍｈａｎ，Ａｎｈｕｉ ２４３０００，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃｏｋｅｍａｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ—ｂｕｉｌｔ ａｒｅａ ｏｆ Ｍａａｎｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．．Ｌｔｄ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ａｄｄｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｇａｓ ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｉｏｎ；ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ；ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ １前言 马钢煤焦化公司三净化分厂制冷循环水系统 从开工至今已经有２年多时间，在２００７年的生产 运行中，由于焦炉处于半负荷生产，所以对制冷循 环水系统的要求不是很高。而在２００９年夏季，焦炉 已满负荷生产，致使制冷循环水系统诸多问题暴露 制冷机的需求。制冷机冷水出水温度一般控制在 １８￣Ｃ以下，进水温度控制在２３ ｏＣ。２００９年夏季高温 天气运行中，煤气净化系统勉强保持了生产的运 行。一旦水系统稍有波动，将使煤气净化系统置于 脆弱不可控的边沿。 ２．２制冷循环水冷却塔不满足生产要求 出来，导致２００９年夏季制冷循环水系统运行状况 紧张。如没有有效的防范措施，２０１０年煤气净化系 统的稳定顺行将受到影响。 制冷循环水是通过凉水塔冷却后进人制冷机 作为冷却水使用。制冷机设计要求冷却水进水温度 ３５℃以下，每台制冷机冷却水流量约１３００ ｍＳ／ｈ。而 实际制冷机冷却水流量每台为９００—１０００ ｍＳ／ｈ。另 外，焦耐院设计的凉水架是采用下喷式喷嘴，在安 装过程中，我方将喷射方式改善为上喷式，虽然对 凉水塔进水水槽进行加高８００ ｍｍ，仍然不能满足 每台制冷机冷却水平均流量达到１０００ ｍＳ／ｈ以上。 当超过该流量时，尺寸为２３００×１０００ Ｘ ２４０００、总存 ２目前现状 ２．１制冷机运行状况较差 制冷机运行状况较差见表１。 表１ ４ 制冷机冷水和冷却水温度（２００９年） ℃ 水量５５．２ ｔ的进水水槽将满槽。冷却水量的变化将 引起冷却水温的改变，因而冷却水量变化对制冷量 的影响与冷却水温度变化对制冷量的影响相似。加 大冷却水流量等于降低冷却水进水温度，因此限制 我分厂４台制冷机是上海开利生产的双效型 溴化锂吸收式冷水机组，每台制冷量加表面活性剂 后为：１８８４ Ｘ １０ ｋＪ／ｈ，而实际制冷量仅仅为１２５６× １０４ｋ胁多。主要原因为：制冷机热源蒸汽不能满足 了制冷循环水水量，也限制了制冷机制冷量的提 高。 ２．３煤气系统运行状况 我分厂初冷器后煤气温度一般控制在２２℃以 冶 金 动 力 ７４ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ Ｐ１０ＷＥＲ ２０１０年第３期 总第１３９期 下，主要原因是考虑初冷器脱萘的效果。如果初冷 器后煤气集合温度高，将使煤气中的饱和萘含量明 显增加（见表２），影响后系统设备、管道堵塞和出 厂煤气含萘指标等。因此，夏季受制冷循环水系统 加 ∞ 影响，相应煤气系统也出现变化。 表２煤气温度和含萘量对照表 煤气温度，℃ 煤气含萘量／（ｍｇ／ｍ３） 冷机前蒸汽分气缸减压阀起跳压力为０．６ ＭＰａ，因 此外管蒸汽经过减温减压系统调整后压力只能调 整为０．５ ＭＰａ左右，再经过分气缸后分别通过４台 制冷剂蒸汽调阀（蒸汽通过调阀时也会产生压力 降）进入各个制冷机，此时制冷机高发的蒸汽压力 约为０．４５ ＭＰａ，（见表４）。当对分气缸安全阀进行 调整后起跳压力达到０．７５ ＭＰａ时（分气缸设计压 力为Ｉ ＭＰａ）将能够实现减温减压后，制冷机高发 温度达到０．６ ＭＰａ的工艺要求。 ３ ３ ３ ４ ５ ９ （２）现场减压阀型号为Ａ４８Ｙ一１６Ｃ，原起跳压力 为０．６ ＭＰａ。当减压阀压力范围不能调整至０．７５ＭＰａ 叭 ∞ ∞ ∞ ∞ 舢 时，将更换满足要求的安全阀。 表４设计制冷机蒸汽指标与实际使用的数值比较 初冷器低温水对出Ｉ：１煤气温度的影响见表３。 表３初冷器低温水对出口煤气温度的影响（２００９年） ３．２处理实施 为提高制冷机制冷效果，我们将对凉水塔循环 水配水管实施带压分布，如图１所示。 制冷凉水架共４根Ｄ５３０×９的上水管道（单 个管道截面积为０．１９６ ｍｚ），每根上水管对应７根 Ｄ２１９×６的配水管（７根管道共为０．２２ ｍｚ截面 积），通过沟槽式水槽的静压将循环水通过配水管， ３ 处理方法 ３．１为解决制冷机热源蒸汽不能满足制冷机的工 艺需求，我们提出以下解决方案 从各个喷嘴喷射出。而带压分布是对冷却塔配水系 统进行改造：将新增加的Ｄ５３０×９的总管各４根， 分别与７根Ｄ２１９×６的布水管焊接，不经过进水槽 的静压分布，直接将主管中的压力作用于各个支 管。此措施将提高制冷机循环水流量和冷却效果。 （１）对进制冷机前蒸汽分气缸减压阀进行调节。 现在制冷机之所以不能满负荷运行，主要因为进制 图１冷却塔配水管实施带压分布图 ４预期效果 以上的改良和改造过程完成后，将对我分厂煤 气净化系统带来以下好处： （１）制冷机制冷量将显著提高。 量的增加，冷却效果将提高。 （３）冷却塔出水温度可小范围调控。带压分布后 的配水系统喷头喷射水花的高度可通过压力的变 化进行调节。通过水花在填料层上方停留时间的变 （２）冷却塔实施带压分布后，随着制冷循环水水 化来调控冷却塔的冷却效果。 （下载第７８页） 冶 金 动 力 ２０１０年第３期 ７８ ＭＥＴＡＩ，ＵＪＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ 总第１３９期 表４齐矿动力工区树脂复苏前后比较表 项目 阳树脂复苏前 阳树脂复苏后 阴树脂复苏前 阴树脂复苏后 周期制水量／ｔ １７ｏｏ １７７０ ｌ７ｏｏ １８ｏｏ 酸耗／（ｋｇ／ｔ） １．７ １．６ 碱耗／（ｋｇ／ｔ） ０．７５ Ｏ．７ 生水 ８６７Ｏ ８２５０ 耗水量／ｔ ｌ｛＋水 ５７８０ ５５ｏｏ １１５６ｏ １０７６０ 除盐水 １７２００ １６３６０ １６９９０ １５７９０ ５．４ｔ（００１×７） ２．３ １３．７ ｔ（Ｄ ２ 材料消耗 ５．７ ｔ（Ｄｌｌ １＿２ ６．２ｔ（２Ｏｌ×７、 １．１ （４）中间水自耗水量由１７３４０ ｔ降至１６７２０ ｔ； ６复苏效果评价 （５）除盐水自耗水量由３４１９０ ｔ降至３２９３０ ｔ； ６．１效益比较明显 （６）酸耗由１．７ ｋｇ／ｔ降低到１．６ ｋｇ／ｔ，降低５．９％； 复苏后阳床的周期制水量增加４．１％，阴床的周 （７）碱耗由０．７５ ｋｇ／ｔ降低到０．７ ｋｇ／ｔ，降低６．７％； 期制水量增加５．９％，酸耗降低５．９％，碱耗降低 （８）树脂消耗为５．６ ｔ。 ６．７％，树脂消耗明显下降，达到了承包技术协议要 （９）效益分析： 求的目标。 我矿除盐水年产量为６０万ｔ，由于周期制水量 ６．２复苏工艺比较先进，但细节问题仍不容忽视 的增加，阳床制水周期减少１４次，阴床制水周期减 如温度调整监督、药剂定量管理、现场管道连 少２０次，相应可少耗盐酸１４×２．５＝３５ ｔ，少耗液碱 接等需作过细工作。 ２０ Ｘ １．０＝２０ ｔ，少耗新水１４×３０＝４２０ ｔ，少耗中间水 ７结论 １４ Ｘ ２０＋２０×４０＝１０８０ ｔ，少耗除盐水３４×６０＝２０４０ ｔ。 根据上述分析，我们认为树脂复苏处理及树脂 我矿每年树脂消耗需成本４０万元，而通过树 系统监督维护承包可以用有限的资金来提高树脂 脂复苏处理及少量填补树脂只需成本２４万元，故 的交换容量，使阴阳床的周期制水量增加，降低制 每年降低成本ｌ６万元。 水的酸、碱、水耗，进而达到降低制水成本的目的； 各种消耗按成本价格计算：盐酸６６０元／ｔ，液碱 同时也可减少对环境的污染，降低职工工作强度， ７０８元／ｔ，除盐水１２元／ｔ，新水３．６５元／ｔ，中间水７．５ 具有很好的社会效益 元／ｔ。 收稿日期：２０１０－０１—０４ 年创直接经济效益：３５×６６０＋２０×７０８＋４２０ Ｘ 作者简介：王勇（１９６６－，，男１９８９年毕业于东北电力学院应用化学专 ３．６５＋１０８０×１２＋１６００００：２３１３７３元 、Ｉ ．大学本科．工程师．现从事电厂水处理技术及管理工作长。 （上接第７４页） 融合面多处漏水。实施带压分布后，循环水区域内 ｆ４）４台制冷机每台运行过程中，制冷循环水流 的地面积水、青苔问题等将彻底解决。 量至少将从原来的每台９００—１０００ ｍＶｈ上升到１３００ （６）净化系统温度的可控制范围将变大，控制能 ｍＶｈ左右；总循环水量将由原来的４０００ ｍＶｈ左右 力增强。出厂煤气含萘达标。 提升到５２００ ｍ 左右。对制冷机的满负荷运行提 收稿日期：２００９－１２—２９ 供必要的水量支持。 作者简介：赵飞（１９８１一），男，２００５年毕业于昆明理工大学，助理工 （５）因冷却塔进水水槽是二次加高，两次砌筑的 程师．现从事于化工设备技术管理工作。