1、浅谈循环水系统优化设计摘要：针对氧化铝厂循环水系统冷却塔及旁滤系统，采用水能风机塔代替机械冷却塔；采用 EST 电解水处理器及砂滤器代替传统离子交换和高速过来系统，采用循环水集中设置代替分散设置等优化设计，使得循环水运行节省电耗，节省占地，方便管理，同时避免药剂二次污染。 关键词：节能；管理方便；环保；大型化；水能风机冷却塔；EST 电解水处理器 Abstract: in view of the cooling tower and circulating water system of alumina plant beside filter system, adopts the water t
2、ower to replace mechanical cooling tower fan; Using EST electrolysis of water processor and sand filter instead of traditional ion exchange and high-speed system, adopts the circulating water concentration set instead of dispersion Settings such as optimum design, makes the operation of circulating
3、water to save power consumption, save floor, convenient management, and to avoid secondary pollution pharmacy. Keywords: energy conservation; Convenient management; Environmental protection; Large scale; Water cooling tower fan; EST electrolysis of water processor 中图分类号：TE683 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(
4、2013) 1、工程概况：本工程为贵州某地年产 80 万氧化铝工程，本工程需要总供新水量为 20580m3/d，其中生产新水平均用水量为 20280m3/d，生活用水量为 300m3/d，循环水量为 475310.4m3/d，全厂水循环利用率为95.9%。根据总图总体布局和各工段的用水需求，全厂设置 5 套循环水系统：即蒸发循环水、焙烧循环水、原料磨循环水、煤气站循环水、分解热电站循环水。 本次针对分解热电循环水优化设计进行论述，该套循环水采用集成化设计，包括三套循环水系统，主要供给分解分级、精液热交换、空压站、热电站及泵冷却循环水。其中分解分级、空压站及设备泵冷却循环水最大循环水供水量 41
5、00m3/h，供水温度 35C，供回温差 15C，压力回水；热电站循环水供水量 1550m3/h，供水温度 35C，供回温差 10C；精液热交换循环水供水量 1200m3/h，供水温度 35C，供回温差 15C，压力回水。 2、工艺流程 工艺流程如图 1 所示，分解宽流道板式换热器冷却循环回水、综合过滤精液板式换热器冷却循环冷却回水及空压站压缩空气机循环冷却回水，通过分水器恒压后通过冷却塔冷却，将水温为 500C 循环水冷却至350C 后进入冷水池，再经循环水水泵加压送至用水点；其中，综合过滤板式换热器冷却循环回水需经减压后进如分水器恒压上塔，且在循环给水系统中，综合过滤板式换热器由于供水压力
6、为 0.7MPa,故单独设置两台供水泵一用一备，分解宽流道板式换热器冷却水和压缩空气机冷却水共用 3 台水泵，二用一备，由于分解根据不同的气候，用水量变化，故电机采用变频电机；热电站循环水通过余压直接上塔，循环回水经冷却塔将水温从 450C 循环水冷却至 350C 后进入冷水池，系统配置 4 台冷水泵加压后送至热电站主厂房，三用一备；为了改善循环水水质，特设两台旁滤水泵，一用一备。 图 1 3、布置方式、设备选型及控制系统的优化 3.1 布置方式优化 传统设计： 分解分级、精液热交换设置一套循环水系统，设置水泵、冷却塔、水处理设备、起重机、水池、泵房等； 空压站设置一套循环水系统，设置水泵、冷
7、却塔、水处理设备、起重机、水池、泵房等； 热电站设置一套循环水系统，设置水泵、冷却塔、水处理设备、起重机、水池、泵房等。 优化设计： 根据氧化铝工艺设备用水特点，将水质要求相似、用水参数相近的循环水系统合并，减少系统数量，节省投资。 分解分级、精液热交换、空压站设置一套循环水系统，设置水泵、冷却塔、水处理设备、起重机、水池、泵房等； 热电站设置一套循环水系统，设置水泵、冷却塔、水处理设备、水池等。 节省投资对比 优化设计比传统设计设备投资节省了 37.9 万元，具体见表 1： 表 1 投资成本对照表 单位：万元 根据该工程总图布局，循环水采用集成设计，设置一套循环水泵站，节省建设占地 760m
8、2，土建投资大大降低。见表 2 表 2 占地对照表 3.2 设备优化 本项目设计采用新型水能风机冷却塔、EST 环保型水处理设备、AMF砂滤器。 水能风机冷却塔 此塔是将回水带压进入塔顶中心水能风机，以一定的流速和方向进入转轮叶片内，经曲面叶道对水流产生约束，使水流不断改变其压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形式旋转力矩使转轮旋转。转轮经直联轴输出，带动顶部风叶同步旋转，产生满足冷却塔降温所需抽风量。 采用水能风机冷却塔，设备一次性投资比常规机械通风冷却塔高出124 万元，但运行费用每年节省 138 万元，不到 1 年收回设备多投资成本，2 年收回
9、设备投资费用。见表 3 表 3 经济效益对比 EST 环保型水处理设备 EST 利用电和化学交互作用或相互转换的现象，在反应室内分布制造一个临近阳极的氧化反应环境和临近阴极的还原反应环境，让水垢在阴极预先析出并去除；不用任何化学药剂，同时阳极产生游离氯等杀菌剂杀灭微生物、防止包括军团菌在内的微生物污染、抑制腐蚀。 采用 EST 环保型水处理设备，设备本身一次性投资（含安装费）比常规化学处理设备高 106.64 万元，但年运行成本低 201.01 万元，经济效益显著，且排污水质单一，简单处理即可回用，环境效益明显。见表 4 表 4 综合数据对比 单位：万元 AMF 砂滤器 AMF 过滤器采用单层
10、次均值介质过滤。滤料为同一粒径介质（全作为过滤层） 。滤料高度 40cm 左右，介质层浅反冲洗更充分。独特的外形设计配合 75 个反洗水帽控制跑沙和漏滤，长时间运行稳定性好。PLC 可调节性全自动控制， 可适合水质的变化， 控制系统带统计信息。采用压力式可调节强力反洗，反冲洗充分、反冲效果好；各单元依次反冲，其他单元依然保持过滤，系统连续供水。设备维护非常容易，操作方便。占地面积较小，可根据实际情况自由组装单元。 3.3 控制系统的优化 系统采用 PLC 全系统控制，到达无人职守的要求，系统采取了根据液位自动补水，自动排污，液位有声、光报警，水泵备用泵自投，同时采取就地和远程操控形式。 4、结
11、语 通过对本项目循环水系统的优化设计， ，循环水系统的补充水不再进行软化处理、不添加化学药剂，整个循环冷却水系统运行良好，节约了水资源，没有软水器和化学药剂，避免了树脂再生废水和药剂对环境的二次污染，污水处理站处理费用大大降低，可以到达真正意义上的工程废水零排放。集中设置循环水系统及先进控制系统，将冷却塔设置于水池顶上，节约了项目占地，方便日常运行巡检及管理，无人职守，大大减少了人力和物力投入。水能风机塔代替机械塔，充分利用了系统的余压，通过余压驱动水能风机，达到 100%省电；通过对本项目设计优化，节省设备投资 37.9 万元，节省建设占地 760m2，节省年运行费用 339.1万元。且在实际运行中良好，同时该套优化设计运用在山东等地的氧化铝厂循环水系统。 参考文献： 1冯旭东等.给排水设计手册工业给水处理.北京：中国建筑工业出版社。 2别大鹏.泵站设计规范. 北京：中国计划出版社，2011。
