Long-term operation optimization of circulating cooling water systems under fouling conditions

Fouling caused by excess metal ions in hard water can negatively impact the performance of the circulating cooling water system(CCWS)by depositing ions on the heat exchanger's surface.Currently,the operation optimization of CCWS often prioritizes short-term flow velocity optimization for minimizing power consumption,without considering fouling.However,low flow velocity promotes fouling.Therefore,it's crucial to balance fouling and energy/water conservation for optimal CCWS long-term operation.This study proposes a mixed-integer nonlinear programming(MINLP)model to achieve this goal.The model considers fouling in the pipeline,dynamic concentration cycle,and variable frequency drive to optimize the synergy between heat transfer,pressure drop,and fouling.By optimizing the concentration cycle of the CCWS,water conservation and fouling control can be achieved.The model can obtain the optimal operating parameters for different operation intervals,including the number of pumps,frequency,and valve local resistance coefficient.Sensitivity experiments on cycle and environmental temperature reveal that as the cycle increases,the marginal benefits of energy/water conservation decrease.In periods with minimal impact on fouling rate,energy/water conservation can be achieved by increasing the cycle while maintaining a low fouling rate.Overall,the proposed model has significant energy/water saving effects and can comprehensively optimize the CCWS through its incorporation of fouling and cycle optimization.

PTA装置循环水系统节能降耗探索

四川能投化学新材料有限公司1 200 kt/a精对苯二甲酸装置配套2套循环水系统,共有10台循环水泵(正常生产时六开四备),具有耗电高、耗水量大的缺点。统计2020年4月1日—2021年3月31日1年内循环水泵的实际运行数据,以此作为循环水系统节能改造的基准能耗数据,基于主生产系统工艺流程及循环水系统流体换热情况,对PTA装置循环水系统和换热网络进行优化建模。经分析与评估,通过增设变频设备、调节阀、多变量控制系统等,可据主生产系统工艺参数及时作出调整,降低循环水泵功耗、调整循环水阀开度、增大循环水进水与回水温差,达到降低电耗的目的。本项技改预计投资3 000万元,于2022年11月开始实施,预计2023年6月投用,预期可取得良好的经济效益。

浓硝酸装置循环水系统节能技改小结

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司二分公司浓硝酸装置采用硝酸镁法生产工艺,自2013年5月投产以来总体运行较为稳定,但运行期间曾多次出现浓硝酸冷凝器断水和水槽冒槽的情况,对生产造成了不利影响。为此,结合浓硝酸装置循环水系统工艺要求高以及与稀硝酸装置共用1套循环水系统的实际情况,通过技改方案比对,实施了在原有循环水上水总管上加装增压泵的技改,并解决好循环水上水总管压力(适当降压运行)、增压泵运行安全性等问题后,实现了浓硝酸装置循环水系统的稳定运行,且配套对供水车间水泵及部分电机进行更换更是取得了不错的节电效益。

改善深圳河水质的补水方案及生态影响初步分析

深圳河旱季天然径流量小而污染负荷高,为了改善河流水质,在削减入河污染物的同时有必要采取补水措施。利用水质模型,计算了不同污水处理率下,分别以污水资源化再生水、珠江口海水和大鹏湾海水为补水水源时,深圳河达到基本不黑臭所需的补水量。讨论了补水方案对河流水质、盐度、水动力条件的改变及其对生态系统的影响。研究表明,引海水对河流生态系统的冲击不容忽视,而污水资源化是较优的补水方案。

无填料喷雾冷却塔的研究及应用

通过比较传统凉水塔的优缺点,提出了无填料喷雾冷却塔的思路及工作原理,并在兰州石化公司动力厂中应用。经对比测试,结果表明,无填料喷雾冷却塔技术是成熟的。

冷却水中藻类去除方法的研究进展

藻类污染作为水体污染的一部分,已引起人们的广泛关注。作者对物理法、化学法和生物法去除冷却水中的藻类的国内外现状进行了概述。综述了光磁协同、电化学等物理除藻方法,铜电解、臭氧氧化、化学药剂复配等化学除藻方法,以及利用水网藻和改性海带的生物除藻方法。并对各种方法的除藻机理及应用效果进行了简述。在总结国内外研究的基础上,对未来发展前景进行了评价和展望。

城市污水回用于循环冷却水时氨氮去除

污水回用中氨氮去除有许多方法。当经处理的城市污水回用于工业循环冷却水系统时 ,利用冷却塔的曝气作用 ,控制pH7.0～8.0,污水含氨氮20～50mg/L,浓缩倍数为2的条件下 ,可使循环水的氨氮浓度<1mg/L。

蒸汽凝结水的回收及利用

本文针对凝结水回收系统以及基本的设计形式进行了分析 ,同时着重阐述了凝结水回收和利用的几种途径 。

新型煤化工项目循环冷却水系统类型选择

针对水资源成为新型煤化工发展限制性因素的特点,本着节水目的,从一次性投资、运行费用、新鲜水耗量以及技术可靠性等方面,对开式系统的传统湿式冷却塔和节水型湿式冷却塔、闭式系统的增湿型空冷器和溴化锂机组4种循环冷却水系统进行了分析比较。根据分析比较结果,建议对于水资源配套条件好的煤化工项目可选用开式系统-传统湿式冷却塔;对于水资源相对紧缺的煤化工项目,可根据需要选用开式系统-节水型湿式冷却塔;对于水资源是首要限制因素的煤化工项目,可考虑选用闭式系统-增湿型空冷器;闭式系统-溴化锂机组的技术可靠性有待进一步评估。

臭氧--生物活性炭处理反渗透浓排水工艺研究

研究了臭氧—生物活性炭(O3—BAC)工艺在石化行业中处理反渗透浓排水的效能,为应用提供一定的理论依据。试验研究表明,当pH为7.5、臭氧投加量为6mg/L、接触时间为35min、BAC吸附时间为30min时,系统对色度、氨氮、CODCr的去除率分别为85%、36%、64%,出水浊度<0.5NTU。试验证明该工艺的处理效果稳定,出水水质基本不受进水水质波动的影响。

聚天冬氨酸与其它阻垢分散剂的协同效应

通过静态阻垢试验验证新型绿色生物可降解阻垢剂聚天冬氨酸是CaCO3,CaSO4.2H2O和BaSO4垢的优良阻垢剂。对聚天冬氨酸和其它阻垢分散剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,聚天冬氨酸和不同的阻垢分散剂产生协同作用。对碳酸钙垢,聚天冬氨酸与聚马来酸酐、聚丙烯酸和羟基乙叉二膦酸有协同作用,对硫酸钙垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和2-膦酸基-1,2,4三羟基丁烷有协同作用,对硫酸钡垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸有协同作用。试验结果为聚天冬氨酸的工业应用提供了参考价值。

化学法除去废水中氨的研究

研究了用化学法去除废水中的氨 :用 Mg(OH) 2 +H3 PO4作沉淀剂 ,在 p H为 9～ 11范围内使废水中的氨形成复合肥 Mg NH4PO4,一定配比下 ,氨的去除率可达 95 % .探讨了该反应的反应机理及不同 Mg(OH) 2 :H3 PO4配比、不同 p

H_2O_2水解壳聚糖的阻垢性能研究

筛选出了具有较好阻垢性能的H2 O2 水解壳聚糖 ,通过单因素试验考察了H2 O2 水解壳聚糖对模拟工业冷却水的阻垢效果以及壳聚糖浓度、Ca2 + 浓度、温度、pH、反应时间和浓缩倍数等对阻垢率的影响 ,并通过正交试验确定了最佳工艺条件。结果表明 ,H2 O2 水解壳聚糖对Ca2 + 成垢具有明显的阻碍效果 ;阻垢剂量 8mg/L ,温度 80℃ ,反应时间 6h ,pH为 7时 ,阻垢率达到97 4 %。

高含盐黄河水高浓缩倍数运行技术及应用

针对黄河水的高含盐水质特点和循环水系统的工况条件,研究开发了黄河水预处理工艺及以黄河水混合水为循环冷却水补充水的高浓缩倍数水质稳定技术。该技术在大型乙烯装置循环冷却水系统进行工业应用,现场监测试管平均腐蚀速率为0.018 6 mm/a,平均黏附速率为5.15 mg/(cm2.月),优于中国石化的相关考核指标,完全满足生产装置对循环水的要求,具有显著的经济效益和社会效益。

汶川地震对城市给水系统设计及应急启迪

震后应急供水对于促进社会稳定及满足人民基本生活需求非常重要。由于缺乏应急供水水质及水量标准,未考虑地震等重大自然灾害后居民用水特点,基于同一标准规划和设计的给水管网,震损点多、漏失量大、压力低、水质污染概率高,使得应急恢复供水缺乏指导性、难度大和风险性高。结合重灾区震后应急供水面临的困难,对管网规划思路、水厂药剂安全储量、水质应急监测、水厂应急处理技术措施提出了建议。

工业冷却水中碱度和硬度快速测定法研究

为工业循环冷却水中碱度和硬度的测定推荐了一种连续滴定的新方法，方法准确、可靠、简便、快速，是工业水处理过程中一种较理想的监测方法。

臭氧处理循环冷却水的研究

本文评述了臭氧处理循环冷却水技术的最新研究和应用状况,提出了今后的研究方向并介绍了作者的最新研究成果.试验结果表明,臭氧具有良好的杀菌作用,当系统的贮水池中保持0.05mg/L左右臭氧时,可以保证系统中微生物指标满足工业标准.在采用臭氧处理循环水时,若补充水的硬度较低,推荐采用较高的浓缩倍数,并加入少量缓蚀剂,以提高缓蚀效率;若硬度较高,推荐采用较低的浓缩倍数,并尽量控制在微结垢状态下运行.

无磷阻垢缓蚀剂ZH800WS的应用

介绍了无磷阻垢缓蚀剂ZH800WS在第三循环水场(“三循)”应用的工况条件,剖析了药剂试用过程中存在的一些问题,并提出了相应的解决办法。通过比较,在无磷阻垢缓蚀剂ZH800WS的使用期间,水质和管理数据有较大进步。循环水系统腐蚀、结垢状况改善,平均腐蚀率0.047 mm/a,大大好于石化集团公司控制指标,接近最好级水平。ZH800WS与磷系阻垢缓蚀剂比较,在三循使用无直接经济效益,但环境、社会效益显著。

潮州三百门电厂冷却水排放的数值模拟研究

海湾及潮汐河口的冷却水工程研究近年来受到人们的重视 ,由于受到潮汐的影响 ,其冷却水布置及热污染特性比河道及水库型更为复杂。采用数值模拟的方法 ,首先对电厂附近的潮流特性及冷却水输移扩散进行模拟计算 ,研究了电厂近海水域的水动力结构及其对冷却水排放的影响 ,给出电厂取水温升及热污染范围 ,为电厂取水设计工作提供依据。

氨氮对城市污水回用于循环冷却水系统的影响

介绍了循环水系统中氨氮的降解方式,将其概括为冷却塔的吹脱作用、硝化作用、其他微生物的同化作用和加氯氧化作用四个方面。随后从微生物及金属腐蚀两方面论述了氨氮对循环水系统的影响,指出了氨氮与微生物滋生的关系,以及氨氮造成金属腐蚀的四种方式。最后,通过静态挂片试验,得出B30管的腐蚀速率随着氨氮浓度的增加是以幂函数的形式增长的,其关系式为y=0.0004x1.4461。