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摘要：在工矿企业中，有大量的循环水系统，而且该系统在整个企业的能耗中占有很大的比重。本文详细探讨了循环水系统的改造问题。
关键词：循环水系统；改造；
循环水系统改造对水资源的利用率提升和企业生产成本的投入控制具有重要的作用，所以积极分析当前循环水系统改造存在的问题并对其具体的改造方案进行探讨，从而为系统的改造实践提供参考。
一、循环水系统
循环水系统的功能是将冷却水送至高低压凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽，以维持高低压凝气器的真空，使汽水循环得以继续。另外，它还向开式水系统和冲灰系统提供用水。循环水冷却系统主要由冷却塔、循环水池、循环水泵、旁滤系统、加药系统、控制仪表系统及管道、阀门等组成。
二、循环水系统改造意义
1、经济效益。首先，循环水系统的改造具有明显的经济效益。企业生产效益低下的一个主要原因就是其在具体生产的过程中，成本投入过大，因此其要实现经济效益的提升必须要做到成本的管控。循环水改造从短期来看，其成本投入会有所增加，因系统的改造需做设备的更换及技术投入等，但从长远的分析来看，改造后，整个生产成本投入会有明显的降低，而且资源的循环利用效果也显著的提升，所以从长期发展方向进行考虑，循环水系统改造经济效益较为突出。另外，循环水系统的改造符合我国经济发展的重要趋势，具有较强的生命活力。
2、环境效益。循环水系统的改造具有明显的环境效益，就环境效益的具体分析来看，主要体现在资源利用危机的缓解方面。现阶段，我国水资源呈现利用缺乏的局面，而且这种局面在不断的加重。资源危机对我国的整体经济进步有着显著的影响，而水资源危机不仅影响经济发展，更会影响人们的日常生活，所以积极化解水资源利用危机是目前的主要问题。在实际生产中，通过改善循环水系统达到节能的目的，这样，水资源的违纪问题得到缓解，水资源危机缓解，自然界中水资源的过度索取情况得到改善，环境能实现明显的改变，因此循环水系统改造的环境效益较突出。
三、排管式水冷凝器水池溅水的处理
很多企业的排管式水冷凝器（冷排）水池运行时周围经常溅水，特别是在有风的天气，溅水更为严重，一般只采取简单的措施，即用石棉瓦或玻璃纤维板挡板围住或用砖砌高池壁。
排管式水冷凝器的换热过程为：管内高温气体和管外低温冷却水通过热传递，将热量传给冷却水后，使冷排管附近的空气温度升高，热空气随着密度的增加而变轻，热压差使冷排管附近的空气由低到高流动，流动的空气也带走了冷却水的部分热量，降低了循环水冷却塔的负荷。若冷排管中的气体温度超过100℃，会有少量的冷却水汽化，这些水汽会随着流动空气的上升而消散。冷排水池溅水的原因包括：①冷排水池设计小；②水量调节不当；③喷淋槽内齿形降水板有结垢，降水不均匀。
如冷排水池周围被遮挡，冷排管周围的气流就会减弱，这必然导致换热后冷却水温度升高，从而增加了循环水冷却塔的能耗。
冷排水池溅水处理的正确措施包括：在池壁周围增加宽度为800～1000mm、坡度为2～5%的钢筋混凝土收水板，或用玻璃钢瓦制成此形式收水板，以收集溅水并回流池中。改进后的冷排水池如图1所示。
四、在冷排池上装冷却塔
部分企业在扩大循环水系统处理能力时，由于场地限制，在冷排水池上方设置冷却塔，原有冷排水池改为热水池。
冷却塔工作原理为：换热器来的热水从冷却塔顶部的填料层均匀淋下。通风机抽出的空气自下而上经过冷却塔的填料层，两者在填料层逆流接触，冷空气带走水的热量，降低热水温度；空气中的少量水汽遇冷空气凝结成水，从而进入循环水中。
冷却塔设置在冷排水池上后，由冷排上升的湿空气被冷却塔的通风机吸入，并与热水逆流接触进行传质和换热。但由于冷排上升的空气温度和湿度较高，冷却塔换热传质效果较低，循环水温度升高，能耗增大，此措施只节省了场地，但对生产并无益处。
五、冷却塔通风机的风筒选型不慎重
传统的冷却塔风机风筒是双曲线形，目的是利用文丘里效应提高冷却塔的风速。近年来，一些厂家推出了一种新型风筒（能量回收风筒），它由双曲线结构改为单曲线结构。
根据文丘里效应原理，当气体流经风筒最窄处时，其截面面积减小，压力减小，速度增大；当气流经过最窄处时，截面面积增大，压力增大，速度减小，从而增大了冷却塔的通风量。
根据《工业循环水冷却设计规范》要求，机械通风冷却塔和双曲线风筒扩张筒的作用是：①降低冷却塔出口动能损失；②降低出塔湿空气回流至塔进风口。也就是说，出扩张筒的空气具有一定的流速，这些湿空气冲向更高的空间，从而降低了其很快进入冷却塔进风口的可能性。双曲线冷却塔如图2所示。
能量回收型风筒实际上是一个单曲线风筒，取消了扩张筒，湿空气出风机后动能立即消失，无处可去，可能再次进入冷却塔的进风口，进而影响冷却塔的换热效率。单曲线冷却塔如图3所示。
此外，单曲线风筒能降低设备成本和冷却塔的风荷载，但会对冷却塔的效率产生负面影响。同时，它缺乏能量回收的理论依据，需慎重使用。
六、冷却塔水池的容积过大
冷却塔水池的容积应按水泵不抽空、保证水处理剂在循环水系统中的允许停留时间为标准而确定。如果水处理剂在循环水系统中停留时间过短，水处理剂不能与水完全反应，无法起到除垢和除藻作用，水泵容易抽空；如果停留时间太长，则需增加水池容积，以增加土建投资。水和水处理剂在池中的停留时间长短与冷却塔的换热效率无关。
根据《工业循环水冷却设计规范》要求，水池容积一般为系统循环水最大流量的1/3～1/5。按此推算，1000m3/h冷却塔的热水池或凉水池的容积为200～333m3，水和水处理剂在池中停留时间为12～20min。
一些企业设计的水池容积过大，水深超过2000mm，水和水处理剂的停留时间≥30min，这不仅增加了投资，扩大了占地面积，而且使水池中的一些水形成了滞留层，除藻剂含量低，致使藻类生长迅速，当水进入冷凝器后，在换热管和凝汽器水池壁上长满大量藻类，极大地降低了换热效率，除藻剂用量被迫增加，从而使除藻剂用量增加，结果得不偿失。
七、循环水系统的管理优化
1、加强循环水水冷设施的管理。在停工大修期间，应将生产装置水冷器材质升级，并把经常泄漏的水冷器进行彻底整改，从而为整个系统的正常运行提供保证。同时，机动部制定循环水系统管理办法，对水冷器的用水提出具体要求，指标不符合者考核单位绩效工资，并制订专门的水冷器泄漏管理办法，奖励尽早发现、尽快处理者，惩罚发现不及时、整改不主动者。
2、加强清池与排泥。循环水的旁滤量一般取总量的2%～5%，如过滤能力不足或滤罐运行不好，则循环水的浊度上升将会造成水质恶化，最后形成粘泥累积、系统腐蚀结垢、供水电单耗增加。另外，对池底的粘泥必须及时予以排除，否则会使粘泥在水池内的累积与恶性循环，进而使水质恶化、杀生剂耗量增加。因此，可在集水池底部增设虹吸排泥管，保证粘泥能及时排出系统，进而提高排泥效率，减少排泥耗水量。
综上所述，循环水系统的改造是提高供水站生产效率，降低水系统能源消耗及运行成本的有效途径。因此，现代化的工业企业，应在有效利用现有设施和条件的基础上，优化和改进水系统设备、设施和工艺，从而以较少的投入，实现利益最大化。
参考文献：
[1]GB5O05O.工业循环冷却水处理设计规范[S].
[2]李伟.循环水系统的优化分析[J].节能技术，2014（05）.