CN104832421A - 一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，适用于过程工业中采用循环水冷却系统的机泵、风机、压缩机等动力设备。本发明在动力设备的主机和备机冷却水上回水管线上增加跨线，采取三通阀与原冷却水管线连接，实现双路供给冷却水，在节约循环水的同时，还可以防止误操作导致冷却水断流烧坏设备。本发明方法可以实现动力设备冷却水的二次利用，从而显著减少冷却水用量，而且在冬季可对备用动力设备起到保温作用，防止润滑油温度过低影响开机。本发明不仅可用于现有动力设备循环冷却水系统的优化改造，而且可直接应用于工艺设计环节，具有工作量小、费用低、效益好等特点。

Description

一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法

技术领域

本发明属节能技术领域，涉及一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，适用于过程工业中采用循环冷却水的压缩机、风机、泵等动力设备。

背景技术

机泵、风机、压缩机等动力设备是过程工业中的常用设备动力设备的主要部件运行中会因摩擦作用而发热，一般采用冷却水作为冷却介质取出这些热量，实现设备的冷却降温。对于小型设备，一般是将冷却水直接通入设置在机泵设备内部的冷却腔，与设备直接换热。对于大型压缩机类设备，一般都采用润滑油站，使用循环使用的润滑油对设备润滑的同时，也将热量从设备内部带出，然后用循环水和润滑油在润滑油冷却器中换热，间接地取出机组内部的热量。

为了保证运行设备故障时装置能够连续运行，动力设备一般都设有备用机。为了保证紧急情况时能够快速启动备用机，在主机正常运行过程中，备用机的冷却水一般是常开状态，这就造成了冷却水的浪费。

传统的工艺流程是对主动力设备和备用动力设备并联配置循环冷却水，具体流程见图1。总上水管线3和总回水管线4布置在动力设备附近，主动力设备1通过主动力设备上水管5和主动力设备回水管6同总管线相连，主动力设备上水管5和主动力设备回水管6分别设置第一闸阀9和第二闸阀10；备用动力设备2通过备用动力设备上水管7和备用动力设备回水管8同总管线相连，备用动力设备上水管7和备用动力设备回水管8分别设置第三闸阀11和第四闸阀12。

传统的并联配置方式在运行中会导致循环水消耗量大，循环水进出口温差小，增大了循环水系统的运行成本。一般情况下，循环水的上回水温差在8℃～10℃较为合理，动力设备冷却所用循环水温差通常较低，而备用设备几乎没有温差，为串级使用循环水创造了条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，同时采用三通阀提高了操作的安全性能。该方法不仅可用于现有动力设备循环冷却水系统的优化改造，而且可直接应用于新装置设计过程中。适用于机泵、风机和压缩机等具有备用设备的场合。这些设备也可以是静设备，例如换热器、采样器等。

本发明提出的串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，该方法在传统工艺流程的基础上，进行简单改造，就可以达到降低循环冷却水用量5%-60%的效果。具体步骤如下：

（1）如附图2所示，主动力设备1分别通过主动力设备上水管5和主动力设备回水管6同总管线相连，备用动力设备2通过备用动力设备上水管7和备用动力设备回水管8同总管线相连，在主动力设备1的主动力设备回水管6和备用动力设备2的备用动力设备上水管7之间设冷却水跨线13；

（2）主动力设备1的主动力设备上水管5上设置第一闸阀9，主动力设备回水管6上设置第一三通阀14，所述第一三通阀14与冷却水跨线13相通，通过调节第一三通阀14可切换主动力设备1的冷却回水流向，或回流至循环冷却水回水总管3，或回流至冷却水跨线13；

（3）备用动力设备2的备用动力设备回水管8上设置第二闸阀12，备用动力设备上水管7上设置第二三通阀15与冷却水跨线13相通；通过调节第二三通阀15可切换备用动力设备2的冷却上水来源，或来源于循环冷却水上水总管4，或来源于冷却水跨线13；

（4）在正常运行状态下，第一三通阀14和第二三通阀15均调节为与冷却水跨线13相通，此时主动力设备冷却水回水与备用动力设备的上水串联，循环冷却水上水总管4不再直接供水给备用动力设备2；

（5）如果主动力设备1需要维修，则关闭主动力设备1的循环冷却水入口的第三闸阀11，并将备用动力设备2的循环水入口第二三通阀15调节为与循环冷却水上水总管4相通，从而使主动力设备1的循环水入口和出口均实现断流，备用动力设备2的循环冷却水由循环冷却水上水总管4提供；

（6）如果备用动力设备2需要维修，则将主动力设备1的循环水出口的第一三通阀14调节为与循环冷却水回水总管3相通，关闭备用动力设备2的循环水出口的第二闸阀12，将备用动力设备2的循环水入口的第二三通阀15调节为与循环冷却水上水总管4相通，从而使备用动力设备2的循环水入口和出口均实现断流，主动力设备1循环冷却水由循环冷却水上水总管4提供。

本发明中，所述第一三通阀14和第二三通阀15更换为其他类型阀门，以达到与三通阀类似效果，亦在本发明保护范围之内。

上述发明内容如果用于两个压缩机机组的润滑油冷却器，只需将循环冷却水改为直接与润滑油站的润滑油换热，其他内容基本不变。详见附图3。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的方法简单便捷，如用于在用装置改造，施工方法简单，所需原材料和人工费较少；如直接应用于工艺设计，施工成本比传统设计仅有少量增加。本发明实施后，整个动力设备机组的循环冷却水消耗较传统流程减少5%-60%，从而有效降低循环水系统的运行成本。在冬季可对备用动力设备起到保温作用，防止润滑油温度过低影响开机。将阀门设计为三通阀，还可以保证不论阀门如何开启，主备机均有冷却水通过，防止因操作不当引起冷却水断流烧坏设备。

附图说明

图1为传统的动力设备循环冷却水系统示意图。

图中标注说明：1—主动力设备；2—备用动力设备；3—循环冷却水回水总管；4—循环冷却水上水总管；5—主动力设备上水管；6—主动力设备回水管；7—备用动力设备上水管;8—备用动力设备回水管；9—第一闸阀；10—第二闸阀；11—第三闸阀；12—第四闸阀。

图2为本发明工艺流程示意图。

图中标注说明：1—主动力设备；2—备用动力设备；3—循环冷却水回水总管；4—循环冷却水上水总管；5—主动力设备上水管；6—主动力设备回水管；7—备用动力设备上水管；8—备用动力设备回水管；9—第一闸阀； 12—第四闸阀；13—第一三通阀；14—第二三通阀；15—冷却水跨线。

图3为本发明应用于压缩机润滑油冷却器的工艺流程示意图。

图中标注说明：1—主动力设备(主压缩机润滑油冷却器)；2—备用动力设备(备用压缩机润滑油冷却器)；3—循环冷却水回水总管；4—循环冷却水上水总管；5—主动力设备上水管；6—主动力设备回水管；7—备用动力设备上水管；8—备用动力设备回水管；9—第一闸阀； 12—第四闸阀；13—第一三通阀；14—第二三通阀；15—冷却水跨线；16—主压缩机；17—备用压缩机。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：下面通过在某炼油厂的实施实例，结合附图2和附图3对本发明作进一步说明。

某炼油厂轻质油分馏塔底泵共两台，一台为主动力设备1，所述主动力设备1采用主压缩机润滑油冷却器，一台为主动力设备1，所述备用动力设备2采用备用压缩机润滑油冷却器。原流程为主动力设备1和主动力设备1并联配置循环冷却水：主动力设备1通过主动力设备上水管5和主动力设备回水管6同总管线相连，主动力设备上水管5和主动力设备回水管6分别设置第一闸阀9和主压缩机10；备用动力设备2通过备用动力设备上水管7和备用动力设备回水管8同总管线相连，备用动力设备上水管7和备用动力设备回水管8分别设置第一闸阀11和第二闸阀12。

利用本发明技术方案对其进行改造：将第二闸阀10和第三11闸阀更换为第一三通阀14和第二三通阀15，并将这两个三通阀用DN25的冷却水跨线13连接。在正常运行状态下，第一三通阀14和第二三通阀15均调节为与冷却水跨线13相通，此时主泵冷却水回水与备用动力设备的上水串联，循环冷却水上水总管4不再直接供水给备用动力设备2。如果主动力设备1需要维修，可关闭主动力设备1循环冷却水入口第三闸阀11，并将备用动力设备2循环水入口第二三通阀15调节为与循环冷却水上水总管4相通，从而使主动力设备1循环水入口出口均实现断流，备用动力设备2循环冷却水由循环冷却水上水总管4提供。如备用动力设备2需要维修，可将主动力设备1循环水出口的第一三通阀14调节为与循环冷却水回水总管3相通，关闭备用动力设备2循环水出口的第四闸阀12，将备用动力设备2循环水入口第二三通阀15调节为与循环冷却水上水总管4相通，从而使备用动力设备2循环水入口出口均实现断流，主动力设备1循环冷却水由循环冷却水上水总管4提供。

上述改造共投资人工费和材料费1.68万元，每小时可减少循环冷却水用量10吨，每年节能收益2.4万元，考虑大修及折旧费后，投资回收期仅9个月。

Claims (2)

1.一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）主动力设备(1)分别通过主动力设备上水管(5)和主动力设备回水管(6)同总管线相连，备用动力设备(2)通过备用动力设备上水管(7)和备用动力设备回水管(8)同总管线相连，在主动力设备(1)的主动力设备回水管(6)和备用动力设备(2)的备用动力设备上水管(7)之间设冷却水跨线(13)；

（2）主动力设备(1)的主动力设备上水管(5)上设置第一闸阀(9)，主动力设备回水管(6)上设置第一三通阀(14)，所述第一三通阀(14)与冷却水跨线(13)相通，通过调节第一三通阀(14)可切换主动力设备(1)的冷却回水流向，或回流至循环冷却水回水总管(3)，或回流至冷却水跨线(13)；

（3）备用动力设备(2)的备用动力设备回水管(8)上设置第二闸阀(12)，备用动力设备上水管(7)上设置第二三通阀(15)与冷却水跨线(13)相通；通过调节第二三通阀(15)可切换备用动力设备(2)的冷却上水来源，或来源于循环冷却水上水总管(4)，或来源于冷却水跨线(13)；

（4）在正常运行状态下，第一三通阀(14)和第二三通阀(15)均调节为与冷却水跨线(13)相通，此时主动力设备冷却水回水与备用动力设备的上水串联，循环冷却水上水总管(4)不再直接供水给备用动力设备(2)；

（5）如果主动力设备(1)需要维修，则关闭主动力设备(1)的循环冷却水入口的第三闸阀(11)，并将备用动力设备(2)的循环水入口第二三通阀(15)调节为与循环冷却水上水总管(4)相通，从而使主动力设备(1)的循环水入口和出口均实现断流，备用动力设备(2)的循环冷却水由循环冷却水上水总管(4)提供；

（6）如果备用动力设备(2)需要维修，则将主动力设备(1)的循环水出口的第一三通阀(14)调节为与循环冷却水回水总管(3)相通，关闭备用动力设备(2)的循环水出口的第二闸阀(12)，将备用动力设备(2)的循环水入口的第二三通阀(15)调节为与循环冷却水上水总管(4)相通，从而使备用动力设备(2)的循环水入口和出口均实现断流，主动力设备(1)循环冷却水由循环冷却水上水总管(4)提供。

2.根据权利要求1所述的一种串级利用动力设备主机和备机冷却水的方法，其特征在于所述第一三通阀(14)和第二三通阀(15)更换为其他类型阀门，以达到与三通阀类似效果。