一种智能撬装海水冷却系统的制作方法

本实用新型属于海水直流冷却水处理技术领域，主要涉及一种智能撬装海水冷却系统，适用于沿海石油炼化企业的循环水冷却。

背景技术：

目前，国内石化企业多采用开式冷却塔实现对循环水的冷却，由于这种方式中循环水与空气直接接触，造成循环水及水中药剂大量蒸发损耗，须常年加药、补水，不但浪费了淡水资源，也增加了企业的运行成本。面对淡水资源的紧缺局面，沿海炼油化工企业逐渐开始采用海水替代淡水作为工业冷却水，用以解决我国沿海城市和地区的淡水资源危机。由于沿海地区海水资源充足，同时，海水具有温度低、受季节影响小的特点，因此，近年来海水在循环水冷却系统中能发挥巨大的应用潜力，达到节能降耗的目的，但伴随的问题也逐渐凸显出来。

目前海水冷却系统中板式换热器普遍采用的是可拆卸板式换热器，由于海水具有很强腐蚀性，即使垫片采用耐腐蚀性能强的丁腈橡胶也会经常发生泄露问题，泄漏导致的停工给生产造成了严重的经济损失，而且可拆板换平均每隔3年就需要对老化垫片进行更换，增加了企业的维护成本。

如果海水需求量增大，需要重新对冷却系统进行设计计算，生产周期加长，不能快速响应客户需求；同时，现有海水冷却系统中，各设备间通过管线连接，海水需求量的增大使得冷却系统所需的占地面积也随之增大，现场安装及维修工作量增加，使得企业的运行成本提高，不利于冷却规模的提升。

而且，目前海水冷却系统的调节控制都还是人工手动操作，没有实现全自动化控制，一旦发生故障，不能及时的处理解决，给生产带来极大的安全隐患，这使得系统处理精度及稳定性大大降低。

因此，采取有效工艺措施和设备，提高系统紧凑性，保障设备可靠性，并实现系统的智能化，是炼油化工企业延长设备使用寿命、降低运行成本的必经之路。

技术实现要素：

本实用新型提供一种安全稳定、结构紧凑、模块化结构、便于安装，同时大大减少了循环水的消耗，降低了企业的运营成本的智能撬装海水冷却系统。

为此，所采用的技术方案为：

一种智能撬装海水冷却系统，包括过滤器、板式换热器、稳压罐、加药装置、在线清洗装置、PLC控制器及DCS中控系统，其特征在于：海水过滤器连接板式换热器，冷却后的循环水通过循环水泵送至工艺设备中；海水过滤器入口前连接加药装置，其出口处连接在线清洗装置；所述工艺设备的出口端连接稳压罐；将所述海水过滤器、板式换热器、稳压罐、加药装置、在线清洗装置、循环水泵及PLC控制器通过撬底座连接成整体，现场所有输出信号均传送至DCS控制系统实现远程显示及控制，从而形成智能撬装海水冷却系统。

所述板式换热器为全焊接板式换热器。

所述板式换热器采用模块化结构，根据介质流量进行模块的增减。

所述板式换热器进、出口两侧均安装有流量、温度、压力测量及传送装置，该传送装置与PLC控制器的信号采集端连接，PLC控制器的控制信号输出端与相应电动阀门及报警装置连接。

所述稳压罐配备有液位、压力测量及传送装置，该传送装置与PLC控制器的信号采集端连接，PLC控制器控制信号输出端与相应电动阀门及报警装置连接。

所述加药装置及在线清洗装置上均安装有流量、压力或温度测量传送装置，该传送装置与PLC控制器的信号采集端连接，PLC控制器的控制信号输出端与相应电动阀门及报警装置连接。

本实用新型取得的有益效果：

（1）本实用新型所涉及的一种智能撬装海水冷却系统，采用海水冷却循环水，相较于传统的开式冷却塔，大大降低了工业冷却水的消耗，节约了淡水资源，降低了企业的运行成本。

（2）本实用新型中涉及的板式换热器，采用了全焊接板式换热器，与传统可拆卸板式换热器相比，可大大提高设备的耐腐蚀性能，延长板式换热器的使用寿命；

（3）板式换热器采用模块化结构设计，使该换热器成为具有标准接口的具体模块。当根据用户需求确定具体参数之后，可在不改动该模块结构的前提下，只对模块的数量进行更改就能达到设计目的。从而加快设计研发速度、缩短产品生产周期，达到快速响应客户需求的目的。

（4）板式换热器进出口侧通过设置流量、压力、温度检测、远传、控制装置及中控DCS系统，实现了温度及压差控制，一旦检测值超过设定范围就报警，并关闭故障设备，启动备用设备，保证了冷却系统运行的安全性及可靠性。同时，过滤器、稳压罐、加药及在线清洗装置均配备相应的仪表、阀门及控制系统，实现了排污、补水、加药及清洗的全自动化操作，降低了设备的人工投入，确保了系统正常运行。

（5）本实用新型中所有设备通过撬底座连接成一体，结构紧凑，便于移动，简化了设备吊装和安装，同时设备可实现高度上的叠落布置，减小占地空间，适用于用地紧张的沿海石油炼化企业的循环水冷却。

附图说明

图1 为本实用新型系统流程示意图；

图2 为本实用新型全焊接板式换热器结构示意图；

图3 为本实用新型撬装底座立面图；

图4 为图3的A向视图；

图中：1.海水过滤器、2.板式换热器、3.加药装置、4.在线清洗装置、5.DCS控制系统、6.稳压罐、7.循环水泵、8.撬底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其有益效果进一步说明。

参照附图1，系统运行时，海水提升泵将深海海水抽至沉降池内，通过沉降和金属格栅粗滤后的海水进入海水过滤器1中，进行精滤与加药杀生装置3处理，经过处理合格的海水进入板式热交换器2单元进行换热，完成冷却过程后排出。

所述海水过滤器1为电动自动反冲洗过滤器，过滤精度根据海水水质情况及板式换热器工艺要求进行选取，通常在0.5～1.5mm；过滤器的壳体材料采用碳钢衬胶，内部所有与海水接触的零部件均采用双相不锈钢，防止海水对其腐蚀，保证设备正常运行，延长使用期限；安装方式可选择水平或立式安装。海水过滤器进出口接管上设置有压差变送器，当压差值达到设定值时，变送器输出端输出信号至可编程逻辑控制器，由可编程逻辑控制器发送自动反冲洗命令至过滤器，实现对海水过滤器的清洗控制调节，除了压差控制外，还设置了时间以及手动控制方式。

海水中含有大量藻类植物、节肢动物、微生物等。成型的海生物会堵塞流道，而微生物会在热交换器板片表面形成一层微生物细胞膜，使换热设备受到腐蚀和破坏，并影响换热效率。因此该系统主管道处设有加药装置3及在线热水清洗装置4，二者均能对板式换热器及管道起到很好的维护作用，保证了系统的工作效率。上述加药装置中的药剂包括海水杀菌剂、阻垢剂以及缓蚀剂，其中杀菌剂可采用氧化型或非氧化性杀生剂，根据需求进行合理选择。

从工艺装置中排出的循环水回水在板式换热器2内完成冷却过程，冷却后的循环水通过循环水泵7进入相应的工艺设备继续循环使用，不与外界空气接触，完成吸热与放热的热量传递过程。系统设有膨胀水箱或稳压罐6以及补水措施，当循环水侧还有大量气体时，可通过稳压罐6进行排气，减小对后续设备的气蚀，保障系统安全稳定运行；同时如果循环水侧压力有所损失，可及时通过稳压罐6进行补水及增压，保证循环水侧压力稳定。

参照附图2，由于海水具有较强的腐蚀性，所述板式换热器2采用全焊接工艺，相较于传统的可拆垫片式板式换热器，大大降低了垫片腐蚀泄露的风险，提高换热器的可靠性。板式换热器可采用立式或卧式安装，根据现场要求进行合理布置。通常换热单元会设置备用板式换热器，根据实际换热器台数确定备用台数，一旦某台设备发生故障后，可及时通过备用设备保证系统正常运行。

同时，板式换热器2采用模块化结构设计，该模块式板式换热器主要由焊接板束、板束两侧的压板、管箱、盖板、冷热流体进出口接管以及底座组成，盖板设置在海水侧，打开盖板即可实现对板束的清洗。将产品设计成为具有标准接口的具体模块。当根据用户要求确定具体参数之后，不改变模块的内部结构，仅通过增减模块数量来实现相应设计要求，因此，模块化设计可以大大加快设计研发速度、缩短产品生产周期，从而快速响应客户的需求。提高企业市场竞争力。

所述的板式换热器冷热流体进出口管线上设置有流量、压力、温度的测量及传送装置，传送装置与控制柜内PLC控制器的信号采集端连接，PLC控制器的信号输出端与电动阀门及报警装置连接。当海水或循环水侧温度或压差超过设定范围时，PLC控制器输出控制信号，使相应电动阀门及报警装置进行设定的响应，关闭故障设备，启动备用设备，同时，操作人员可及时进行故障排除。稳压罐6装置上也设置了液位、压力测量及传送装置，当稳压罐内的液位或压力超过或低于设定值时，PLC控制器输出控制信号，使相应的电动阀门开关开启或闭合，直至液位及压力恢复正常。同样的，加药装置3及在线清洗装置4均安装有流量、压力或温度测量传送装置，根据用户设置情况，定期对系统进行加药处理以及对板式换热器2进行清洗，保证系统安全运行。现场所有检测及控制装置的输出信号均传送至DCS控制系统5，用以实现远程显示与控制，从而形成完整的海水冷却控制系统，实现了补水、排污、加药及清洗的全自动化操作，降低了设备的人工投入，确保了系统冷却效果发挥正常。

参照附图3及图4，上述所有设备、工艺管线、仪表阀门以等附属部件全部安装于钢结构底橇8上，形成整体撬装结构。当场地空间有限时，可通过钢结构平台实现多台叠落垂直布置，此时需将钢结构支撑框架坐落安装固定在钢结构底,8上，再将全部设备固定于钢结构支撑框架上形成整体撬装结构。整个系统高度集成，占地面积大大减小，现场安装工作量小，投入使用快。

该系统采用海水替代淡水进行循环水冷却，节约了淡水资源，降低了企业的运行成本，同时结构紧凑、可靠性高，适用于沿海石油炼化企业的循环水冷却，便于规模化推广。