循环水系统优化管理方案
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对侧位置安装俯视图
同侧位置安装俯视图
9
6）进入 PIPE 管道参数设置，选择管道的材质，设置管道的直径、周长、壁厚， 然后按 ENTER 确认。
7）进入 LINING 参数设置，设置管道有无内衬以及内衬的厚度，传播声音的速度。
8）进入 Fluid 参数设置，第一个 Tracking Windows 选择 NO，流体类型，测量 某种介质参数设置成该液体的参数
我们根据现场循环水处理状况，结合第一循环水装置今年运行以来的水处理 情况以及出现异常现象时的处理经验，通过对水质水量管理运行方案进一步优 化，实现循环水系统的高浓缩倍数、长周期运行。
2 循环水系统出现的问题
（第一循环水状况）：
2.1 系统运行状况
第一循环水系统循环水量约 12000~13000m³/h，保有水量约 8000m³,系统补充
BJ1062
0.01
3月
157
0.02
139
0.03
4月
152
0.08
154
0.07
5月
151
0.03
131
0.02
6月
158
0.01
1078
0.01
7月
1019
0.11
280
0.11
8月
1079
0.09
1080
0.08
无监测挂
9月
停车检修
清洗预膜 无监测挂片
片
10 月
尚未测量
尚未测量 尚未测量
尚未测量
7
道良好的接触， 2） 测量点前后管道的要求，必须遵守前 10 后 5 的原则，即在传感器安装位置
前 10 倍直径长度和后 5 倍的直径长度，在此直径长度无弯头,阀门等引起流 体扰动的装置，而且要在满管的情况下测量，保证测量的准确度。 3）准确测量管道外径周长或直径. 4）确定管道材质和壁厚及接触温度. 5）确定是否有内衬及种类和厚度. 6）测量过程中，要保证泵运行状态稳定，而且是系统负荷稳定的状态下。 7）位置选取好，根据超声波流量计的安装要求进行测量探头、电缆的安装，及 测量仪表的组态。 8）根据工艺人员提供的管道、液体各项参数进行流量测量。 9）每种工况测试过程时间不少于 1h。同一工况点应间隔重复测量三次，每次测 量间隔 10 到 15 min。以三次测量的平均值作为测算泵系统电能平衡和系统 运行效率值。 4.3.2 PT878 流量计参数设置 1）此流量计安装方式为夹套式，探头需要与管道密切接触，安装固定好，使用 信号线于主机进行连接。 2）对主机的参数进行设置。 3）开机显示此画面为主画面，有以下 4 个显示部分。
根据水处理设计规范 GB50050-2007 规定，循环水流速需要大于或等于 1.0m/s，根据这个要求，为了满足负荷不饱满的换热器的循环水运行要求，需要 建立各个主要换热器运行状况的数据管理优化方案，优化各个主要换热器运行参 数，从而根据规范要求合理调节开度，达到平衡节能、节水与设备防腐结垢的要 求。
图四：黏附于换热器的油料
图五：黏附于换热器管道的油料
4
随着装置运行年限的增加、设备的老化，不可避免地会出现物料泄漏问题， 此现象在部分老厂十分明显。根据我们对现场状况的跟踪了解，在循环水系统整 体腐蚀结垢控制均达到比较理想的效果前提下，部分换热器仍然有腐蚀状况发 生，特别是回用水比例增加后，生物黏泥沉积明显增多，甚至有部分小型换热器 发现泄漏事件。经过实地查看和对情况的了解，发现部分换热器由于生产负荷低， 循环水开度偏小，以致循环水流速缓慢，由于流速缓慢导致的黏泥沉积，可能成 为其主要原因。长时间的黏泥沉积，从而导致垢下腐蚀，并严重至腐蚀穿孔，进 而可能导致泄漏。
5
本优化方案能精确地计算出并控制系统达到最优的供水量和必须的最小压 力，除了能在循环水供水设备上节能外，还能使系统的运行寿命增加，生产工艺 更加合理。
4 优化方案可行性分析
4.1 PT878 手持式超声波液体流量计介绍 PT878 是一个通用型、功能齐全、手持式时差法系统，并有多种可选功能及
附件满足各种测量需求，适用于各种流体介质，PT878 超声波流量计是通过检测 流体流动对超声波（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。一个声道得到的是 一个线流速或点流速。
流量计的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的，既可 采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验。
PT878 适用于大型圆形管道和矩形管道，且原理上不受管径限制，其造价基 本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便，可认为在无法实现实流校验的情 况下是优先考虑的选择方案。
PT878 可测量固相含量较多或含有气泡的液体。 3）可测量非导电性液体，对无阻扰测量的电磁流量计是一种补充
基本原理： 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法（时间时差法、时差 法、相位差法和频差法）、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声 法等。 目前国内应用较多的是时差法。
6
工作原理图
4.2 PT878 超声波流量计特点 超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流量通道未设置任何阻碍件，均属
神华集团鄂尔多斯煤制油厂 循环水系统
水质水量优化管理方案
1 概述
随着煤制油生产装置运行时间的延长，循环水系统的平稳与否、水处理的高 效与否，对装置能否长时间安全、满负荷运行起着关键的作用。循环水系统的异 常波动与单个相对独立的生产装置不同，一旦出现无法在线处理的异常情况，将 会导致全厂进行停工检修的严重后果。所以控制水质稳定，防止出现异常现象是 一项长期的工作。
定，全年腐蚀速率平均控制在 0.125mm/a 以下，同时系统水质运行指标“Ca2 + 总碱度”小于水处理设计规范 GB50050-2007 所规定的 1100mg／L，在系统检修 时，未发现换热器有明显的结垢倾向。
表2
月份
编号
腐蚀率 编号
பைடு நூலகம்
腐蚀率
1月
1112
0.04
1113
0.03
2月
BJ1063
0.01
因易于实行与测试方法（如流速计的速度-面积法，示踪法等）相结合，可解 决一些特殊测量问题，如速度分布严重畸变测量，非圆截面管道测量等。 4.3 PT878 测量方法 4.3.1 液体的流量测量条件
测量前对管道及其他条件的基本要求： 1） 测量点的选取，管道表面必须光滑无防腐漆及保温棉，便于检测器探头与管
一、现场测量循环水系统中换热器中冷却介质和被冷却介质的进出口温度、 质量流量、供水设备的输入能量；
二、根据测量的数据，确定每个换热器的冷却介质的最佳质量流量，并根据 所述系统最不利点的高差和温度确定系统最佳压力；
三、根据所得到的冷却介质的最佳质量流量、系统最佳压力，用能耗平衡法 推算泵房可节约能量，以确定是否更换设备或者调解换热器运行参数，如果可节 约能量大于输入能量的５％，可考虑重新配置设备建议。
于无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别是大口径流 量测量方面有较突出的优点。 1）可做非接触式测量
PT878 可作非接触测量。夹装式换能器 PT878 可无需停流截管安装，只要在 既设管道外部安装换能器即可。这是 PT878 在工业用流量仪表中具有的独特优 点，因此可作移动性（即非定点固定安装）测量，适用于管网流动状况评估测定。 2）PT878 为无流动阻挠测量，无额外压力损失
水主要来源于新鲜补充水及回用水，其中回用水包括中水回用、冷凝水回用等。
今年以来，回用水占总的补充水比例平均达到约 70%，运行浓缩倍率平均 3~4 倍。
表1
项目
循环量
回用水占补水 排污量（吨） 浓缩倍数
月份
（万吨）
比例 %
1月
1040
81
16576
2.5
2月
1440
83
20657
3.2
1
3月
982
70
20355
2.5
4月
1220
82
19159
4.2
5月
1264
70
18810
4.5
6月
1298
54
16831
2.5
7月
1364
48
32396
2.6
8月
1164
62
25601
3.1
9月
500
60
12031
3
10 月
1391
55
31277
2.7
2.2 系统出现的问题 通过水质化验及监测数据分析并结合现场运行状况，循环水系统总体运行稳
测量基本信息
尺寸： 进水温度： 回水温度： 进水流量： 出水流量： 进水流速： 出水流速： 回水流量： 回水流速： 备注：
管道（设备）信息
11
2
图1
图2
目前系统存在的主要问题是微生物控制问题。 目前日常杀菌控制主要以 ECH-99 氧化性杀菌剂与 ECH-964 非氧化性杀菌剂交 替使用为主，辅助以 ECH-965 粘泥剥离剂去除微生物粘泥。ECH-99 为氯系产品， 在使用效果上，能高效杀灭系统微生物异氧菌，为了避免长期使用单一药剂造成 的细菌抗药性，同时也由于氧化性杀菌剂 ECH-99 本身杀菌的缺陷，不能广谱杀 灭所有细菌、藻类，所以需要定期配合投加高效广谱的非氧化杀生剂，以杀灭系 统运行过程中产生的藻类和其它一些氧化性杀生剂无法杀灭的微生物群落，针对 一循系统回用水逐渐增加的系统，再辅以非氧化性杀菌剂 ECH-965 粘泥剥离剂， 如此选择两种以上非氧化杀生剂交替使用，其中一种以具有剥离能力为最佳，如 此可将杀灭的微生物及由此产生的生物粘泥及时清除出系统。对于杀菌剂的投 加，应在其效力减弱、微生物生长开始恢复时投用，但在平皿计数法测定细菌含 量的手段下，很难把握，所以应根据监测结果，及时调整投加频次和投加量。通 常夏季较适宜菌藻的繁殖，此时应增加氧化性杀菌剂 ECH-99 的投加频次和投加 量，以防菌藻繁殖过快而失控，同时还应适时地增加非氧化性杀菌剂（ECH-964 和 ECH-965）的投加频次，才能有效控制循环水系统微生物的生长，防止生物粘
4）在 Program 选项上选择 Transducer,如下图：
8
5）在第四步的基础上进入如下菜单，设置传感器的安装方式为第二种 （Clamp-on）夹套式，传感器的编号，在传感器上有标识。
传感器的安装位置如下：水平管道在 3 点和 9 点位置，在同一侧或是在对侧， 垂直管道要求必须液体从下往上流。
3 优化方案
为了制定针对各个主要换热器的优化运行方案，需要不定期对循环水系统中 各个主要换热器冷却介质和被冷却介质的的运行参数进行跟踪监测，确定各个主 要冷换设备合适的运行指标，从而减少微生物粘泥在设备中沉积的可能性，并防 止结垢、腐蚀等的可能性。
作为 360°服务计划的一部分，上海洗霸公司拟根据循环水系统实际运行状 况，结合进口设备美国 Panametrics 公司的 PT 878 手持式超声波液体流量计， 完成以下优化方案内容：
3
泥的大量产生和在局部的积聚。 十月份，检修人员发现在循环水系统工艺煤液化加氢装置的催化剂水冷换热
器发生有物料泄露，拆开换热器后，发现有较多粘泥滞留在换热器内，泄露的油 污会在粘泥表面形成油膜增加微生物的活性，在油污下面的厌氧硫酸盐还原菌能 迅速繁殖，并形成含油的黑色黏泥。
泄露情况图片：
图三：循环水中的油花
9）进入 PATH 参数设置，前面两项不需设置，要设置声程数 Traverses，传感器 间距。
10
10）所有参数设置完成，要按 ENTER 回车键，进行确认，按 F3 键回到测量画面。 11）测量完数据进行记录，进行拆除测量探头，管道及其他设备进行复位。 4.4 数据处理
系统名称： 工段名称： 设备名称： 设备编号：
同侧位置安装俯视图
9
6）进入 PIPE 管道参数设置，选择管道的材质，设置管道的直径、周长、壁厚， 然后按 ENTER 确认。
7）进入 LINING 参数设置，设置管道有无内衬以及内衬的厚度，传播声音的速度。
8）进入 Fluid 参数设置，第一个 Tracking Windows 选择 NO，流体类型，测量 某种介质参数设置成该液体的参数
我们根据现场循环水处理状况，结合第一循环水装置今年运行以来的水处理 情况以及出现异常现象时的处理经验，通过对水质水量管理运行方案进一步优 化，实现循环水系统的高浓缩倍数、长周期运行。
2 循环水系统出现的问题
（第一循环水状况）：
2.1 系统运行状况
第一循环水系统循环水量约 12000~13000m³/h，保有水量约 8000m³,系统补充
BJ1062
0.01
3月
157
0.02
139
0.03
4月
152
0.08
154
0.07
5月
151
0.03
131
0.02
6月
158
0.01
1078
0.01
7月
1019
0.11
280
0.11
8月
1079
0.09
1080
0.08
无监测挂
9月
停车检修
清洗预膜 无监测挂片
片
10 月
尚未测量
尚未测量 尚未测量
尚未测量
7
道良好的接触， 2） 测量点前后管道的要求，必须遵守前 10 后 5 的原则，即在传感器安装位置
前 10 倍直径长度和后 5 倍的直径长度，在此直径长度无弯头,阀门等引起流 体扰动的装置，而且要在满管的情况下测量，保证测量的准确度。 3）准确测量管道外径周长或直径. 4）确定管道材质和壁厚及接触温度. 5）确定是否有内衬及种类和厚度. 6）测量过程中，要保证泵运行状态稳定，而且是系统负荷稳定的状态下。 7）位置选取好，根据超声波流量计的安装要求进行测量探头、电缆的安装，及 测量仪表的组态。 8）根据工艺人员提供的管道、液体各项参数进行流量测量。 9）每种工况测试过程时间不少于 1h。同一工况点应间隔重复测量三次，每次测 量间隔 10 到 15 min。以三次测量的平均值作为测算泵系统电能平衡和系统 运行效率值。 4.3.2 PT878 流量计参数设置 1）此流量计安装方式为夹套式，探头需要与管道密切接触，安装固定好，使用 信号线于主机进行连接。 2）对主机的参数进行设置。 3）开机显示此画面为主画面，有以下 4 个显示部分。
根据水处理设计规范 GB50050-2007 规定，循环水流速需要大于或等于 1.0m/s，根据这个要求，为了满足负荷不饱满的换热器的循环水运行要求，需要 建立各个主要换热器运行状况的数据管理优化方案，优化各个主要换热器运行参 数，从而根据规范要求合理调节开度，达到平衡节能、节水与设备防腐结垢的要 求。
图四：黏附于换热器的油料
图五：黏附于换热器管道的油料
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随着装置运行年限的增加、设备的老化，不可避免地会出现物料泄漏问题， 此现象在部分老厂十分明显。根据我们对现场状况的跟踪了解，在循环水系统整 体腐蚀结垢控制均达到比较理想的效果前提下，部分换热器仍然有腐蚀状况发 生，特别是回用水比例增加后，生物黏泥沉积明显增多，甚至有部分小型换热器 发现泄漏事件。经过实地查看和对情况的了解，发现部分换热器由于生产负荷低， 循环水开度偏小，以致循环水流速缓慢，由于流速缓慢导致的黏泥沉积，可能成 为其主要原因。长时间的黏泥沉积，从而导致垢下腐蚀，并严重至腐蚀穿孔，进 而可能导致泄漏。
5
本优化方案能精确地计算出并控制系统达到最优的供水量和必须的最小压 力，除了能在循环水供水设备上节能外，还能使系统的运行寿命增加，生产工艺 更加合理。
4 优化方案可行性分析
4.1 PT878 手持式超声波液体流量计介绍 PT878 是一个通用型、功能齐全、手持式时差法系统，并有多种可选功能及
附件满足各种测量需求，适用于各种流体介质，PT878 超声波流量计是通过检测 流体流动对超声波（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。一个声道得到的是 一个线流速或点流速。
流量计的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的，既可 采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验。
PT878 适用于大型圆形管道和矩形管道，且原理上不受管径限制，其造价基 本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便，可认为在无法实现实流校验的情 况下是优先考虑的选择方案。
PT878 可测量固相含量较多或含有气泡的液体。 3）可测量非导电性液体，对无阻扰测量的电磁流量计是一种补充
基本原理： 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法（时间时差法、时差 法、相位差法和频差法）、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声 法等。 目前国内应用较多的是时差法。
6
工作原理图
4.2 PT878 超声波流量计特点 超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流量通道未设置任何阻碍件，均属
神华集团鄂尔多斯煤制油厂 循环水系统
水质水量优化管理方案
1 概述
随着煤制油生产装置运行时间的延长，循环水系统的平稳与否、水处理的高 效与否，对装置能否长时间安全、满负荷运行起着关键的作用。循环水系统的异 常波动与单个相对独立的生产装置不同，一旦出现无法在线处理的异常情况，将 会导致全厂进行停工检修的严重后果。所以控制水质稳定，防止出现异常现象是 一项长期的工作。
定，全年腐蚀速率平均控制在 0.125mm/a 以下，同时系统水质运行指标“Ca2 + 总碱度”小于水处理设计规范 GB50050-2007 所规定的 1100mg／L，在系统检修 时，未发现换热器有明显的结垢倾向。
表2
月份
编号
腐蚀率 编号
பைடு நூலகம்
腐蚀率
1月
1112
0.04
1113
0.03
2月
BJ1063
0.01
因易于实行与测试方法（如流速计的速度-面积法，示踪法等）相结合，可解 决一些特殊测量问题，如速度分布严重畸变测量，非圆截面管道测量等。 4.3 PT878 测量方法 4.3.1 液体的流量测量条件
测量前对管道及其他条件的基本要求： 1） 测量点的选取，管道表面必须光滑无防腐漆及保温棉，便于检测器探头与管
一、现场测量循环水系统中换热器中冷却介质和被冷却介质的进出口温度、 质量流量、供水设备的输入能量；
二、根据测量的数据，确定每个换热器的冷却介质的最佳质量流量，并根据 所述系统最不利点的高差和温度确定系统最佳压力；
三、根据所得到的冷却介质的最佳质量流量、系统最佳压力，用能耗平衡法 推算泵房可节约能量，以确定是否更换设备或者调解换热器运行参数，如果可节 约能量大于输入能量的５％，可考虑重新配置设备建议。
于无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别是大口径流 量测量方面有较突出的优点。 1）可做非接触式测量
PT878 可作非接触测量。夹装式换能器 PT878 可无需停流截管安装，只要在 既设管道外部安装换能器即可。这是 PT878 在工业用流量仪表中具有的独特优 点，因此可作移动性（即非定点固定安装）测量，适用于管网流动状况评估测定。 2）PT878 为无流动阻挠测量，无额外压力损失
水主要来源于新鲜补充水及回用水，其中回用水包括中水回用、冷凝水回用等。
今年以来，回用水占总的补充水比例平均达到约 70%，运行浓缩倍率平均 3~4 倍。
表1
项目
循环量
回用水占补水 排污量（吨） 浓缩倍数
月份
（万吨）
比例 %
1月
1040
81
16576
2.5
2月
1440
83
20657
3.2
1
3月
982
70
20355
2.5
4月
1220
82
19159
4.2
5月
1264
70
18810
4.5
6月
1298
54
16831
2.5
7月
1364
48
32396
2.6
8月
1164
62
25601
3.1
9月
500
60
12031
3
10 月
1391
55
31277
2.7
2.2 系统出现的问题 通过水质化验及监测数据分析并结合现场运行状况，循环水系统总体运行稳
测量基本信息
尺寸： 进水温度： 回水温度： 进水流量： 出水流量： 进水流速： 出水流速： 回水流量： 回水流速： 备注：
管道（设备）信息
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图1
图2
目前系统存在的主要问题是微生物控制问题。 目前日常杀菌控制主要以 ECH-99 氧化性杀菌剂与 ECH-964 非氧化性杀菌剂交 替使用为主，辅助以 ECH-965 粘泥剥离剂去除微生物粘泥。ECH-99 为氯系产品， 在使用效果上，能高效杀灭系统微生物异氧菌，为了避免长期使用单一药剂造成 的细菌抗药性，同时也由于氧化性杀菌剂 ECH-99 本身杀菌的缺陷，不能广谱杀 灭所有细菌、藻类，所以需要定期配合投加高效广谱的非氧化杀生剂，以杀灭系 统运行过程中产生的藻类和其它一些氧化性杀生剂无法杀灭的微生物群落，针对 一循系统回用水逐渐增加的系统，再辅以非氧化性杀菌剂 ECH-965 粘泥剥离剂， 如此选择两种以上非氧化杀生剂交替使用，其中一种以具有剥离能力为最佳，如 此可将杀灭的微生物及由此产生的生物粘泥及时清除出系统。对于杀菌剂的投 加，应在其效力减弱、微生物生长开始恢复时投用，但在平皿计数法测定细菌含 量的手段下，很难把握，所以应根据监测结果，及时调整投加频次和投加量。通 常夏季较适宜菌藻的繁殖，此时应增加氧化性杀菌剂 ECH-99 的投加频次和投加 量，以防菌藻繁殖过快而失控，同时还应适时地增加非氧化性杀菌剂（ECH-964 和 ECH-965）的投加频次，才能有效控制循环水系统微生物的生长，防止生物粘
4）在 Program 选项上选择 Transducer,如下图：
8
5）在第四步的基础上进入如下菜单，设置传感器的安装方式为第二种 （Clamp-on）夹套式，传感器的编号，在传感器上有标识。
传感器的安装位置如下：水平管道在 3 点和 9 点位置，在同一侧或是在对侧， 垂直管道要求必须液体从下往上流。
3 优化方案
为了制定针对各个主要换热器的优化运行方案，需要不定期对循环水系统中 各个主要换热器冷却介质和被冷却介质的的运行参数进行跟踪监测，确定各个主 要冷换设备合适的运行指标，从而减少微生物粘泥在设备中沉积的可能性，并防 止结垢、腐蚀等的可能性。
作为 360°服务计划的一部分，上海洗霸公司拟根据循环水系统实际运行状 况，结合进口设备美国 Panametrics 公司的 PT 878 手持式超声波液体流量计， 完成以下优化方案内容：
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泥的大量产生和在局部的积聚。 十月份，检修人员发现在循环水系统工艺煤液化加氢装置的催化剂水冷换热
器发生有物料泄露，拆开换热器后，发现有较多粘泥滞留在换热器内，泄露的油 污会在粘泥表面形成油膜增加微生物的活性，在油污下面的厌氧硫酸盐还原菌能 迅速繁殖，并形成含油的黑色黏泥。
泄露情况图片：
图三：循环水中的油花
9）进入 PATH 参数设置，前面两项不需设置，要设置声程数 Traverses，传感器 间距。
10
10）所有参数设置完成，要按 ENTER 回车键，进行确认，按 F3 键回到测量画面。 11）测量完数据进行记录，进行拆除测量探头，管道及其他设备进行复位。 4.4 数据处理
系统名称： 工段名称： 设备名称： 设备编号：