敞开式净循环水系统最优浓缩倍数的探讨(下)

摘要:运用生命周期成本法分析了首钢京唐钢铁公司某敞开式净循环水系统的生命周期成本。对该系统在运行过程中涉及的各项成本进行量化分析，并且随季节变化而改变系统边界条件，从而得出不同的浓缩倍数的优化结果。关键词:敞开式;净循环水系统;浓缩倍数;生命周期成本敞开式净循环水系统最优浓缩倍数的探讨(下)张建红'，吴礼云"，刘正发'，陈志新‘，徐明5， 李金辉3(1.首钢技术研究院，北京100043; 2. 首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北曹妃甸063200;了.首钢新钢有限责任公司动力厂，北京10041; 4.北京首钢国际工程技术有限公司，北京100043;5.唐山首钢宝业钢铁有限责任公司,北京100041)节(续上期)环1.2.6设备折旧再造附加费2案例分析.保根据循环冷却水设备的构筑物分项的折旧费,首钢京唐钢铁公司某敞开式净循环冷却水系统21除以构筑物原料(钢材. 混凝土等)的单价 得出其的设计规模为13500m2/h,循环冷却给水温度t2 =耗用量，再根据构筑物原料生产时所造成的各类污32C，回水温度t, =42C,冷却温差4t= 10C，染物及其环境价值，计算出设备折旧再造的附加取湿球温度r= 28C。选用水泵三用一备，单泵功费率450kW;采用逆流机械通风冷却塔，共3组6格，EC= z(rIC,"θV)(23)单塔配套轴流风机的电机功率为200kW,其中一台5风机配变频电机，另两台配单速电机:配高效收水式中: ECg-- -设 备折旧再造附加费，万元/季度:器，水飘失串≤0.02%0旁滤率2%，即270m'/h..系统设备折旧费，万元/季度;系统设备的主要材质为碳钢，另有少量为不锈钢和-一设备构筑物材料比( Er= 1);铜，采用以NaClO溶液为主的杀生剂。v ;-- -构筑物原料(钢材.混凝土等)价格，该系统每年运行8000h，夏季和冬季按92天计,万元/t.春秋季各按91天计。补水费用单价为4.6元/m',那么该循环水系统的外部成本就等于以上几种水资源附加费为0.1元/m'，电费单价为0.5元/费用之和，即:kWh;系统排放废水所支付的排污费为0.8元/m',EC= EEC;为了保证系统水质稳定需要加适量的药剂，该系统= EC;+ EC:+EC3+ EC+ EC;+EC,(24)投加缓蚀阻垢剂，药剂的单价为1.8万元/t, 还投该系统的总成本LCC等于内部成本以及外部加杀菌灭藻剂，药剂的单价为0.3万元/t:该系统成本之和，即:.的一次中国煤化工1000万元，按LCC= IC+EC最后根据在不同浓缩倍数条件下，系统总成本(25)15年护主要为钢切加此晓工，啊戚约比N7 : 3，已知钢材HCNMHG年折旧，构筑物的变化，确定最优的浓缩倍数。价格为4500元/t，混凝土价格为300元/t。本系统采用工业新水作补充水，循环冷却表了 不同季节不同浓缩倍数条件下的系统生命周期成本万元水的水质标准执行《工业循环冷却水夏季春秋季冬季处理设计规范》(GB50050-95)。倍数N IC LCC此外，该公司根据补充水水质3.0 549.36 25.65 575.01| 391.96 25.37 417.33 305.88 23.09 328.97特点，要求循环水的硬度不宜大于3.5 527.07 25.05 552.12| 378.48 24.78 403.26 296.68 22.55 319.23700~1000mg/L; Cl不应大于4.513.41 24.75 538.16 369.96 24.48 394.44| 290.49 22.28 312.7606.57 24.90 531.47 | 365.07 24.63 389.70 | 286.62 22.41 309.03400mg/L,即使采用有效的缓蚀剂5.0 507.11 25.20 532.31| 363.79 24.93 388.72| 285.04 22.68 307.72时，Cl也应控制在650mg/L以内。5.513.44 25.65 539.09 | 364.52 25.37 389.89| 284.62 23.09 307.702.1循环冷却水系统生命周期成本计6.0 526.31 26.25 552.56 | 366.31 25.96 392.28 285.35 23.63 308.98算各季节在不同浓缩倍数条件下的生命周期成本00，计算结果如表3所示。由计算结果可以看出:+春秋手50(1)在夏季，当浓缩倍数N = 4.5时，IC最低，而当N =4.0时，EC最低;综合起来，当N = 4.5时，系统的生命周期成本LCC最低，若继续提高2.5 3 3.544.555.566.5节浓缩倍数，企业生命周期成本反而会升高。图2改变循环水量后生命周期成本能(2)在春秋季，当浓缩倍数N= 5.0时，最低:随浓缩倍数的变化情况而当N = 4.0时，最低:综合起来，当N = 5.0时，保系统的生命周期成本LCC最低，若继续提高浓缩倍同样，若取水费由原来的4.6元/m3降到0.5数，企业生命周期成本反而会升高。元/m’，可计算得在夏季当N = 3.5时系统生命周(3) 在冬季，当浓缩倍数N=5.5时,最低;而期成本最优，其余季节N = 4.0最优。不同地区水器|当N=4.0时，最低;综合起来，当N=5.5时，系资源紧缺程度的不同，其浓缩倍数的优化值也不尽统的生命周期成本LCC最低。由于当N= 5.0时，LCC相同。在补充水水质类似的情况下，缺水地区的企增加微小，因此在冬季可以在N = 5.0~5.5之间运行。业由于受水费以及排污费较高等因素的影响，其合2.2结果分析理的浓缩倍数指标也应比丰水地区相对要高。因此通过分析结果，可确定该净循环水系统在各季度各企业可以根据自身水系统的边界条件，由该模型的最优依缩倍数，而系统生命周期成本随浓缩倍数的计算出在各季节不同浓缩倍数下的生命周期成本,变化情况如图1所示。但该依缩倍数并不是一成不变从而确定最优的浓缩倍数指标以指导循环水系统的的。如该钢铁公司另外一个3000m3/ h的敞开式循环优化设计.运行与改造。水系统，通过计算可得出系统生命周期成本夏季在N=4.0最小，春秋季在N =4.5最小，冬季在N=5.3结论与建议.0最小，LCC随浓缩倍数的变化情况如图2所示。合理的浓缩倍数指标对企业的节能降耗具有深.500远的现实意义。确定合理的浓缩倍数指标不仅要考550s0一春秋季虑企业的运行成本还要考虑其所造成的环境影响。4540士手生命周期成本分析法不仅考虑了企业的内部成本也300对涉及环境价值的外部成本进行了分析，建立的水250200，25335445555665系统中国煤化士确定各季节最优的浓缩:条件，模型可得出浓编借数N:CYHCNMHG已知条件下各季节系统生命周期不同的依酒信数优化组，因此该模型具有通用性，针成本随浓缩倍数的变化情况.对各自企业的特定情况稍加修正就可推广使用。■