辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 辽宁省阜新市 123000
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，循环水系统节能控制，是化工生产技术综合控制的代表形式。为此，文章在宏观和微观阐述技术调控原因的基础上，通过温度调控、热源转换等方面，探索煤化工生产过程中循环水系统的节能控制要点，以达到相应的技术条件，提升化工生产资源利用率的目的。
关键词：煤化工生产；循环水系统；节能控制
引言
当煤化工装置的循环水质量出现问题后，不仅直接影响循环水站和循环水系统的正常运行，而且对整个煤化工装置的安全、稳定运行影响较大。主要表现在以下几个方面：一是水质出现问题后，最有效的调整措施就是增大新鲜水补充量，对循环水系统进行置换，势必增加水资源的浪费和消耗；二是因换热器泄漏而滋生大量生物黏泥后，易堵塞凉水塔填料通道，会造成循环水冷却效果变差，水温升高或超标，不利于煤化工装置的平稳运行；三是无论pH升高，碱度增大，还是浊度超标，水质变浑，均会造成换热器或析出结晶而结垢，或淤积污泥而堵塞，最终影响换热器的热交换效果和效率。
1煤化工装置循环水质量的影响因素
1.1pH
pH是控制循环水酸碱度的关键指标。循环水站正常运行时，pH指标的控制范围为8.0-9.2。当pH大于9.2时，易在换热器内析出白色的碳酸钙和碳酸镁结晶，尤其是循环水在换热器管程流通时，随着结垢物厚度的增加，可影响热交换效果，起不到冷却降温作用。最终可能堵塞换热器，而影响工艺装置的正常运行，甚至导致停车处理。当pH小于8.0时，尽管循环水显中性，但已经具有一定的腐蚀性，因为其中含有大量的酸性介质，譬如SO2－4、Cl－、S2－、ClO－2、PO3－4和CO2－3等。在大量酸性介质存在的前提下，只有在弱碱性的环境中，方可消除循环水的腐蚀性。换热器一旦遭受腐蚀，随后表现出来的问题就是泄漏。无论是循环水漏入工艺介质中，还是工艺介质漏入循环水中，均会给煤化工生产造成不良影响，会导致系统停车、停产。
1.2总铁质量浓度
总铁质量浓度是衡量循环水腐蚀程度的主要指标，其控制限值为不大于1.0mg/L。当总铁质量浓度大于1.0mg/L时，说明换热器等设备管道正在遭受严重腐蚀，应立即调整pH，向指标上限靠拢。即使pH在指标控制范围之内，也应向上调整。当然，也并非总铁质量浓度越低越好，否则换热器可能会出现结垢堵塞现象。因此，应优化循环水中总铁质量浓度指标的控制范围，平衡好腐蚀和结垢二者之间的关系，保持换热器长周期、安全平稳运行。
1.3浊度
浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。循环水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、细微的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。循环水浊度不仅与水中悬浮物质的浓度有关，而且与其大小、形状及折射系数等有关。循环水浊度的指标限值为不大于10NTU，其浊度越高，说明水质越差。循环水系统正常运行过程中，当换热器内的工艺介质（尤其是各类污水）漏入循环水中，向循环水系统冲击性投加杀菌剂或剥泥剂后，被杀死的细菌和剥落的泥巴进入水中，另外，起风扬尘和风沙泥土也会带入凉水塔池、设备润滑油类漏入后与水形成乳浊液、凉水塔塑料填料老化碎化粉化、旁滤器（又称可逆变式过滤器）未全部开启或过滤效果不佳等，均会引起循环水浊度升高。
1.4电导率
循环水电导率高低主要取决于循环水中所含可溶盐的浓度，或其它会分解为电解质的化学杂质，其中包括了循环水自身带来并富集的含盐、含离子类所添加的药剂对电导率的影响，诸如自身带来的有Cl－、所添加的药剂中有硫酸、次氯酸钠和磷酸盐等。其它影响循环水电导率的主要因素是换热器所泄漏的工艺介质进入循环水中，如甲醇、氨氮、H2S等。循环水越纯净，电导率越低。在煤化工生产中，循环水电导率的指标限值为不大于3000μs/cm。
1.5循环系统与废水处理系统的矛盾
随着企业循环系统建设水平的提升，目前煤化工生产过程循环水节能管控中又需要面对一个新的现实的问题，那就是废水处理的问题。实际上，根据基本的废水排放原理来看，过去虽然废水的排放总量与现在相差不大，但是由于溶质与溶剂的比例不高，所以很容易通过国家对于污水排放量的检测标准。但是，通过应用循环水系统之后，大量的回用水通过循环系统回流，而剩余下来的部分浓度会增加。也就是说，溶质虽然没有多少变化，但是由于浓度增加，无法通过国家的污水排放技术标准。
因此，循环系统与废水处理系统的建设必须同步进行，把污水进行统一处理达到排放要求，否则就会出现矛盾。
2改善循环水质量的调控措施
2.1pH
（1）调整pH最有效的手段就是在循环水中添加硫酸。正常情况下，循环水流量为37000m3/h，硫酸添加量20-40L/h即可控制pH在8.0-9.2之间。（2）所采取的具体措施是经计量槽计量后，由硫酸泵连续、稳定地添加在吸水池内。冬季使用93%硫酸，其它季度使用98%硫酸，以防设备管道冻结而影响输送和添加。（3）硫酸属于危险化学品和易制毒化学品，储存、经营、运输和使用时，必须在当地县级公安部门报批和备案，故应提前做好储备工作，以防节假日供给不足而中断添加。（4）该公司原硫酸储罐实施了扩容改造，容量扩大至8倍，以减少罐车运输频次，提高库存的安全性。（5）当硫酸泵及管道出现泄漏和故障而不能正常添加硫酸时，应采取临时措施，譬如在吸水池上所架设的方形塑料槽（1000mm×1000mm×1000mm）内注满硫酸，再通过控制旋塞阀添加至吸水池内。
2.2总铁质量浓度
（1）即使循环水pH控制在8.0-9.2，总铁质量浓度指标也可能存在超标现象，这就要求摸索出最优化的pH控制范围，以保证总铁质量浓度达标。（2）该公司循环水pH控制在8.5-8.7，总铁质量浓度指标即可保持在0.2-0.4mg/L，这也是换热器既不腐蚀，又不结垢的最为理想的运行状态。（3）总铁质量浓度指标并非控制得越低越好，因为长时间趋近0时，则换热器就可能出现结垢堵塞现象，而影响煤化工装置的正常运行。
2.3浊度
（1）部分或全部开启循环水站配套安装的旁滤器，并保持正常运行，这是防范循环水浊度超标的主要调整措施。（2）该公司正常工况下，旁滤器为1组4台同时开启，另外1组4台备用，即可保证循环水浊度达标；当浊度超标后，同时投运2套8台旁滤器，可满足循环水除污降浊的要求。（3）细化旁滤器的运行管理和考核，定时、定点、定人按程序进行反洗。（4）加强旁滤器的维护保养，保持搅拌器完好运行，及时更换老化、硬化和碎化的纤维球，以降低浊度，改善水质。（5）降低浊度的辅助措施是大量补充新鲜水或中水站的回用水，对系统循环水进行全面置换是旁滤器过滤效果不佳时最有效的降浊措施。（6）杜绝换热器泄漏、消除设备漏油、减少或抑制厂区扬尘、更换凉水塔老化碎化粉化的塑料填料等，以保持循环水浊度常态化达标。
2.4循环水监测
循环水监测主要是做好温度的监测工作。以被冷却的介质温度作为基本依据，判断好设计温度与实际需要的关系。在使用过程中避免出现循环水的整体使用量减少的问题，必须要满足产品与原料的实际使用要求，在生产的过程中则需要做好循环水的投入，在确保冷却工艺基础上提升循环水的投入，在保证冷却工艺的条件下，温度与设计温度相适应。
2.5循环水泵优化处理
循环水泵作为整个循环水系统的核心，对其进行技术优化是煤化工生产过程循环水节能管控的基本途径之一。一般来说，可以通过循环水系统叶轮的边缘切削的方式来满足运行的实际要求。通过适当的切削，能够降低扬程与流量，同时实现出口压力的调整，这样一来，电流也可以有效降低。根据实际的优化处理结果来看，每年如果运行 300 天，出水压力控制在 0.45Mpa，每年就可以节约数十万元的成本，经济效益十分显著。该技术能够有效针对企业在煤化工生产过程循环水节能设备的选择过程中没有用心挑选而选择了技术不成熟的设备的情况。
结语
综上所述，煤化工生产过程中循环水系统的节能控制，是社会生产技术实践中调控的理论归纳。在此基础上，本文通过循环水系统温度勘测、水循环转换环节节能控制、加强数字化循环调控、勘测水循环体系介质条件，把握循环水系统的节能控制要点。因此，文章研究结果，将为化工生产技术创新提供新思路。
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