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煤化工装置循环水质量的影响因素及改善措施赫琳琳

发表时间：2020/6/12 来源：《基层建设》2020年第6期作者：赫琳琳

[导读] 摘要：近年来随着我国煤化工行业的快速发展，目前生产过程中的水资源的综合利用也逐渐成为行业普遍关注的问题之一。

        辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁阜新 123000
        摘要：近年来随着我国煤化工行业的快速发展，目前生产过程中的水资源的综合利用也逐渐成为行业普遍关注的问题之一。立足于现状，首先分析了煤化工生产案例的工况条件，其次对煤化工生产过程循环水节能管控的重要性进行了探讨，并对煤化工生产过程循环水节能管控中存在的问题进行了解析，最后则对煤化工生产过程循环水节能管控的优化策略进行了阐述，希望可以有效提升循环水的管理水平，为我国煤化工行业的健康发展奠定良好的基础。
        关键词：煤化工装置循环水质量；影响因素；改善措施
        引言
        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;四是当pH控制较低、总铁浓度一直超标时，换热器易遭受腐蚀而泄漏，不得不切出检修或停车处理;五是无论循环水温度超标，还是换热器结垢堵塞或腐蚀泄漏，均会造成煤化工装置减负荷运行或中断生产，尤其是停产停车时所造成的经济损失和负面影响更大;六是当循环水系统进行大量置换时，中水回用站和污水处理站可能不堪负担，无法消耗掉如此大量的废水，存在违规直接排放而污染河道、土壤和地下水的风险，故应引起高度重视。
        1煤化工装置循环水质量的影响因素
        1.1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。
        1.2装置设计方面的缺陷
        装置的设计方面存在缺陷是节能控制难以顺利开展的重要原因之一。在系统设计过程中，管道的距离与管径的走向都是影响节能控制水平的因素，装置的水处理量达不到实际生产所需的要求，如果一旦设计完成，后期更改的难度也相对比较大，所以这些问题需要提前通过设计优化的方式予以改善，否则将增加后期节能控制的成本与难度。
        1.3工艺系统泄漏
        工艺系统有机物、酸性或碱性物泄漏，也必然引起循环水水质变化并突然性变浑浊，此时要根据循环水COD、pH值的变化及时采取应急措施，投加酸、碱调节pH值稳定，冲击投加氧化或非氧杀菌剂，避免微生物泛滥生长，加大排污置换水质，同时排查泄漏换热器，采取切换或退出泄漏换热器等措施及时处理，防止进一步污染循环水质。
        2煤化工装置循环水质量影响因素的改善措施
        2.1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。

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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。
        2.2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。
        2.3系统泄漏浊度上升处理措施
        系统泄漏造成循环水浊度上升在煤化工企业中是一种常见现象，换热器运行至一定周期后，极易产生泄漏污染整个循环水系统。泄漏发生时，应立即启动应急处理措施，及时隔离切出泄漏源，增加杀菌、缓蚀药剂投加量，置换水质，有油类物质泄漏时要投加清洗药剂进行系统清洗，避免油类物质污染整个循环系统。
        2.4蒸汽冷凝水回收节水优化方案
        化工装置运行过程中，蒸汽也是至关重要的能源之一。蒸汽在管中流动，随着时间的推移，蒸汽温度下降，加上管道阻力的作用，蒸汽的压力下降，必然会有部分蒸汽冷凝成液体，管道加装排空阀排出凝液，防止出现水击现象。低压汽用量较少或饱和蒸汽降级处理并入低压汽系统时，低压蒸汽容易过剩，为了维持低压汽系统稳定，需采用排空的方法控制低压汽压力。凝液和蒸汽间歇排空，排放量较小，经常被忽视，若采取有效措施对排空的凝液和蒸汽进行回收利用，能够达到一定的节水效果。针对企业现状公用管网存在的蒸汽导淋伴热疏水未回收、冷凝水就地排放等问题，企业可委托专业设计单位根据厂区的实际情况完善冷凝水回收系统，将现状未回收以及就地排放的冷凝水统一回收至凝结水精制系统。企业目前冷凝水用于循环水年补水量为63×104m³。按照“按质用水，高水高用，低水低用”的原则，企业可将该部分循环水补水替换为新鲜水或中水，冷凝水回收至凝结水精制系统，通过系统处理进行深度利用。
        2.5余氯
        ①按规定时间、频次添加氧化性和非氧化性杀菌剂，严格控制循环水中余氯质量浓度(夏季为0.5～0.8mg/L，其它季节为0.3～0.5mg/L)。②循环水吸水池采取冲击式添加非氧化性和氧化性杀菌剂，每隔7d交错添加1次。③按常规，每次添加非氧化性杀菌剂和氧化性杀菌剂，均为一次性加完。当循环水中余氯含量不达标时，应增加氧化性杀菌剂的添加量约20%，尤其是夏季时更应引起高度重视。
        结语
        煤化工装置循环水系统中回水温度过高的因素是多方面的，为了解决其温度过高的问题，需要借助于非氧化杀菌剂、物理清洗以及在线黏泥剥离等多种技术进行处理，最终获得了良好的改造效果。不过，由于冷却水塔本身具有一定的过滤功能，所以很容易导致内壁上出现大量的粘附物，对于冷水塔的换热功能是一个巨大的挑战。通过对上述内容进行分析并提出相应的建议，也希望可以确保煤化工装置循环水温度控制水平，避免对系统形成不利的影响。
        参考文献
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        [2]张高博,于秋海,李平华,张炳辰,樊栓狮.循环水串级利用节能方法研究[J].天然气化工(C1化学与化工),2018,43(05):114-118+130.
        [3]段付岗.煤化工装置循环水温度居高不下的主要原因及对策[J].煤炭加工与综合利用,2018(10):23-26.