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【技术文献】降低焦化厂新水消耗的措施

冶金焦化999资讯2021-11-28 06:49:46


降低焦化厂新水消耗的措施
胡新亮 刘亮
1 背景
        一般焦化厂供水分为生产水、生活水、中温循环水和低温循环水,各种供水都是独立的。中低温循环水是经过杀菌、灭菌及阻垢、缓蚀处理的化工单元冷却水。生产水和生活水统称为新水,新水经过软化除氧后,经锅炉产生蒸汽。
        原先济钢整个焦化厂的水系统为敞开式,生活水、生产水一次应用后外排;中低温循环水系的排污水直接外排;蒸汽用于加热后变为蒸汽冷凝水,直接外排或进入化工污水。水的利用率低,系统水耗高,2013 年平均消耗新水312t/h 左右。
        本文通过查找、分析济钢焦化厂循环水系统运行中存在的问题,并对各个不合理用水点、落后水处理技术的改进,实现了对循环水系统的高效管理和稳定控制,降低了新水消耗。
2 循环水系统及存在问题
2.1 工艺流程
        中温循环水经循环水泵加压后,供给初冷器一段、鼓风机、终冷、蒸氨、贫油冷却器、溶脱冷却器、湿熄焦,回水经凉水架冷却后循环使用。低温水经低温水泵加压后,供给初冷二段、蒸氨、脱苯、终冷、贫油换热器、提盐等工段,温度升高后经凉水架或制冷机(夏季)冷却后循环使用。循环水经泵加压后送往制冷机吸收器和冷凝器,温度升高后上凉水架冷却后再使用。这三股水均为重复利用,为防止对设备及管道的腐蚀结垢,均采用有机磷配方的缓蚀阻垢剂和优氯净、1227 等水质稳定药剂进行水质稳定处理,达到缓蚀、阻垢和杀菌灭藻的目的。
2.2 新水消耗情况
        济钢焦化厂有三个循环水系统,为7 座焦炉配套的化产回收系统和4 座球团竖炉供应循环冷却水。
        新水消耗主要是冷却过程中的蒸发损失量以及排污量,蒸发损失量不可避免,但是可以通过降低排污量来进一步降低补水量。
2.3 循环水系统运行及水质控制情况
       目前,焦化厂循环水系统的工艺操作由其供排水车间岗位人员负责,为降低生产成本,循环水水质处理部分采用外包形式,即系统水质处理和每天的水质检测由专业水处理公司实施,同时焦化厂化验车间每天进行监督检测的运行模式。
        但是,由于外包方加药不易控制、补水水质差、系统旁滤设施不完善等原因,水质控制一直不太理想。循环水浊度和电导率波动比较明显,浊度多次出现超标现象,此外低浓缩倍数下的浊度也存在超标。
       原先为改善循环水系统水质,采用了传统的化学药剂处理法,导致系统排污水中含有高剂量的化学药剂,给排污水回用带来较大困难,且对环境造成二次污染。
        通过对焦化厂所有用水、蒸汽及循环水管网的普查和分析发现,焦化厂水资源综合利用率偏低,虽然部分排污水被其他单位使用,但仍然有大量排污水外排。
3 改进措施
3.1 建立循环水串补一串排模式
       原先济钢焦化厂中低温循环水系统采用单补一单排模式,即中低温水分别是单独补水、独立排污,系统补水量较大,且排污在凉水架或制冷机后。一方面,水耗大,造成资源浪费;另一方面,冷却后的水直接排污造成能源浪费。为改善这种状况并降低水耗,将原有模式改造成循环水串补一串排模式。
        对循环水水质的统计分析如表1 所示。分析发现,低温水的各种水质指标优于中温水(但劣于补水),因为低温水自身是一个闭环系统,水与大气不接触,水质恶化程度低于中温水。
      因此,可将低温水排污水用作中温水补水,即只进行低温水补水,将低温水排污水补入中温水,由中温水实现最终排污。改进后中低温循环水工艺见图1。
       新水一低温水一中温水一排污水串补-串排模式的建立,实现了排污水的梯级利用,降低了水耗;由中低温水出水排污改为回水排污,减轻了凉水架和制冷机负荷,降低了排污水能量的浪费;低温水作为中温水补水,有利于降低中温水温度,进一步降低凉水架负荷,为生产提供了可靠保障。
3.2 建立新水一低温水-中温水-生产水的串级利用模式
       焦化厂三套循环水系统总循环量为21000m3/h,平均排污量为430-450m3/h,由于循环水污染很小,一般将循环水直接排入外排水沟,送公司污水处理厂处理,造成水资源的浪费。
3.2.1 分析循环水外排水水质
       为了掌握各个循环水系统的水质以及运行情况,济钢焦化厂先后多次对各系统循环水外排水水质进行取样,并与各系统水质对比分析,监测结果见表2。从表2 可以看出,中温循环水的水质与补水相比存在一定差别,各项指标均有不同程度的升高,各项指标都符合工业循环水要求,且水中含有杀菌灭藻阻垢防腐剂,水质较稳定,可以考虑在水质要求不高的地方再利用。
3.2.2 循环水外排水再利用方式的确定
        生产用水,用于焦炉上升管水封、干熄炉水封和干熄焦除尘,主要起密封、加湿的作用,水或蒸发或混入焦灰中,是一次性的单向流动模式,对水质无要求,完全可利用循环水排污水代替。
3.2.3 循环水外排水再利用改造
       ①建立循环水外排水池,将循环水外排水收集于循环水池;
       ②铺设管线,构建独立的中水管网,将三个系统所有的循环水排污水集中引入中水管网;
       ③安装中水泵,将泵出口与生产水泵出口相连,实现中水与生产水双路供应,即当中水系统水量可满足生产时,由中水为焦炉、干熄焦提供生产用水;当中水系统水量不能满足生产时,由原生产系统供水;实现循环水外排水回收利用。
       实施改造后,形成了新水-低温水-中温水-生产用水的梯级利用模式,提高了水资源利用率,降低了水消耗。
3.3 完善闭路循环水系统
       低温循环水一般是闭路系统。但1-5 号焦炉煤气鼓风机改造后,鼓风机循环油冷却水较原风机增加冷却水量15m3/h,由于冷却工艺及输送泵动力不足,使约15m3/h 的冷却水回水排入地下池而成为生产污水,在闭路循环冷却水系统形成了开口,增加了水耗和污水量。
3.3.1 改进油冷水泵及工艺
       首先通过理论计算和现场实际摸索鼓风机油冷水系统的平衡水量,重新选择油冷水泵(管道泵),通过液位平衡阀控制冷却水槽液位和回水量,实现冷却水系平衡。
3.3.2 增加油冷器备用冷却水
       为实现冷却水系统的稳定供给,改造时增加了消防水作为备用冷却水管线,在低温水温度偏高或压力偏低时,可切换至消防水对循环油进行冷却,提高了系统安全性、稳定性。
3.3.3 增加冷却水槽液位计
       考虑到新管道泵运行中冷却水平衡量的不稳定会导致掉泵或冷却水槽溢流,在循环水槽顶部增加液位计,可根据运行的风机组合情况,及时观察液位变化,通过调节泵出口至入口液位平衡阀来平衡冷却水量。
      改造后的工艺(见图2)恢复了循环冷却水的闭路循环,回收循环水15m3/h,减少了废水产生量及其处理费用。
4 改进效果
        通过采用以上改进措施,2014 年济钢焦化厂的平均新水消耗量为207t/h(见表3),既实现了明显降低新水消耗的目的,又保证了水质符合工艺要求,很好地完成了预定的新水消耗指标。

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