石油石化節(jié)能與減排2014年第4卷第3期Energy Conservation and Emission Reduction in Petroleum and Petrochemical Industry減排技術(shù)循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化效果分析高萬(wàn)霞(中國(guó)石化天津分公司水務(wù)部，天津大港300271 )摘要: 從工藝優(yōu)化和設(shè)備改造兩方面人手,最大限度的利用目前裝置已有的設(shè)施，優(yōu)化一、二電站循環(huán)水系統(tǒng)，不僅提高了二循濃縮倍數(shù)，減少了補(bǔ)水量，改善了水質(zhì),在滿(mǎn)足裝置要求的前提下，減少了機(jī)力通風(fēng)塔及循環(huán)水泵的運(yùn)行數(shù)量，達(dá)到了節(jié)水、節(jié)電、節(jié)約循環(huán)水處理藥劑的目的。關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化寶坻水海淡水1簡(jiǎn)介水，由于堿度、硬度較低，因此海淡水具有較強(qiáng)的熱電部- -電站循環(huán)水(簡(jiǎn)稱(chēng)- -循)系統(tǒng)水處理腐蝕性。為降低二循循環(huán)水的腐蝕性，需要向循環(huán)量為27 000 m'h,系統(tǒng)存水量為12 000 m',二電站循水中連續(xù)投加氫氧化鈉。環(huán)水(簡(jiǎn)稱(chēng)二循)系統(tǒng)循環(huán)水處理量為38 000 m'/h, .2.2 采用不同的殺菌劑，二循殺菌劑費(fèi)用偏高系統(tǒng)存水量為20000m’。- -循、二循為各自獨(dú)立的系- -循采用漂白水摻加強(qiáng)氯精作為殺菌劑，二循統(tǒng)，分別有補(bǔ)水、加藥、排污、旁濾等設(shè)施。- -循為殺菌劑采用強(qiáng)氯精摻加二氧化氯。循環(huán)水余氯均控雙曲線(xiàn)型自然通風(fēng)涼水塔，二循為機(jī)力通風(fēng)塔。制在0.1 ~ 0.5 mg/L之間。由于漂白水價(jià)格低廉，因此一電站殺菌劑費(fèi)用較低。2012 年一電站循環(huán)水氧2存在問(wèn)題及原因分析化型殺菌劑費(fèi)用為0.3 分/噸，二電站循環(huán)水處理藥一循為降低寶坻水的結(jié)垢性，采用軟化水補(bǔ)充劑費(fèi)用1.1分/噸。部分寶坻水作為補(bǔ)充水，二循采用海水淡化水作為2.3二循濃縮倍數(shù)偏低補(bǔ)充水。由于海淡水具有較低硬度、堿度，因此具由于- -循補(bǔ)水的高堿度，造成朗格里爾飽和指有較強(qiáng)的腐蝕性;同時(shí)由于氯離子含量較高，制約數(shù)LSI值較高，循環(huán)水結(jié)垢傾向較強(qiáng);二循由于補(bǔ)了二循循環(huán)水運(yùn)行的濃縮倍數(shù)。寶坻水、海淡水水水堿度、硬度較低，使得LSI值較低，腐蝕傾向較質(zhì)詳見(jiàn)表1。強(qiáng)。在一循連續(xù)投加硫酸、二循連續(xù)投加氫氧化鈉2.1采取不 同的補(bǔ)水水質(zhì)，造成酸堿消耗的情況下，一、二電站循環(huán)水LSI值能夠維持在合由于- -循補(bǔ)充水堿度較高，需要連續(xù)投加硫酸格范圍內(nèi)。一、二循運(yùn)行數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。來(lái)降低循環(huán)水堿度，減少結(jié)垢。二循補(bǔ)充水為海淡目前一電站循環(huán)水濃縮倍數(shù)控制指標(biāo)為5~8，二電站循環(huán)水濃縮倍數(shù)為≤4.5，但實(shí)際運(yùn)行表1寶坻水與海淡水對(duì)比 (2013年1- 6月份)中- -循略微偏高，較多在6.5~7.5之間。二循采用指標(biāo)寶坻水(或軟化水)平均值海淡水平均值海淡水作為補(bǔ)充水，海淡水高氯根(平均147 mg/L)、pH7.657.77強(qiáng)腐蝕性的水質(zhì)特性制約了二循循環(huán)水濃縮倍率的總堿度(以CaCO，計(jì))1224.006.74(mg.t")提高，實(shí)際濃縮倍率小于4倍，因此二循需要大量總硬度(以CeCO,計(jì))/寶坻水225,軟化水103二氧化硅/ (mg.L*)14.650.10收稿日期: 2014-01-13氟離子1 (mg.L")130作者簡(jiǎn)介:高萬(wàn)霞, 高級(jí)工程師，學(xué)士。1988 年畢業(yè)于天津大學(xué)分電導(dǎo)率(μS.m*)61550校工業(yè)熱能利用專(zhuān)業(yè)，從事水處理工作多年。- 19-石油石化節(jié)能與減排★2014年第4卷第3期★表2 -、二循運(yùn)行數(shù)據(jù)(2012年1- 6月份)工藝指標(biāo)一循運(yùn)行參數(shù)控制指標(biāo)-循運(yùn)行數(shù)據(jù)二循運(yùn)行參數(shù)控制指標(biāo)二循運(yùn)行數(shù)據(jù)pH8.6-9.28.797.0-9.08.28電導(dǎo)率/(μS. cm*')<4 5003221<5 0002615獨(dú)度/FAU<402440l1正磷/ (mg.L")4~65.064.42堿度/(mg.L")280~ 800471≤600117總硬/(mg.I")60~ 500220≤300190氯離子1(mg.L")<500<850664濃縮倍數(shù)5-86.61≤4.53.88朗格里爾飽和指數(shù)0.5-2.82.210.96的排污，同時(shí)補(bǔ)充大量新鮮水，補(bǔ)新水率較高。蝕影響比較容易控制。通過(guò)上面的水質(zhì)分析，綜合2.4二 循耗電量較大系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行狀況，在自然平衡的pH條件下,一電站循環(huán)水塔為3座自然通風(fēng)式?jīng)鏊\(yùn)投加少量的酸即可控制較高的濃縮倍數(shù)，但考慮到行費(fèi)用較低。由于冬季、夏季運(yùn)行水量相差較大,氯根的影響，濃縮倍數(shù)可以達(dá)到6~7倍。- 循每年的10月份至次年的4月份只運(yùn)行3*自然3.2系統(tǒng)聯(lián)通通風(fēng)式?jīng)鏊磕?- -7月運(yùn)行1"、3"塔，只在利用大修的機(jī)會(huì)，對(duì)一、二電站循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)7-9月份3個(gè)塔全部運(yùn)行。因此全年閑置率較高。行了聯(lián)通、優(yōu)化改造，該項(xiàng)目主要包括兩部分。二電站循環(huán)水塔為8組機(jī)力通風(fēng)塔，由于運(yùn)行補(bǔ)水系統(tǒng)改造:將海淡水與寶坻水( 生水)水量較大，需全年投人運(yùn)行，維持二電站循環(huán)水系直接按照一-定比例進(jìn)行混合后作為一、二循的補(bǔ)充統(tǒng)運(yùn)行需要耗費(fèi)大量的電能。水，進(jìn)入一循給水溝道和二循前池，這樣- -、二循可以有兩處補(bǔ)水點(diǎn)分別或同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水操作。3改進(jìn)措 施及具體實(shí)施過(guò)程循環(huán)水系統(tǒng)聯(lián)通:二循回水部分進(jìn)入一循1"、3.1 制定補(bǔ)水優(yōu)化方案2"塔，經(jīng)1"、2" 塔涼水后作為- -循供水。 加裝連通由表1寶坻水與海淡水指標(biāo)可以看出:將寶坻管將- -循3*塔出水通過(guò)聯(lián)通管進(jìn)入二循前池作為:二水與海淡水混兌后作為兩個(gè)循環(huán)水場(chǎng)的補(bǔ)水，可以循供水，這樣將一、二循聯(lián)通起來(lái)，見(jiàn)圖1。有效地降低一電站循環(huán)水的堿度;降低二循氯離子一、二循的聯(lián)通解決了一循涼水塔閑置,最大含量，提高二循的堿度及濃縮倍數(shù)。減少因- -、二限度的利用一循的雙曲線(xiàn)自然通風(fēng)冷卻塔,減少二循水質(zhì)不合格造成的排污，節(jié)約新鮮水源，同時(shí)可循機(jī)力通風(fēng)塔的上塔水量，減少機(jī)力通風(fēng)塔風(fēng)機(jī)以以減少循環(huán)水加酸、堿的費(fèi)用。及循環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，降低機(jī)力通風(fēng)塔運(yùn)行電耗在經(jīng)過(guò)嚴(yán)格理論計(jì)算的前提下，采用寶坻和機(jī)械維、檢修費(fèi)用。水、海淡水之比為3:7 的混合水補(bǔ)水方案?；旌?.3藥劑優(yōu)化水補(bǔ)水條件下循環(huán)水質(zhì)分析見(jiàn)表3。兩個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)連通后，使用相同的殺菌由表3可知，在6倍的濃縮倍率下，pH為.劑、緩蝕阻垢劑，優(yōu)化藥劑方案，降低了二電站8.88，氣離子為765, LSI為2.54，循環(huán)水結(jié)垢、腐藥劑費(fèi)用。表3混合水補(bǔ)水條件 下循環(huán)水質(zhì)分析表濃縮倍數(shù)pH堿度/(mg.L"1) Ca(mg.L") Mg/ (mg.L") SiO2/ (mg.L")電導(dǎo)率/(uS.cm°) Cr/(mg.L1) LSI1.7.781027757910.323.8.332041551118191383435.0 8.7434025885303189.382.255.8.8137428304323 507012.406.8.830922353 826652.5447636159414464932.78. 20高萬(wàn)霞.循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化效果分析石油石化節(jié)能與減排二循生水補(bǔ)水二循給水1「 二循換熱二循前池循環(huán)水泵甲乙管裝置二循海淡水補(bǔ)水Pf鍋爐排污循甲乙循環(huán)二循回水甲乙管[ 循環(huán)水排污無(wú)閥過(guò)濾器一循生水補(bǔ)水]--循給水循3溝道涼水塔一循海淡水補(bǔ)水H-循換熱2"涼水塔裝置圖1工藝系統(tǒng)流程示意3.4 調(diào)整運(yùn)行方案，取消軟化水制水工藝水，二循可以將濃縮倍數(shù)從小于4.0 倍提高到6.0兩個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)連通后，取消了一循補(bǔ)水的制倍以上，達(dá)到了節(jié)約用水的目的。補(bǔ)水量、排污量水工藝過(guò)程，降低了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。隨濃縮倍數(shù)的變化見(jiàn)表6。由表6可知，濃縮倍數(shù)由4.0 提高至6.0，對(duì)4效果分析于循環(huán)水量為600 00 m2/h的循環(huán)水場(chǎng)，補(bǔ)充水量可.1 指標(biāo)分析減少115 m'/h;二循水系統(tǒng)循環(huán)水量2.1萬(wàn)~3萬(wàn)th,通過(guò)實(shí)際運(yùn)行情況監(jiān)督，循環(huán)水系統(tǒng)防腐蝕、可實(shí)現(xiàn)全年節(jié)水37萬(wàn)t以上。循環(huán)水補(bǔ)水(海淡防沉積情況良好。掛片及監(jiān)視管段的監(jiān)測(cè)情況見(jiàn)表水)單價(jià)5.21元/噸，排污水排放費(fèi)用暫時(shí)忽略不計(jì)，年節(jié)省水費(fèi)約192.8 萬(wàn)元。以上掛片腐蝕監(jiān)測(cè)、監(jiān)視管段的腐蝕粘附速4.2.2優(yōu)化后 電耗明顯降低率、沉積速率監(jiān)測(cè)全部合格，而且指標(biāo)較好。一、二循聯(lián)通后，由于二循回水進(jìn)入一循1"、4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析2*自然通風(fēng)式?jīng)鏊?，有效降低了二電站機(jī)力通風(fēng)4.2.1提高濃縮倍數(shù)， 減少了補(bǔ)水量塔的上塔水量，減少了機(jī)力通風(fēng)塔及循環(huán)水泵的運(yùn)一、二循聯(lián)通優(yōu)化后采用混合水做循環(huán)水補(bǔ)行數(shù)量。詳見(jiàn)表7。表4掛片腐蝕速率情況統(tǒng)計(jì)熱電一循熱電二循掛片碳鋼掛片不銹鋼掛片備注時(shí)間(≤0.075 mm/a )(≤0.005 mm/a )2012- -100.000 930.000 660.014 800.000 00小于指標(biāo)2012-110.008 800.000 630.014 000.000 442012-120.007 300.000 350.009 900.000 59表5監(jiān)視管段粘附速率、沉積速率統(tǒng)計(jì)監(jiān)視管段平均腐蝕速率平均粘附速率!(≤15mcm)(≤15 mcm)012-100.000 583.530.0728.450.000 155.290.0475.580.000 181.390.0534.94小于指標(biāo).-21-石油石化節(jié)能與減排★2014年第4卷第3期★表6補(bǔ)水量、排污量隨濃縮倍數(shù)的變化每臺(tái)風(fēng)機(jī)功率為200kW,循環(huán)水泵功率1 170kW,濃縮倍數(shù)補(bǔ)充水量/(m2.h") 排污水量/(m°.h')2012年10- -12月份風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵的耗電量減少312964324521 600kW .h,電的單價(jià)按0.43元/ (kW●h)41152計(jì)算，節(jié)約電費(fèi)194.43 萬(wàn)元。-年節(jié)約電費(fèi)388.86510802166103773萬(wàn)元(保守估算全年只計(jì)算二個(gè)季度，其它季度與注: 擁環(huán)量6000m/h,溫差10C.蒸發(fā)系數(shù)08.往年持平)。表7風(fēng)機(jī)及循環(huán)水 泵運(yùn)行對(duì)照表改造前二電站運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)量/臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行數(shù)量/臺(tái)改造后2011-102012-102011-112012-112011-1202012- 124.2.3酸堿藥 劑消耗量明顯減少萬(wàn)t,節(jié)水192.8萬(wàn)元、節(jié)電388.86萬(wàn)元、降低制軟2011年- -循酸耗為150t，一、二循優(yōu)化后每化水成本253.2 萬(wàn)元，節(jié)省藥劑費(fèi)用36.73萬(wàn)元，月消耗800 kg。硫酸單價(jià)1 368元/噸。2011年堿耗減少樹(shù)脂費(fèi)用3.9萬(wàn)元。每年共計(jì)達(dá)800萬(wàn)元以160t,一、二電循聯(lián)通后取消了堿量的消耗，堿的上，減除項(xiàng)目總投資400萬(wàn)元，半年時(shí)間即可收回單價(jià)1 095元/噸。因此酸的消耗費(fèi)用減少: ( 150-成本，節(jié)能減排效果顯著。0.8x12) x1 368=19.21 (萬(wàn)元/年) ;堿消耗費(fèi)用減少: 160x1 095=17.52 (萬(wàn)元/年)。因此酸堿費(fèi)用5結(jié)語(yǔ)減少合計(jì)36.73萬(wàn)元年。循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造后，提高了二循濃縮倍4.2.4節(jié)省了 軟化水的處理費(fèi)用數(shù)，同時(shí)降低寶坻水軟化成本;在滿(mǎn)足裝置需求的優(yōu)化前- -循采用寶坻水軟化后做為補(bǔ)水，一循前提下，不僅提升了水質(zhì)，而且達(dá)到了節(jié)能減排的用于制取軟化水的各種費(fèi)用(食鹽、人工成本、自目的，取得了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的雙豐收。用水耗、機(jī)泵耗電等)噸水成本為8.55元，寶坻水(生水)為6.44元/噸，每年需要制備軟化水120參考文南萬(wàn)噸，因此每年可以減少制水成本:[1] 周本省. 《工業(yè)水處理技術(shù)》[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，( 8.55-6.44) *120=253.2 (萬(wàn)元年)。2009: 34- -36.同時(shí)減少了補(bǔ)充樹(shù)脂的費(fèi)用，每年需要有[2] 金熙， 項(xiàng)成林，齊冬子.《工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答》[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2010: 268 -269.5%~10%的樹(shù)脂補(bǔ)充量，8臺(tái)軟化器每年需要補(bǔ)[3] 高秀山. 《火電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水處理》[M].北京:中國(guó)電力出充樹(shù)脂約6t,以6 500元/噸計(jì)算，每年補(bǔ)充樹(shù)脂費(fèi)版社，2007: 17-18.用節(jié)省3.9萬(wàn)元。4] 周柏青,陳志和.《熱力發(fā)電廠(chǎng)水處理》[M].北京:水利電綜上所述，該系統(tǒng)改造后每年減少補(bǔ)水量37力出版社，2009: 461-463.Analysis on Optimization Effect of Circulating Water SystemGao Wanxia( SINOPEC Tianjin Company Water Department, Dagang Tianjin 300271, China)Abstract: With maximum optimization and renovation of existing facilities, the circulating water systems inpower plant I and II are retrofitted, resulting in higher concentration multiple of secondary circulating water, loweradditional water amount, improved water quality, and reduced operations of mechanical ventilation towers and cir-culating water pumps, all while meeting the plants' requirements. The aim of saving water, electricity and circulat-ing water treatment chemicals is achieved.Key words: circulating water; system optimization; Baodi groundwater; fresh water-22-