慶陽石化公司凝水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、慶陽石化公司凝水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：摘要：本文簡要介紹其蒸汽（工藝用汽和采暖、伴熱用汽）凝結(jié)水回收、處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是回收設(shè)備的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，回收方案的擬定。節(jié)能分析通過成本核算強(qiáng)調(diào)了在蒸汽系統(tǒng)中冷凝水回收，效益是十分可觀的。 關(guān)鍵詞：回收泵 疏水閥 蒸汽泄漏  1概況慶陽石化公司是隨長慶油田開發(fā)而興建的小型石油化工企業(yè)，該公司建廠時由于規(guī)模相對較小，設(shè)計(jì)的蒸汽系統(tǒng)沒有考慮凝結(jié)水的回收，隨著公司的發(fā)展，建筑面積的增多，水源的日益緊張，以及人們環(huán)保、節(jié)水、節(jié)能意識的提高，要求盡快對全廠凝水系統(tǒng)進(jìn)行回收改造。全廠凝水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍包括以下三部分： 凝結(jié)水回收泵站系統(tǒng)。 管道系統(tǒng)。

2、各凝結(jié)水回收泵站到鍋爐冷凝水儲存水箱的管道布置。 鍋爐房內(nèi)冷凝水儲水箱系統(tǒng)。包括冷凝水箱接管系統(tǒng)布置保溫等。2回收設(shè)備技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較本工程難點(diǎn)在于各裝置內(nèi)所用蒸汽管線小而數(shù)量多，因此宜在各裝置內(nèi)布置凝結(jié)水回收設(shè)備，特別是常壓、催化、聚丙烯三大車間對設(shè)備的安全性，可靠性要求較高，這就要求凝水回收設(shè)備安全，可靠，運(yùn)行簡便，穩(wěn)定。改造后要體現(xiàn)出節(jié)水、節(jié)能的特點(diǎn)。同時，擬定方案時要考慮到本工程用蒸汽作動力源比用電方便，設(shè)備占地要少，要求易于施工等因素。2.1 回收設(shè)備技術(shù)分析長期以來，由于蒸汽疏水設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)或由于選型不當(dāng)，疏水閥安裝上之后，不是疏水不暢，就是跑冒滴漏嚴(yán)重，成為企業(yè)的文明生產(chǎn)的嚴(yán)重隱患

3、。不僅如此，在冷凝水回收系統(tǒng)中，還可能由于一些低質(zhì)量的疏水閥有很高的泄漏率，往往會造成冷凝水回水管線壓力過高，影響其它疏水閥的正常工作，造成凝結(jié)水不能回收，甚至影響生產(chǎn)，導(dǎo)致更大的能源浪費(fèi)?？梢娬羝芫W(wǎng)系統(tǒng)中，解決了疏水閥和凝結(jié)水回收裝置等設(shè)備質(zhì)量問題，就等于抓住了解決問題的關(guān)鍵。阿姆斯壯國際公司是世界著名的蒸汽管網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)商，它的發(fā)展至今已經(jīng)有近百年的歷史。在不斷的更新和適應(yīng)市場的過程中，形成了其獨(dú)到的的產(chǎn)品性能：加工精密，設(shè)計(jì)合理，蒸汽泄漏率低（ 3），運(yùn)行可靠。下面就其疏水閥和凝結(jié)水回收裝置的技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)與國內(nèi)產(chǎn)品做一比較目前廠家所普遍采用的熱靜力型疏水閥，不能達(dá)到溫度要求，因此只能排

4、放掉一部分蒸汽。這樣不但浪費(fèi)了大量蒸汽，而且使得罐區(qū)周圍一年四季都是蒸汽籠罩，特別是冬季，泄漏的蒸汽更多。這不僅浪費(fèi)了能源，同時也造成了環(huán)境污染。是與當(dāng)今文明生產(chǎn)的要求很不協(xié)調(diào)的。倒置桶型型疏水器是美國阿姆斯壯公司專利產(chǎn)品，其特點(diǎn)具有耐磨損，耐腐蝕，耐水擊特性；在背壓時也可正常工作；能夠連續(xù)排放空氣和二氧化碳；運(yùn)行工作可靠，免除污物的困擾；無蒸汽損失蒸汽泄露率3遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5%的允許泄露率；獨(dú)特的自我清洗作用。 原理：根據(jù)蒸汽和水比重不同進(jìn)行工作。工作壓力：0- 18.6Mpa, 最高溫度：538，排量：0- 9072Kg/h；材質(zhì)：內(nèi)件不銹鋼，閥體鑄鐵，不銹鋼，鍛鋼，鍛鋼。阿姆斯壯凝結(jié)水自動泵是

5、專門為高溫凝結(jié)水的加壓回收所設(shè)計(jì)。適用場合：適用常壓或帶壓（真空0.7Mpa）高溫?zé)崴淖詣蛹訅罕?，狹窄的場地，真空疏水。特點(diǎn)：無汽蝕，無土建，無維修，無配電，無密封損壞和泄漏。設(shè)備性能比較見表1表1 阿姆斯壯凝結(jié)水自動回收泵與普通泵比較特性Armstrong凝結(jié)水自動回收機(jī)組其他類型回收裝置動力源蒸氣電耗能低高安裝簡單,只需管工一種專業(yè),無土建即需管工又需電工且需建造泵房維護(hù)設(shè)備采用自動工作,無需專人維護(hù)需要專人定期維護(hù)及清洗儲罐壽命連續(xù)使用可達(dá)6年以上因汽蝕造成一般使用壽命為12年備件無需配置額外配置備用泵、葉片及軸封控制形式設(shè)備本體實(shí)現(xiàn)自動控制需專門自控系統(tǒng)操作,結(jié)構(gòu)復(fù)雜不可靠使用效果無

6、蒸汽及冷凝水泄露因汽蝕造成漏汽跑水可靠性與工廠蒸汽源同步若停電,不能工作,造成冷凝水溢流故障處理可不停機(jī)更換機(jī)件必須停汽停電停工更換經(jīng)過設(shè)備性能比較后，選用了阿姆斯壯公司生產(chǎn)的凝水自動泵（雙泵）和疏水閥。根據(jù)裝置分布及冷凝液排量設(shè)立泵站。各泵站技術(shù)參數(shù)見表2表2 各泵站技術(shù)參數(shù)回水泵站編號凝結(jié)水量(kg/h)蒸汽壓力(Mpa)自動泵型號背壓(Mpa)單臺流量×臺數(shù)(kg/h)備注1#(異構(gòu)化)13200.85PT-2040.3871×2室外布置2#(常壓)21800.85PT-2060.31134×2室外布置3#(催化)55000.85PT-3080.34264&

7、#215;2室外布置4#(聚丙烯)120000.85PT-5160.314494×1室外布置5#(球罐)6000.85PT-2040.3871×1室外布置6#(罐區(qū))11000.85PT-2060.31134×1室外布置7#（動力）      7#(重整加氫)65000.85PT-3040.34264×2預(yù)留8#(新球罐)6000.85PT-2040.3871×1預(yù)留9#(新罐區(qū))2000.85PT-2040.3871×1預(yù)留3、除油除鐵設(shè)備技術(shù)比較凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，除油、除

8、鐵系統(tǒng)是非常重要的組成部分，也是技術(shù)含量及精度要求最高的部分，如果回收的凝結(jié)水含油、含鐵量超過鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，就會造成整個回收利用前功盡棄。為了實(shí)現(xiàn)冷凝水合理利用，改善冷凝水水質(zhì)，首先必須采用先進(jìn)的高效率、高精度冷凝水除油工藝。由大連多幫科技商務(wù)有限公司開發(fā)的HY系列油水自動分離、分別回收裝置，運(yùn)用“阻截除油”新理念，獲得兩項(xiàng)國家專利技術(shù)及一項(xiàng)專有技術(shù)，除原油和瀝青外，對其它油類及脂類均有高效、高精度的油（脂）水分離功能，根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)情況及用戶的需要，油水分離的精度可以達(dá)到20、10、5、0.5、0.3、0.1/L。進(jìn)入裝置的待處理含油水的水溫可以達(dá)到80以上，其容忍含油量可以達(dá)到500/

9、L，短時間可耐1000/L的沖擊。該裝置已在國內(nèi)多家大型石化企業(yè)獲得成功的應(yīng)用，取得了十分明顯的效益。根據(jù)多年來HY系列阻截除油裝置在石化企業(yè)冷凝水除油項(xiàng)目上的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對于公司冷凝水除油項(xiàng)目，該裝置是完全適用的。3.1、“阻截除油”技術(shù)工藝原理及流程簡介“阻截除油”是一種完全不同于吸附的全新的油水分離技術(shù)，它利用獨(dú)特的HK纖維構(gòu)成一種膜材料HK阻截膜來實(shí)現(xiàn)對水中憎水性分散質(zhì)的分離。當(dāng)HK阻截膜浸沒于水中后，膜的HK纖維就會與水發(fā)生水合反應(yīng)，從而在纖維表面形成一層均勻、致密、牢固的結(jié)合水膜，這時它就體現(xiàn)出極強(qiáng)的憎油特性。HK阻截膜中的HK纖維密度足以使成膜纖維上的結(jié)合水膜相互重疊，這樣該膜

10、就形成了以HK纖維為骨架，結(jié)合水為組織的一個有機(jī)整體。當(dāng)含油的水要透過這張活化了的HK阻截膜時，給水以適當(dāng)?shù)膲毫?，來水?cè)的水分子即可與膜內(nèi)水分子發(fā)生置換透過，而油等憎水性分散質(zhì)則不能與膜內(nèi)水分子發(fā)生置換被選擇性的阻截，從而成功地實(shí)現(xiàn)了油水分離，這種效應(yīng)被定義為動態(tài)選擇阻透膜效應(yīng)，從現(xiàn)象上看，這是一種在一定條件下實(shí)現(xiàn)用水來濾水的水處理工藝。由于HK阻截膜的成膜纖維被結(jié)合在其上的水所嚴(yán)密覆裹，在工作過程中被阻擋下來的油粒不能吸附到HK膜上造成污染，只能存留在膜外表面，隨著存留在膜外表面油粒的不斷增加，油粒相互間發(fā)生碰撞凝聚而逐步形成油粒在浮力作用下浮升，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)了油水分離的目標(biāo)。HY系列

11、阻截油水分離裝置就是根據(jù)“阻截”除油新理念利用專利的HK阻截膜設(shè)計(jì)制造出來的高效率除油設(shè)備。用不同精度等級的HK阻截膜制成相應(yīng)的阻截除油單元，來分離水中不同分散程度的油類物資，根據(jù)用戶的具體除油精度要示，合理組合，分級處理，組成合適的油水分離系統(tǒng)裝置。按照公司冷凝水除油回收的要求，采用HY20BR-X-型冷凝水油水分離系統(tǒng)裝置，即可實(shí)現(xiàn)含油冷凝水高效除油、優(yōu)質(zhì)回收的目的。該型油水分離系統(tǒng)裝置由四罐串聯(lián)組成：第一級為抗御緩解事故沖擊用屏障工藝段，該罐主要用來做大油量泄漏時的預(yù)屏障緩沖負(fù)荷的作用，同時可濾除冷凝水中的懸浮物，對后繼處理段起保護(hù)作用，內(nèi)裝填料長效、可再生。第二級為富集阻截工藝段，用來

12、去除水中的懸浮油和較大顆粒的乳化分散油粒。第三級為復(fù)合阻截工藝段，用來分離水中的乳化油。第四級為掃描捕集及終端禁油工藝段，在此罐內(nèi)水中高度分散的油份（化學(xué)溶解擴(kuò)散）被捕集、凝聚后由高精度阻截膜單元分離去除，從而確保出水含油量小于0.5mg/L。具體工藝流程詳見后附圖。 3.2、技術(shù)特點(diǎn)HY30BR-X-型冷凝水除油裝置除油過程是一個純物理過程，無需任何藥劑，除油后，可以很好地保持冷凝水水質(zhì)。在國內(nèi)多家特大型石化企業(yè)工業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐證明，該種裝置具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，進(jìn)水含油量在較大幅度范圍內(nèi)（01000 mg/L）波動時均能保持出水含油量在指標(biāo)范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)冷凝水的基本全額回收，

13、無需高油量時排放。全周期內(nèi)無反洗，再生操作，運(yùn)行管理十分簡便，無需專門設(shè)崗，可實(shí)現(xiàn)無人崗位操作?？梢栽谳^高的水溫條件下運(yùn)行（5880 ），從而可以保持一定的耗能。能耗、物耗水平極低，該系統(tǒng)裝置運(yùn)行中的唯一能耗僅是一般的水泵耗電，運(yùn)行中不產(chǎn)生任何水耗、藥耗。3.3、阻截除油技術(shù)與傳統(tǒng)油水分離技術(shù)的區(qū)別1、具有很高的除油精度和長周期運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠。2、對來水含油量的要求不苛刻。3、設(shè)備運(yùn)行期間，無需反沖洗，也無需添加任何藥劑，操作極為簡單。4、具有極高的回收效率5、徹底實(shí)現(xiàn)油水分離，分離出的油可回收。6、可對除油裝置的精度做量化設(shè)計(jì)控制7、高溫運(yùn)行、節(jié)能效果良好8、具有自動排除油污染事故的自我凈

14、化能力9、運(yùn)行費(fèi)用低，投資回收期短。4、凝水回收設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性比較4.1節(jié)水分析回收的凝結(jié)水總量為所有泵站的凝結(jié)水量，具體為：1320+2180+5500+12000+600+1100+6500+600+200=30000(kg/h)=30.00(噸/h)每年按照運(yùn)行三個月計(jì)算（冬季用量）：3*30*24*30.00=64800(噸/年)夏季冷凝水回收量9*30*24*10=64800(噸/年)全年總計(jì)回收量 64800+64800=129600(噸/年)=12.96(萬噸/年)可見，對全廠凝水系統(tǒng)進(jìn)行回收改造后，每年可以節(jié)約用水12.96萬噸，這在全球淡水日益緊張的今天，對保護(hù)環(huán)境，合理利用資

15、源是非常有利的。4.2 節(jié)能分析在蒸汽系統(tǒng)中，最有效的節(jié)能方法是合理利用所有有價值的熱能，隨壓力的不同，存在于疏水器內(nèi)的凝結(jié)水含有從鍋爐中帶來的約20%的顯熱熱能。有效回收凝結(jié)水可以減少以下成本：、減少預(yù)熱補(bǔ)水所節(jié)約的燃料/能源成本、鍋爐補(bǔ)水及污水處理所需費(fèi)用、減少排污費(fèi)根據(jù)對國內(nèi)7090的冷凝水價格測算，價格最低也要達(dá)到1215元/噸。全年回收冷凝水量12.96萬噸折合：129600 × 12 =155.52萬元降低蒸汽泄漏率折算國標(biāo)規(guī)定蒸汽疏水閥泄漏率應(yīng)小于5%，同時所有疏水閥完好率達(dá)到90%即為合格。冷凝水回收量按蒸汽用量的80%計(jì)算，其蒸汽用量為30.00/0.8=37.5噸

16、/h根據(jù)新安裝的阿姆斯壯疏水閥的使用情況，蒸汽泄漏率 3，每小時可以節(jié)約1噸蒸汽。每年則可節(jié)約蒸汽：每小時節(jié)約蒸汽量 = 37.5 × 5% = 1.875 噸/h每月節(jié)約蒸汽量 = 1.875 × 24 × 30 =1350噸/月每年按照運(yùn)行三個月計(jì)算（僅考慮冬季節(jié)約蒸汽量）全年節(jié)約蒸汽量 =1350 × 3 = 4050噸/年國內(nèi)每噸蒸汽價格為：80110元，安裝Armstrong疏水閥一年節(jié)約蒸汽4050噸折合：4050 × 100 = 40，5000.00元（40.5萬元人民幣）回收冷凝水所需能源阿姆斯壯冷凝水自動回收泵采用蒸汽或壓縮空

17、氣為動力，回收1噸冷凝水只消耗蒸汽23公斤?；厥?2.96萬噸冷凝水消耗蒸汽量 = 129600 × 0.003 =388.8噸回收12.96萬噸冷凝水消耗蒸汽折合：388.8 × 100元/噸 = 3.844萬元除油除鐵運(yùn)行費(fèi)用：濾料更換9萬元/年，電功率13KW，0.45元/度計(jì)，電費(fèi)共計(jì)5萬元/年。合計(jì)14萬元/年?；厥詹糠掷淠?，減少了污水處理站負(fù)荷，節(jié)省污水處理成本及排污費(fèi)用：129600×1.0/10000=12.96萬元/年129600×0.5/10000=6.48萬元/年該冷凝水回收及處理系統(tǒng)的投資在320萬元以內(nèi)，在一年運(yùn)行期內(nèi)，就可以節(jié)省197.616萬元?？梢娬羝到y(tǒng)的冷凝水回收，效益是十分可觀的。5. 回收方案凝結(jié)水回收管網(wǎng)設(shè)一個系統(tǒng)，各