中石化洛陽(yáng)分公司熱電站 晏鳳俊

熱電站回用化纖凝結(jié)水存在的問題及對(duì)策

中石化洛陽(yáng)分公司熱電站 晏鳳俊

凝結(jié)水的水質(zhì)相對(duì)較好，不僅含有除鹽水的價(jià)值，而且含有很高的熱值。因此，將回收的凝結(jié)水送至鍋爐是非常經(jīng)濟(jì)的，但凝結(jié)水進(jìn)入鍋爐前，必須滿足鍋爐給水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本文，筆者針對(duì)洛陽(yáng)石化化纖裝置凝結(jié)水回用至熱電站高壓鍋爐的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，列舉了凝結(jié)水回用中存在的問題，針對(duì)存在的問題制定了對(duì)策，采用了先換熱方法，用復(fù)合膜凝結(jié)水除油除鐵，再用混床深度除鹽的工藝，解決了企業(yè)高壓鍋爐回用凝結(jié)水的難題，達(dá)到節(jié)能減排,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

一、凝結(jié)水運(yùn)行現(xiàn)狀

洛陽(yáng)石化熱電站化水裝置共接收來自化纖的凝結(jié)水共有4路，分別是化纖PTA、PET、芳烴抽提、長(zhǎng)短絲，其中蒸汽線排凝凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水回收泵回收并入長(zhǎng)短絲管網(wǎng)，正常情況下冬季凝結(jié)水量約100t/h，夏季凝結(jié)水量約80t/h。

凝結(jié)水運(yùn)行中易受到鐵污染，特別在換熱器換熱過程中，由于負(fù)荷和運(yùn)行工況的變化，會(huì)使換熱器管與管板固定處受到熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的作用，從而產(chǎn)生輕微的滲漏，使得被加熱介質(zhì)漏入凝結(jié)水中，或是由于系統(tǒng)的腐蝕而出現(xiàn)裂紋、穿孔、損壞等造成換熱器的泄漏，使凝結(jié)水受到化工裝置加工物料（如苯、甲苯和二甲苯等苯系物以及醋酸、對(duì)苯二甲酸等）污染，造成電導(dǎo)率、硅含量等指標(biāo)超標(biāo)，導(dǎo)致凝結(jié)水不能送回鍋爐中再次使用，只能降級(jí)使用或排放。

2007年1月以來，電站2臺(tái)高壓鍋爐在監(jiān)測(cè)和處理設(shè)施不健全的情況下，勉強(qiáng)回收化纖部分凝結(jié)水，受到污染的凝結(jié)水進(jìn)入鍋爐后，嚴(yán)重影響爐水水質(zhì)，造成鍋爐水冷壁結(jié)垢引起泄漏或爆管，這種現(xiàn)象在我們的鍋爐上已經(jīng)多次發(fā)生。多年來，凝結(jié)水回收再利用一直是困擾我們企業(yè)的棘手問題，由于多次出現(xiàn)問題，故目前上述4路凝結(jié)水進(jìn)入熱電站化水裝置熱力站后匯成一路，與供電站除鹽水換熱后，凝結(jié)水全部排放至2#涼水塔，作為循環(huán)水補(bǔ)水使用，造成了大量的能源浪費(fèi)。

二、凝結(jié)水回用存在問題

1.凝結(jié)水回收管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理。一般情況下，凝結(jié)水回收管線應(yīng)盡量與蒸汽管線走向應(yīng)同程設(shè)計(jì)，而目前化纖凝結(jié)水回收管線走向正好與蒸氣流向相反，造成部分品質(zhì)較高的1.0MPa蒸汽疏水無(wú)法正常回收并入長(zhǎng)短絲管網(wǎng)，同時(shí)凝結(jié)水回收支線進(jìn)母管的連接方式對(duì)支管凝結(jié)水的輸送也有較大影響。

由于凝結(jié)水回收管線的流向布置、支管與總管連接方式等不合理，造成凝結(jié)水回收管線水擊頻繁，引起熱電站除鹽水裝置多處管線、閥門發(fā)生泄漏，檢修頻繁。

圖1 凝結(jié)水回水方向與支管連接方式

2.化纖部分裝置凝結(jié)水的水質(zhì)極差。2008年3月，對(duì)芳烴車間的抽提凝結(jié)水和PX凝結(jié)水以及PTA車間和聚脂車間的凝結(jié)水進(jìn)行了水樣的采集，將凝結(jié)水樣檢驗(yàn)報(bào)告的分析化驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比可以看出：目前進(jìn)入熱電站的凝結(jié)水指標(biāo)偏差較大，凝結(jié)水主要受到鐵的污染，鐵含量嚴(yán)重超標(biāo)，如果不對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行處理而直接回用鍋爐，會(huì)給鍋爐的安全運(yùn)行帶來極大隱患；特別是PTA車間的凝結(jié)水中含有較大量的醋酸，含量達(dá)到18.3mg/L，pH值僅為5.4，嚴(yán)重超標(biāo)。

3.缺少凝結(jié)水深度處理設(shè)施。既使凝結(jié)水回用至中、低壓鍋爐，也必須經(jīng)過除油、除鐵等設(shè)施處理，并采用現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)表計(jì)如油含量、電導(dǎo)率、硅含量等嚴(yán)密監(jiān)視。受凝結(jié)水處理技術(shù)的限制，僅僅經(jīng)過除油、除鐵等設(shè)施無(wú)法保證凝結(jié)水水質(zhì)，一旦化纖各裝置凝汽器或換熱器發(fā)生泄漏，將造成回收的凝結(jié)水經(jīng)過除油、除鐵等設(shè)施后，電導(dǎo)率、硅含量、硬度等指標(biāo)仍達(dá)不到二級(jí)除鹽水的要求，無(wú)法滿足高壓鍋爐水質(zhì)要求，對(duì)進(jìn)入高壓鍋爐的凝結(jié)水，經(jīng)除油、除鐵處理后，還必需進(jìn)入二級(jí)除鹽—混床，進(jìn)行深度除鹽。

三、凝結(jié)水回用對(duì)策

1.對(duì)凝結(jié)水回水管線進(jìn)行適當(dāng)改造。1.0MPa蒸汽流向與凝結(jié)水回水方向不一致，各部分凝結(jié)水送到母管的壓力不平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)流動(dòng)紊亂，或者憋壓。由于沒有考慮沿程壓降的影響，導(dǎo)致“跑大圈”的凝結(jié)水受“跑小圈”的壓力阻礙而排出不暢，凝結(jié)水回流量很少，一般總認(rèn)為是疏水器的有問題，為了保障生產(chǎn)，就將疏水器拆除或走旁通，在現(xiàn)場(chǎng)就地直排凝結(jié)水。目前，可增加一條凝結(jié)水回水管線至熱電站除鹽水站熱力站，把“非同程” 改為“同程”，可以解決管線振動(dòng)及凝結(jié)水回收量少的問題。合理的方式應(yīng)按圖1所示進(jìn)行連接。

2.對(duì)來凝結(jié)水進(jìn)行割舍。目前，PTA車間的氧化冷凝器泄漏較為嚴(yán)重，導(dǎo)致夾帶著對(duì)苯二甲酸的醋酸進(jìn)入二次蒸汽，進(jìn)而又隨著二次蒸汽的冷凝進(jìn)入送至熱電廠回收的凝結(jié)水，且多次處理無(wú)效，量為30t/h，本次凝結(jié)水精處理不予考慮。

3.增加凝結(jié)水精處理設(shè)施。結(jié)合筆者廠化纖凝結(jié)水現(xiàn)狀，化纖凝結(jié)水回用系統(tǒng)采用北京拓峰公司凝結(jié)水回收處理工藝，投資建設(shè)100t/h的凝結(jié)水除油、除鐵工藝，因回收凝結(jié)水的電導(dǎo)率指標(biāo)達(dá)不到二級(jí)除鹽水的要求，故回收的凝結(jié)水經(jīng)除油、除鐵處理后需進(jìn)入二級(jí)除鹽—混床，進(jìn)行深度除鹽。100t/h凝結(jié)水深度處理設(shè)施的主要設(shè)備包括：2臺(tái)復(fù)合膜除油、除鐵裝置（1用1備）；2臺(tái)活性炭過濾器（1用1備）；2臺(tái)混床（1用1備）；1臺(tái)鋪膜箱；1臺(tái)鋪膜泵；2臺(tái)保持泵；1臺(tái)油在線監(jiān)測(cè)儀；1臺(tái)鐵在線監(jiān)測(cè)儀等，具體流程見圖2：

圖2 凝結(jié)水精處理流程

流程說明：回收的凝結(jié)水（170℃左右）首先進(jìn)入換熱器Ⅰ和Ⅱ，將自身溫度降至40℃后進(jìn)入來水水質(zhì)及溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)水中的有機(jī)物含量，有機(jī)物含量＞3mg/L；或溫度＞45℃；或電導(dǎo)在線檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)電導(dǎo)＞100μs/cm；凝結(jié)水排入企業(yè)的循環(huán)水場(chǎng)或污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理；有機(jī)物含量≤3mg/L；且溫度≤45℃；且電導(dǎo)≤100μs/cm；凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)水罐中，然后經(jīng)凝結(jié)水泵加壓后進(jìn)入復(fù)合膜凝結(jié)水精處理裝置，深度去除水中的鐵、懸浮物和部分膠體硅后再進(jìn)入活性炭過濾器，深度去除水中的有機(jī)物后進(jìn)入中間出水水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)水中的有機(jī)物含量，有機(jī)物含量＞0.3mg/L，凝結(jié)水返回凝結(jié)水罐進(jìn)行再次處理，同時(shí)，活性炭過濾器進(jìn)行失效設(shè)備和備用設(shè)備的切換；有機(jī)物含量≤0.3mg/L，凝結(jié)水進(jìn)入混合離子交換器，深度去除水中的陰陽(yáng)離子后再進(jìn)入出水水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)凝結(jié)水的電導(dǎo)率，電導(dǎo)率＞0.3μs/cm，混合離子交換器進(jìn)行失效設(shè)備和備用設(shè)備的切換；電導(dǎo)率≤0.3μs/cm，凝結(jié)水進(jìn)入換熱器Ⅰ的冷源側(cè)進(jìn)行換熱，降低凝結(jié)水來水的溫度并提升自身的溫度后進(jìn)入除鹽水站除鹽水罐。其中：凝結(jié)水罐、部分換熱器利舊使用。

四、效益

1.節(jié)能效益（不含凝結(jié)水熱能價(jià)值）。復(fù)合膜凝結(jié)水精處理裝置建成后，除去檢修及其他調(diào)整間歇時(shí)間，按年運(yùn)行時(shí)間8000小時(shí)計(jì)算，每年可產(chǎn)二級(jí)除鹽水量：80萬(wàn)t，每噸二級(jí)除鹽水按8元/t計(jì)，每年產(chǎn)生效益為：S1=8元/t×80萬(wàn)t=640萬(wàn)元。

2.系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。經(jīng)了解測(cè)算，復(fù)合膜凝結(jié)水精處理裝置的運(yùn)行費(fèi)用為：S2==16萬(wàn)元/a。

3.新增凈節(jié)能效益。凈節(jié)能效益S＝總效益S1－總運(yùn)行費(fèi)用萬(wàn)元/年。

經(jīng)過上述處理后的凝結(jié)水，其含油、鐵離子、電導(dǎo)率指標(biāo)均達(dá)了高壓鍋爐用水水質(zhì)要求，既回收了相當(dāng)于二級(jí)除鹽水水質(zhì)的水量，又回收了部分熱量，節(jié)水節(jié)能效果明顯，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的目的，給企業(yè)創(chuàng)造了財(cái)富，給工廠創(chuàng)造了效益。