邢 波

（貴州盤江電投天能焦化有限公司，貴州 六盤水 553531）

0 引言

冶金焦炭是鋼鐵工業(yè)的“基本糧食”，煤焦化作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈上重要組成部分，在“煤-焦-化”產(chǎn)業(yè)鏈上充分發(fā)揮出規(guī)模優(yōu)勢、技術優(yōu)勢和管理優(yōu)勢，促進傳統(tǒng)的高能耗煤焦化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、資源綜合循環(huán)利用，有效降低能源消耗成本，煤焦化產(chǎn)業(yè)為構建“清潔、低碳、安全、高效”的現(xiàn)代能源體系，實現(xiàn)能源結構的低碳化、多元化、高效化和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、清潔發(fā)展，實現(xiàn)對資源的循環(huán)綜合利用，逐步形成了化產(chǎn)品精深加工和余熱余壓、廢水廢氣綜合利用等完整的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，有力推動了企業(yè)綠色低碳、高質(zhì)量發(fā)展。

在實現(xiàn)資源綜合利用和化工產(chǎn)品精深加工的過程中，公用工程中的循環(huán)水系統(tǒng)往往是企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)裝置中的關鍵部分。以水為冷凝冷卻介質(zhì)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)運用鏈中使用得十分普遍，循環(huán)冷卻水的使用一般都會超過工業(yè)企業(yè)使用量的70%以上，由于循環(huán)冷卻水用水量較大和易產(chǎn)生結垢、銹蝕、滋生細菌黏泥等特性,由于為確保精深加工制造設備的循環(huán)冷卻水的良好水質(zhì)與加工生產(chǎn)設備的循環(huán)安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，達到經(jīng)濟合理、保障安全、節(jié)能減排的目的，因此，循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)的優(yōu)化操作及持續(xù)管理提升是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重中之重。

1 循環(huán)水旁濾器

1.1 系統(tǒng)設置

本生產(chǎn)裝置的循環(huán)水系統(tǒng)設置了旁濾系統(tǒng)、水穩(wěn)加藥系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)。在循環(huán)水系統(tǒng)設計時，需要對2%左右的循環(huán)水進行旁流過濾，然后再返回循環(huán)水系統(tǒng)的吸水池中[1]。本裝置的旁濾器設置在循環(huán)水回水管道引出的旁路上，在循環(huán)水系統(tǒng)正常運行時，旁濾過濾器反洗水均排入沉淀池，沉淀后經(jīng)補水泵加壓送至塔下水池回用。旁濾系統(tǒng)采用PLC 自動控制，共3 臺全自動淺層砂過濾器，單臺處理水量為170 m3/h。過濾器內(nèi)設置支母管式布水器，并旁濾器的內(nèi)部設置襯托層，在集水器的上部采用單一勻質(zhì)濾料，旁濾器出水濁度小于3 NTU。旁濾器的設置可以保障循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)倍率和濁度，配合生產(chǎn)過程中的加藥處理可有效地去降低循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)，并能防止系統(tǒng)中末端管路污泥堵塞。

1.2 工作原理

循環(huán)水旁濾器是一種采用石英砂作為填料的過濾器，具有過濾速度快、精度高、阻力小、截污容量大等優(yōu)點，還具有耐酸堿性強、抗污染性好等特點。通過優(yōu)化濾料和過濾器的設計，實現(xiàn)了石英砂過濾器自適應運行，在過濾時自動形成上疏下密的濾層狀態(tài)，有利于在復雜生產(chǎn)運行條件下保證出水水質(zhì)指標，在反洗時濾料充分散開，清洗效果較好。石英砂過濾器還可除水中的懸浮物，并對水中的膠質(zhì)體、有機物、鐵屑等污染雜物有過濾去除作用。

2 存在的問題

2.1 循環(huán)水質(zhì)差

由于本裝置采用的是開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，裝置布置于靠近運輸?shù)缆穫?cè)，空氣中含塵量較大。旁濾器的進水來自循環(huán)水回水的旁路管道，回水溫度一般不低于40 ℃，且循環(huán)水濁度一般都不低于30 NTU，致使現(xiàn)有循環(huán)水旁濾器內(nèi)的石英砂濾料極易出現(xiàn)板結和布水不均等情況，導致旁濾器實際出水濁度遠大于3 NTU 設計值，導致循環(huán)水的旁濾效果不明顯、除雜質(zhì)效率不高，進而導致循環(huán)水質(zhì)持續(xù)惡化，循環(huán)水水質(zhì)難以達標穩(wěn)定。

2.2 沉淀池容量偏小

由于施工設計時，對循環(huán)水旁濾器的反洗水裕量考慮不足，反洗水沉淀池容量設計偏小。在實際生產(chǎn)運行過程中，實際反洗水量較大，致使反洗水在沉淀池內(nèi)靜置沉淀時間不足，經(jīng)補水泵加壓送至塔下水池后大量的泥沙集聚在塔下水池，致使每年水池清洗量大。由于循環(huán)水水質(zhì)差，對企業(yè)的粗苯加氫精制裝置及焦爐煤氣制液化天然氣裝置等精深加工裝置的穩(wěn)定運行及冷卻器換熱設備的安全穩(wěn)定帶來較大挑戰(zhàn)，并且加大了對后續(xù)的污水處理裝置及中水回用系統(tǒng)的處理負荷，導致生產(chǎn)成本增加，不利于企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

3 改造措施

從精深加工裝置的界區(qū)管廊壓縮空氣管道上，敷設DN20 的壓縮空氣管至每一臺旁濾器反沖洗水進口管上，在壓縮空氣管道上需設置壓力表，并在新增壓縮空氣管道末端及反洗水出口管道進沉淀池前的管道末端頂部開設泄壓管線，防止旁濾器及水系統(tǒng)超壓。在停止旁濾器運行后，打開旁濾器的反洗水排污閥，逐臺打開壓縮空氣閥，對旁濾器內(nèi)的存水進行“煮沸”，可有效去除吸附在濾料內(nèi)的泥沙，防止旁濾器內(nèi)的吸附濾料出現(xiàn)板結等不良情況，提升旁濾效果，保障水質(zhì)指標，達到節(jié)水減排、降本增效目的。旁濾器改造流程示意圖見圖1，管道連接軸測示意圖見圖2。

圖2 上輥系裝配圖

4 操作管理

4.1 閥門狀態(tài)

1）閥門命名規(guī)則：依照“旁濾器改造流程示意圖”中閥門名稱為準。

2）閥門狀態(tài)設置：界區(qū)旁濾器壓縮空氣總閥（全開），1 號、2 號、3 號空氣進口閥（常關），壓縮空氣導淋閥（關閉），其他閥門狀態(tài)及操作按照旁濾器的正常操作流程執(zhí)行。

4.2 反沖洗操作

以反沖洗1 號旁濾器為例。

1）手動關閉1 號出水閥，在現(xiàn)場控制柜上打開1 號排污閥。

2）確認壓縮空氣管道就地壓力不小于0.4 MPaG，緩慢打開1 號空氣進口閥（開度不得過大，嚴防將旁濾器內(nèi)填裝石英砂填料吹出）。

3）在1 號旁濾器視鏡處查看罐內(nèi)是否處于“沸騰”狀態(tài)，若無明顯氣泡，則需逐漸開大1 號空氣進口閥直至“沸騰”，若旁濾器罐內(nèi)水翻滾幅度過大，則需關小1 號空氣進口閥直至罐內(nèi)處于合理狀態(tài)。煮罐期間隨時巡檢查看器內(nèi)狀態(tài)，遇有異常時，及時匯報并妥善處置。

4）待1 號旁濾器煮罐結束后，關閉1 號空氣進口閥，打開壓縮空氣導淋閥將管道殘余水吹出后，關閉該閥門。

5）將旁濾器出水管道隔斷閥關至15%將管道內(nèi)的壓力憋至0.10 MPaG 以上，打開1 號出水閥（閥門開至30%）對1 號旁濾器進行反沖洗，待反沖洗完畢，全開1 號出水閥，旁濾器出水管道隔斷閥開度恢復至35%。反沖洗過程中，間歇打開反沖洗排氣閥檢查旁濾器是否沖洗干凈。

6）出現(xiàn)異常情況時，需采取措施妥善安全處置，及時聯(lián)系化產(chǎn)回收、粗苯加氫精制、焦爐煤制制液化天然氣、生化廢水處理等裝置崗位操作人員注意循環(huán)水相關情況，并通知生產(chǎn)工段技術人員進入生產(chǎn)現(xiàn)場處理。

4.3 改造效果

通過對循環(huán)水旁濾器的改造，經(jīng)過一段時間的運行分析，循環(huán)水旁濾器運行過程中的旁濾器出水濁度由改造前的15 NTU 降低到不大于3 NTU，循環(huán)水吸水池水質(zhì)平均濁度由改造前的30 NTU 降低到不大于10 NTU，旁濾器反沖洗周期延長至16 h 以上，沉淀池內(nèi)的反沖洗水停留時間由改造前的5 min 延長至30 min 以上或更長時間，基本達到了改造前的預期效果。

5 結語

冷卻器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行對后續(xù)精深加工裝置安全生產(chǎn)提供保障，在化工生產(chǎn)裝置的日常運行維護過程中，在生產(chǎn)系統(tǒng)溫度或壓力異常時,尤其與冷凝冷卻相關的設備及管道系統(tǒng)必須給予足夠的重視[2]，及時通過在線監(jiān)測及手動定期分析，根據(jù)監(jiān)測濁度及時對旁濾器的過濾時間進行調(diào)整達到最大的經(jīng)濟運行方式和最大去除濁度的運行方式。要盡力減少反沖洗耗水[1]，適當延長反沖洗周期，在確保穩(wěn)定高效的反沖洗效果的同時，還需延長在沉淀池中靜置沉淀時間，防止將反洗的污泥再帶入循環(huán)水塔下池中。循環(huán)水水質(zhì)的改善及水質(zhì)提升除優(yōu)化旁濾器的操作及管理外，還需配合循環(huán)水加藥除菌、補水水質(zhì)改善以及運行維護等，總之，循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化管理是一個循序漸進、不斷完善的過程，必須要做到精細化、精益化管理，才能更好地助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。