第31卷第1期工業(yè)水處理VoL.31 No.12011年1月Industrial Water TreatmentJan. ,2011影響循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)提高的因素分析史文權(quán)',馬轉(zhuǎn)娥2,趙凱智2(1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處,甘肅蘭州730060;2.寧夏石化公司生產(chǎn)運(yùn)行處,寧夏銀川750026)[摘要]介紹了寧夏石化公司第二套大化肥循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備水處理單元操作等方面的現(xiàn)狀，分析了影響濃縮倍數(shù)提高的主要原因,探討了提高濃縮倍數(shù)運(yùn)行的可行性,提出了循環(huán)水節(jié)水思路。[關(guān)鍵詞]循環(huán)水;濃縮倍數(shù);節(jié)水[中圖分類號(hào)]TQ085 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào) ]1005- -829X(2011)01-0080-03Analysis on the factors influencing the increase ofcirculating water system concentration cycleShi Wenquan' , Ma Zhuan ' e2 ,Zhao Kaizhi?(1. Dean's ffice ,Lanzhou Petrochemical Colle ofVocational Technologn ,Lanzhou 730060,China;2. Production & Operation Department ,Ningxia Petrochemical Corporation, Yinchuan 750026 ,China)Abstract: The status quo of the circulating water system and water treatment unit operation in the Second GreatFertilizer Plant , Ningxia Petrochemical Corp. is introduced. The main reasons influencing the increase of concentra-tion cycle are analyzed. The operation feasibility of increasing the concentration cycle is discused. At the end , theconcept of water saving for circulating water is brought forward.Key Words : circulating water;concentration cycle ;water saving我國是貧水國,人均水資源僅占世界人均量的水量隨之減少,見圖1。.1/4,全國有400多個(gè)城市缺水,農(nóng)業(yè)缺水量達(dá)350億m2/a。但我國工業(yè)噸產(chǎn)品的耗水量卻是世界300-平均水平的5~10倍,其中占工業(yè)用水量70%的循200-環(huán)冷卻水系統(tǒng)是用水的大戶。如何有效地提高循環(huán)052345 - o方冷卻水的濃縮倍數(shù),減少補(bǔ)充水量,節(jié)約用水,已成濃縮倍數(shù)為工業(yè)生產(chǎn)的重要關(guān)鍵。圍1補(bǔ)水量隨濃縮倍數(shù)變化情況循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)是循環(huán)水運(yùn)行中的一項(xiàng)重1第二套大化肥循環(huán)水 系統(tǒng)現(xiàn)狀要指標(biāo),濃縮倍數(shù)的大小決定了水的重復(fù)利用率和節(jié)水水平的高低，可用公式“)表示:寧夏石化公司第二套大化肥循環(huán)水系統(tǒng)于K=(E+B/B+M(M-E)=1/(1-E/M)1998年建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水量33 500 m2/h,式中:K一.濃縮倍數(shù) ;補(bǔ)充水量691m2/h,系統(tǒng)保有水量12000m3，設(shè)計(jì)循M一補(bǔ)水 量,m/h;環(huán)水溫差10 C。該系統(tǒng)共有涼水塔11間,循環(huán)水泵E--蒸 發(fā)水量,m/h;6臺(tái),供第二套大化肥裝置約55臺(tái)水冷器使用。近.B一排污水 量(包含風(fēng)吹損失和漏損) ,m/h。年來該系統(tǒng)循環(huán)水濃縮倍數(shù)不斷上升,但始終難以若蒸發(fā)量保持不變,排污量越小，則補(bǔ)水量越達(dá)到4.5~-5倍的高標(biāo)準(zhǔn)。小，而濃縮倍數(shù)K則越大。中國煤化工保有水量和循環(huán)濃縮倍數(shù)提高后節(jié)水效益相當(dāng)可觀,以循環(huán)量水量CN MH Ct上的問題,旁德10 000 m2/h的循環(huán)水系統(tǒng)為例,濃縮倍數(shù)提高后,補(bǔ)器頻繁僅冼,造成淅鮮水浪貿(mào)。運(yùn)行管理方面也存在-80- -經(jīng)驗(yàn)交流工業(yè)水處理2011-01 ,31(1)一些問題,如系統(tǒng)泄漏、藥劑對微生物的控制不力、大補(bǔ)置換。因此，系統(tǒng)自投運(yùn)以來,濃縮倍數(shù)從未達(dá)黏泥危害嚴(yán)重，需要經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)的大排大補(bǔ)置到4.5倍,平均不到2.9倍。換。此外,寧夏地區(qū)每年春秋季節(jié)都會(huì)出現(xiàn)沙塵天近幾年來第二套大化肥裝置的循環(huán)水平均依縮氣,造成循環(huán)水濁度大增,不得不進(jìn)行系統(tǒng)的大排倍數(shù)統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。表|循環(huán)水濃縮倍數(shù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間2005-082006-02206-062006-082007-02 .2007-082008-02008-08濃縮倍數(shù)2..6.01.63.21.2影響濃縮倍數(shù)提高的原因分析2.3I藝介質(zhì)泄漏第二套大化肥循環(huán)水系統(tǒng)每年都有物料泄漏2.1 循環(huán)水系統(tǒng)V/R過大由理論推導(dǎo)可知，當(dāng)B值一定時(shí), VIR值越小，發(fā)生,尤其是2008年2月份以來二合成氨冷器系統(tǒng)達(dá)到一定濃縮倍數(shù)所需的時(shí)間越短。因此,V/R發(fā)生氨泄漏,系統(tǒng)水質(zhì)惡化。為使水質(zhì)盡快恢復(fù)正值越小,系統(tǒng)受外排水的影響越小，越易提高濃縮倍常,一般要進(jìn)行系統(tǒng)置換,因此循環(huán)水不能得到有效數(shù)。而第二套大化肥裝置的循環(huán)水系統(tǒng)VIR值為濃縮。2.4 系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷較低0.44，與工業(yè)循環(huán)水設(shè)計(jì)規(guī)范中要求的VIR在1/5~第二套大化肥裝置自擴(kuò)能改造后,受工藝設(shè)計(jì)1/3之間相差較大，這就增加了提高循環(huán)水濃縮倍及設(shè)備狀況制約，生產(chǎn)負(fù)荷較低，系統(tǒng)產(chǎn)生熱量少,數(shù)的難度。循環(huán)水的蒸發(fā)量少,濃縮倍數(shù)也很難提高。2.2 旁濾系統(tǒng)損耗該循環(huán)水系統(tǒng)的12臺(tái)旁濾器自1998年投產(chǎn)以2.5加酸裝置不夠來,已經(jīng)使用10a以上,內(nèi)部構(gòu)件部分損壞,濾料表循環(huán)水系統(tǒng)的原設(shè)計(jì)是不加酸調(diào)節(jié),pH自然平面污染嚴(yán)重,造成正常運(yùn)行過程中反洗不徹底,旁濾衡,但冷卻水在冷卻塔內(nèi)的噴淋曝氣過程中，水中游器的壓差較高;由于不斷進(jìn)行小反洗,排水量大,使離CO2不斷逸出,使循環(huán)水的pH上升。補(bǔ)充水及循環(huán)水水質(zhì)參數(shù)如表2所示。得循環(huán)水的濃縮倍數(shù)難以提高。表2樸充水及循環(huán)水水質(zhì)項(xiàng)目，電導(dǎo)率pF總堿度(以CaC0,計(jì))總硬度(以 CaCO,it) Ca2(以 CaCO,計(jì))濁度rS02原水4078.06142.1164.678.70.9618.8518.59循環(huán)水1 5618.83527.8529.2234.65.62112.02148.91注:各項(xiàng)目單位除pH.電導(dǎo)事(us/em)外均為m/L。根據(jù)以上原水水質(zhì)數(shù)據(jù)可見,補(bǔ)充水屬中硬中從表3可以判斷原水屬于腐蝕性水質(zhì)。隨著濃堿水,水質(zhì)較好。對原水及循環(huán)水水質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定性縮倍數(shù)的升高,pH增加,循環(huán)水的腐蝕傾向減小,結(jié)判斷2,首先根據(jù)水質(zhì)資料計(jì)算飽和pH(pHs),然后垢傾向增加,在換熱設(shè)備管壁處嚴(yán)重結(jié)垢。因此,水采用穩(wěn)定指數(shù)(RSI)對水質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行判斷,其中質(zhì)穩(wěn)定及運(yùn)行方案必須增添加酸裝置以解決pH上RSI=2pHs-pH(RSI<6,結(jié)垢;RSI=6,既不結(jié)垢也不升產(chǎn)生的結(jié)垢問題。腐蝕;RSI>6,腐蝕)。根據(jù)表2的水質(zhì)參數(shù),計(jì)算得3改進(jìn)措施出原水及3倍循環(huán)水的穩(wěn)定指數(shù),如表3所示。3.1降低循環(huán)水系統(tǒng) V/R表3原水及循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定性針對具體情況，筆者采取低液位操作來減少系溫度/循環(huán)水(K=3)pHs RSI 水質(zhì)情況 pHs RSI水質(zhì)情況統(tǒng)容積,在保證水泵不抽空的情況下,將塔池液位由327.64 7.21稍腐蝕6.63 4.44 結(jié)垢較重原設(shè)計(jì)的80%降低到60%~70%，達(dá)到降低VIR從.49.93稍腐蝕6.494.16結(jié)垢較重而較快堪高沈縮倍數(shù)的日的8(6.98 5.89稍結(jié)垢.5.98 3.12 嚴(yán) 正結(jié)垢中國煤化工注:32 C為冷卻塔出口水溫; 42 C為冷卻塔進(jìn)口水溫; 80比為換YHC N M H G采用高頻率低劑量熱設(shè)備管壁最高溫度。-81-工業(yè)水處理2011-01 ,31(1)史文權(quán),等:影響循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)提高的因素分析投加殺菌劑的方式,同時(shí)交替投加氧化性和非氧化為3.6)。性殺菌劑,避免產(chǎn)生抗藥性,使系統(tǒng)各項(xiàng)控制指標(biāo)表4寧夏化肥公司第二套大 化肥循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定,不需要采用系統(tǒng)排污來控制水質(zhì),實(shí)現(xiàn)日期濃縮循環(huán)水排污量/排污補(bǔ)水量/補(bǔ)水系統(tǒng)高濃縮倍數(shù)運(yùn)行。倍數(shù)量/(m'.h") (m':h7)_ 率/% (m'.h")_ 率1%2009-04 4.32 31312 0.343190.96(2)采用低磷或無磷配方的水穩(wěn)劑。通過應(yīng)用2009- -055.031 789320.253030.95低磷或無磷配方的水穩(wěn)劑,可大大降低循環(huán)水中的2009-06 4.7 30 878P0 0.29294 0.96磷含量,從營養(yǎng)源上控制微生物的生長和繁殖,減2009-07 5.(31 75832 0.253042009-08 4.931 26580.282800.89少生物黏泥的產(chǎn)生,降低因濁度高造成的非正常排2009-09 5.1 31 864$8 0.21276 0.86水量,從而提高運(yùn)行的濃縮倍數(shù)。209-10 5.33235050 0.182683.3改進(jìn)并 更換旁濾器2009 04-4.31 74583.10.262920.91為徹底解決旁濾器問題,在2009年大修更換2009-10旁濾器。在2010年年初對現(xiàn)有的旁濾器進(jìn)行技術(shù)2009年4--10月間創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益(2008年改造,在旁濾器反洗出口管上加裝手動(dòng)閥,阻止旁4- -10月系統(tǒng)的平均補(bǔ)水量為362 m2/h,平均排污量濾器系統(tǒng)不必要的反洗，提高旁濾器的運(yùn)行效率,129.3 m2/h):減少反洗排污量。(1)按補(bǔ)充水單價(jià)為1.3 元/m3計(jì)算,節(jié)約系統(tǒng)3.4及時(shí)處理 工藝介質(zhì)泄漏事故發(fā)現(xiàn)工藝介質(zhì)泄漏要及時(shí)查找泄漏點(diǎn),并聯(lián)系補(bǔ)充水創(chuàng)造的效益為(362- -292)x7x30x24x1.3=45.9萬元。檢修堵漏;泄漏設(shè)備不能及時(shí)切出堵漏的,要及時(shí).(2)按循環(huán)水單價(jià)為0.14元/m’計(jì)算,減少循環(huán)啟動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)工藝介質(zhì)泄漏方案，控制微生物、水排污量創(chuàng)造的效益為(129.3-83.1)x7x30x24x細(xì)菌的增長，減少循環(huán)水的排放置換量。為此,采取0.14=3.3萬元。了如下措施:降低循環(huán)水水溫控制微生物生長;控合計(jì)45.9+3.3=49.2萬元。制水中NH*、NOz、NO;含量;每兩周交替投加氧化5結(jié)論性、非氧化性殺菌劑;對加氯量進(jìn)行調(diào)整。3.5提高 系統(tǒng)熱負(fù)荷針對第二套大化肥裝置循環(huán)水系統(tǒng)的情況,采近年來對第二套大化肥裝置中的一些瓶頸問取以上改進(jìn)措施，將濃縮倍數(shù)提高至4.5~5.0的高題進(jìn)行了技改，生產(chǎn)負(fù)荷不斷提高，由擴(kuò)能后的.標(biāo)準(zhǔn)還是可以實(shí)現(xiàn)的。以循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際循環(huán)水量60%左右提高到現(xiàn)在的84%，大修后負(fù)荷有望提高27 000 m2/h計(jì)算，濃縮倍數(shù)由2.0提高到5.0,每小到90%左右。系統(tǒng)熱負(fù)荷的增加,為循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)時(shí)可節(jié)約新鮮水353.16 m',以一年運(yùn)行330d計(jì)現(xiàn)高濃縮倍數(shù)運(yùn)行創(chuàng)造了有利的條件。算,可節(jié)約新鮮水約279.7萬m'。3.6 增加加酸裝置[參考文獻(xiàn)]對第二套大化肥裝置的循環(huán)水系統(tǒng)投用加酸[1]徐壽昌.工業(yè)冷卻水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,裝置,以消除高硬度和高堿度對提高濃縮倍數(shù)的限1984:379.制。[2]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,002:45.4運(yùn)行效果筆者對2009年4--10月該循環(huán)水系統(tǒng)的排污量、補(bǔ)水量和濃縮倍數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),如表4所示。[作者簡介]史文權(quán)(1955- ),1988 年畢業(yè)于西北師范大學(xué),蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處長，副教授。電話:由表4看出,經(jīng)過上述改進(jìn)措施的實(shí)施,循環(huán)水13919157809 Emi:hi285@126.com.系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)有了較大提高,至2009年10月濃[收稿日期] 2010-12-12(修改稿)縮倍數(shù)達(dá)到5.3(2008年8月系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)僅中國煤化工推進(jìn)綠色辦公.M出CNMHG- -82-