中石化西安分公司水平衡測試方法實例及節(jié)水措施分析

忽妍麗

（西安水文水資源勘測局 陜西 西安 710068）

1 概述

1.1 西安市水資源現(xiàn)狀

西安市多年平均水資源總量23.47億m2，其中地表水19.73億m2，地下水14.32億m2，重復量10.57億m2，2009年全市水資源總量為24.22億m2，比多年平均水資源量增加0.75億m2，其中地表水20.36億m2，地下水14.78億m2，重復計算量10.92億m2。2009年全市總供水量155518萬m2，其中地表水 59484萬 m2，占總供水量的38.25%，比2008年減少3228萬m2，地下水開采量 95211萬 m2，占總供水量的61.22%，比2008年6929萬m2，污水處理回用及雨水利用823萬m2，占總供水量的0.53%。

根據(jù)統(tǒng)計結果顯示，雖然2009年地下水開采量較上一年有所減少，但長期以來過度開采地下水造成地下水位下降、地面沉降、建筑物裂縫、河流水循環(huán)條件被破壞等一系列問題逐步顯現(xiàn)。為此，西安市在市區(qū)自來水管網覆蓋區(qū)域，開展了大規(guī)模的“地下水保護行動”，2009年全年共封填、封停各類自備水井237眼，日增地下水涵養(yǎng)量24335t，通過封停自備井，年減少地下水開采量近2.1億m2。大規(guī)模開展的封井活動，有效涵養(yǎng)了地下水源，遏制了地面沉降、地裂縫等環(huán)境地質災害。

1.2 中石化西安分公司用水現(xiàn)狀及存在問題

中石化西安分公司共有自備深水井5處，2006年以前全部使用自備井抽取地下水，每年按照取水協(xié)議繳納水資源費，因此整個分公司用水基本處于自由狀態(tài)。根據(jù)市政府要求，2004年12月31日前關閉所有自備井，經協(xié)商，公司2006年初接入自來水管線，并于當年8月正式接入自來水，自來水用量每月控制在4萬t～5萬t左右，其余用地下水補充。

隨著國家對水資源保護的力度加大，西安市水務局加強了對地下水的開采管理，要求自來水到達的企業(yè)要關閉全部自備井。如有特殊情況暫時無法封井的，地下水使用必須嚴格計量。公司封閉了1、2號井，其余井也陸續(xù)打上了鉛封。

隨著西安市灃渭新區(qū)的發(fā)展、國家對水資源保護力度的加大和中石化西安分公司生產規(guī)模的不斷擴大，對公司生產所需水資源的取、用、排提出了更高的要求。近年來公司在用水節(jié)水方面雖然進行了不斷改進，但目前仍存在用水現(xiàn)狀不清、節(jié)水潛力不明、用水管理不科學等問題。因此，加強用水管理，開展節(jié)水工作，節(jié)約用水成本是減少企業(yè)生產成本，確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。通過水平衡測試能夠全面了解分公司的用水狀況，各車間（單元）用水現(xiàn)狀，依據(jù)測定的水量數(shù)據(jù)，畫出水平衡圖，找出水量平衡關系和合理用水程度，采取相應的措施，挖潛用水潛力，為在建項目與擬建項目提供實際的數(shù)據(jù)支持，進一步提高水務管理水平，從而達到節(jié)水、節(jié)能、降低生產成本的目的，使有限的水資源發(fā)揮出最大的綜合經濟效益和社會效益。

水平衡測試是工業(yè)企業(yè)加強用水科學管理，實現(xiàn)合理用水的一項基礎工作。根據(jù)西安市創(chuàng)建節(jié)水型城市和節(jié)水型企業(yè)及清潔生產的要求，企業(yè)每2～3年必須進行水平衡測試。為此，受中石化西安分公司委托，我們承擔了中石化西安分公司的水平衡測試工作。

2 水平衡測試主要內容與方法

2.1 主要內容

本次水平衡測試，以分公司作為一個確定的用水體系，測試分析分公司及各車間水量的輸入、輸出和損失之間的平衡關系。工作主要內容包括，對各用水系統(tǒng)取水、復用水、消耗水、排水等水量和水質的測定和分析；查清各系統(tǒng)用水、用汽狀況，繪制分系統(tǒng)水量平衡圖和全公司水量平衡圖；計算分公司復用水率、循環(huán)水率、損失水率、煉油水耗等；判斷分公司合理用水水平，制定節(jié)水方案。

2.2 測試方法

水平衡測試一般采用一次平衡法或逐級平衡法。一次平衡法就是在同一時段內將所有的生產用水設備，輔助生產設備、附屬生產設施及生活設施的供水、復用水、排水、耗水等情況同時進行測試，時間以測試周期而定。

逐級平衡法是在生產情況穩(wěn)定的條件下，按企業(yè)水量平衡測試單元自下而上，從局部到整體逐級進行的一種方法，先進行設備水平衡，再做車間的水平衡，最后是水平衡。逐級平衡法是建立在用水點能比較好地反映出各用水設施用水情況的基礎上，對一些生產周期長、用水量不均勻的設施更為適用。在對各類水量的測試數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計時，參考日常統(tǒng)計數(shù)據(jù)（如月報等）進行修正，使測試成果能代表測試季節(jié)的實際水平。

2.3 流量測定方法

本次測試采用的方法主要有：管道表計量法，超聲波流量計法（本次測試采用的超聲波流量計型號為：TDS-100P型便攜式超聲波流量計），流速儀法，堰測法，容積計量法，浮標法等。

3 水平衡測試結果評價

3.1 耗水分析

中石化西安分公司本次水平衡測試結果表明，全廠年總取水量109.256萬t，萬元產值取水量為1.40t，加工噸原油取水量為0.63t，工業(yè)水重復利用率為95%，與2009年中石化集團工業(yè)水重復利用率96.84%還有一定差距，總體耗水達到石油煉制行業(yè)清潔生產標準的二級技術指標，即國內清潔生產先進水平，但距離國際清潔生產先進水平還有一定距離。

3.2 加工噸原油取水量較高

中石化西安分公司加工噸原油取水量為0.63t，達到了HJ/T125-2003《清潔生產標準石油煉制業(yè)》中規(guī)定的二級標準（≤1.5），即國內清潔的生產的先進水平，但距離中石化節(jié)水先進單位鎮(zhèn)海煉化加工噸原油取水量0.31t相差較遠，還有很大的節(jié)水空間，主要表現(xiàn)在：新鮮水其它用水超設計6t/h，硫磺、常減壓超設計7t/h，污水回用新鮮水補充量較大，應該還有10t/h～15t/h的節(jié)水空間。常減壓裝置軟化水消耗超標準5t/h。

3.3 循環(huán)水不平衡

循環(huán)水使用極不平衡，催化裝置用量超設計值800t，造成了偏流，影響了其它裝置的正常使用，同時增大了循環(huán)水的循環(huán)量及補水量，應加以重點關注。

3.4 凝結水回用率低

中石化西安分公司供排水車間生產除鹽水52.19t/h，軟化水42.46t/h，除少部分用于配制藥劑、泵房冷卻、產品消耗和蒸發(fā)損失外，大部分用于熱力設備以產生蒸汽，但全廠蒸汽凝結水回用率低，僅常壓裝置、硫磺車間、催化裂化裝置和罐區(qū)的少量凝結水回冷凝水管網，回收量約為10 t/h，大部分冷凝水做為污水直接排回事故池。公司設計處理能力50t/h的凝結水處理裝置不能最大程度發(fā)揮效用。

建議盡快加強蒸汽管網管理，優(yōu)化調整熱網運行，完善蒸汽凝結水回收系統(tǒng)，杜絕高溫凝結水直接排放的浪費現(xiàn)象，提高回收率，減少新鮮水和軟化水的用量。

3.5 污水回用率低

污水明渠線長，沿途破損嚴重，渠內淤積不能及時清理，造成回污水處理場的污水滲漏、漫流等現(xiàn)象嚴重，損失強度達43t/h，浪費嚴重，大大降低了污水回收利用率。

污水處理場處理工業(yè)污水量為100 m3/h～200 m3/h，回污水場的污水量約為113t/h，污水回用加入約1/3的新鮮水，經處理后的污水回用量約83t/h，30t/h高鹽污水經處理后外排。污水處理時新鮮水用量過大，建議進行優(yōu)化，提高污水回用裝置的運行效率，降低新鮮水的補充量。

4 建議

4.1 提高工業(yè)水重復利率

中石化西安分公司工業(yè)水重復利用率為95%，距2009年中國石化煉油企業(yè)工業(yè)水重復利用率96.84%還有一定差距。在測試過程中，發(fā)現(xiàn)還存在著循環(huán)水排污量相對較大、蒸汽凝結水回收率低以及冷卻直排和泄漏等問題。因此，有針對性地回收部分污水，如鍋爐排污水、除鹽水和軟化水站再生水以及蒸汽凝結水等，將會大大節(jié)約用水量，提高工業(yè)重復利用率。

4.2 加強循環(huán)水的管理

中石化西安分公司循環(huán)水使用量超過設計近600t/h，應加強循環(huán)水管理，在生產工藝中采用串聯(lián)使用的技術，將循環(huán)冷水先用于換熱點較低的工藝，再用于換熱點較高的工藝，在進入循環(huán)水場前，分出洗滌水和除塵水，降低循環(huán)水的生產負荷和使用總量，從而降低新鮮水的補水量。

循環(huán)水的排水，可以用于路面灑水，也可以用于沖灰、脫硫、洗煤氣等。

4.3 加強凝結水回收利用

全廠的蒸汽凝結水回用率低，高溫凝結水直接排放的浪費現(xiàn)象嚴重。應加強蒸汽管網管理，優(yōu)化調整熱網運行，完善蒸汽管網凝結水回收系統(tǒng)，將回收的凝結水經鍋爐再次加熱成蒸汽，重復使用，從而降低軟化水的使用量。

4.4 提高污水回用率

煉油行業(yè)的污水回用在我國起步較晚，但迄今為止已有多家煉油廠成功實現(xiàn)了污水回用，大部分回用于循環(huán)冷卻水的補充水。根據(jù)中石化西安分公司排水水質的各項指標，可以考慮全部工業(yè)廢水的回收。排水有機物在70mg/L～100mg/L之間，含油量低于5mg/L，氨氮絕大部分低于5mg/L，只有懸浮物較高，為60mg/L～110mg/L，通過混凝澄清或過濾的水處理工藝可以實現(xiàn)回用。同時，對各車間含油污水（包括聯(lián)合常壓車間的電除鹽出水）等進行嚴格管理，加強、優(yōu)化工藝操作，使污水中的含油率下降到盡可能的最低點，一方面降低原料損耗，其次降低廢水中含油量，減輕后續(xù)的處理壓力。

4.5 提高水表配備率

節(jié)水源于準確計量，節(jié)能降耗要從能源計量管理開始。在測試過程中我們注意到西安石化分公司的表計配置率較高，但損壞、不準確的較多。為此建議增加儀表，使一級水表檢測率（全廠各種水源的計量）達到100%，二級水表檢測率（各車間及廠區(qū)生產用水的計量）達到95%。建立較完整的企業(yè)用水技術檔案，為用水管理，設備運行、檢修、維護以及廠區(qū)規(guī)劃創(chuàng)造條件。

4.6 加強用水管理和工藝改進

加強用水管理，通過核定指標、計量管理，在確保車間生產和員工生活正常進行的前提下，增強廣大員工的節(jié)能意識，樹立節(jié)約用水觀念，控制成本，降低公司生產水耗。同時在現(xiàn)有基礎上,逐步引進無水工藝或者空氣冷卻工藝，從根本上改變工藝機理，減少無效用水量。陜西水利