德士古全廢鍋流程水系統(tǒng)優(yōu)化改造

王志敏(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)公司 寧夏銀川750001)

0 前言

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)公司德士古全廢熱鍋爐工藝煤氣化裝置自2004年開(kāi)始建設(shè)以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的改造和創(chuàng)新，逐漸實(shí)現(xiàn)了安全穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)也出現(xiàn)了如對(duì)流廢熱鍋爐出口氣體溫度高、系統(tǒng)補(bǔ)水量以及廢水排放量大等問(wèn)題。2011年以來(lái)，通過(guò)系統(tǒng)水平衡計(jì)算及采取一系列的技改措施后，大幅降低了系統(tǒng)(變換和氣化系統(tǒng)，下同)補(bǔ)水量及廢水排放量，確保了裝置滿負(fù)荷、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1 全廢鍋流程水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

1.1 系統(tǒng)補(bǔ)水量和排水量大

氣化爐滿負(fù)荷運(yùn)行4～5 d后，氣化爐從拐點(diǎn)至對(duì)流廢熱鍋爐整體的溫度上升，拐點(diǎn)平均溫度達(dá)550 ℃，輻射廢熱鍋爐出口氣體溫度達(dá)530 ℃，對(duì)流廢熱鍋爐出口氣體溫度達(dá)394 ℃，溫度的上升直接影響氣化爐的正常運(yùn)行。為了維持滿負(fù)荷、長(zhǎng)周期運(yùn)行，在輻射廢熱鍋爐內(nèi)增加激冷水以降低工藝氣溫度，達(dá)到了預(yù)期效果；激冷水流量為40 m3/h左右，采用中壓鍋爐給水。

每臺(tái)氣化爐采用15 m3/h中壓鍋爐給水作為碳洗塔塔盤補(bǔ)水，經(jīng)洗滌制得粗煤氣，而變換冷凝液(55～65 m3/h)直接回收至灰水槽溢流處，導(dǎo)致外排水量增大，浪費(fèi)了水資源。系統(tǒng)用水(汽)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1(表中數(shù)據(jù)為月平均值，下同)，系統(tǒng)排水統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 系統(tǒng)用水(汽)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)m3/h

日期碳洗塔塔盤補(bǔ)水鎖斗充壓水過(guò)濾機(jī)沖洗水機(jī)泵密封水破渣機(jī)密封水變換冷密封水汽提塔蒸汽消耗激冷水2011-0430.010.02.07.017.08.02.141.02011-0531.09.02.09.019.010.02.042.02011-0629.011.02.38.021.09.01.940.02011-0731.011.02.110.020.011.02.043.02011-0830.010.02.09.018.09.01.844.0

通過(guò)表1和表2可以看出，系統(tǒng)進(jìn)水量和排水量出現(xiàn)嚴(yán)重失衡，系統(tǒng)消耗水量過(guò)大，同時(shí)外排的水量超過(guò)了污水處理系統(tǒng)的污水處理能力，造成一部分水溢流外排，既浪費(fèi)了水資源，又污染了環(huán)境。

1.2 制漿用水管線結(jié)垢、堵塞

煤漿制備工段用水主要為甲醇?xì)堃汉妥儞Q冷凝液，其量不足時(shí)用灰水補(bǔ)充。單臺(tái)制漿給水泵運(yùn)行一段時(shí)間后，輸水量無(wú)法滿足制漿用水需要；采用2臺(tái)制漿給水泵運(yùn)行后，輸水量仍然無(wú)法滿足制漿用水需要，初步判斷為水管結(jié)垢、堵塞。

2 技術(shù)改造方案

改造前、后氣化系統(tǒng)水平衡示意分別見(jiàn)圖1和圖2。

(1)變換系統(tǒng)增加1臺(tái)除氧器和2臺(tái)高壓給水泵，用于輸送激冷水及碳洗塔塔盤洗滌用水，使變換冷凝液及機(jī)泵密封水得到充分利用，不致溢流排放。目前，正常生產(chǎn)時(shí)的激冷水和碳洗塔塔盤洗滌水用水均由高壓給水泵供水。

圖1 改造前氣化系統(tǒng)水平衡示意

圖2 改造后氣化系統(tǒng)水平衡示意

通過(guò)管線改造，使汽提塔冷凝液泵出口、泵密封水回水及空分冷凝液可以切換至新增除氧器中;同時(shí),在汽提塔冷凝液泵至新增除氧器入口處增設(shè)2臺(tái)換熱器(1開(kāi)1備)，以降低新增除氧器內(nèi)水溫，防止高壓給水泵發(fā)生氣蝕。在高壓給水泵出口配置1條至碳洗塔塔盤的管線，用以替換中壓鍋爐給水作為碳洗塔塔盤洗滌水。

(2)高壓灰水泵出口引1條至鎖斗的沖壓管線，用以替代中壓鍋爐給水，可節(jié)省中壓鍋爐給水10 m3/h, 且完全滿足工藝需求。

(3)廢水收集沉降池增加2臺(tái)液下泵，泵出口分為2路，一路管線用于沖洗制漿系統(tǒng)粗粒子，另一路引至重力沉降槽，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)減少?gòu)U水排放量；低壓灰水泵出口新增1路管線至過(guò)濾機(jī)，用低壓灰水替代原新鮮水沖洗過(guò)濾機(jī)。

(4)在灰水槽新增2臺(tái)低壓灰水泵，泵出口分為4路，一路作為新增除氧器輔助補(bǔ)水，一路送至廢水處理系統(tǒng)，一路作為制漿及氣化系統(tǒng)打掃衛(wèi)生沖洗水，一路引至添加劑槽替換之前所用的新鮮水，作為配制添加劑的用水。

(5)制漿給水泵至制漿工段新配1條管線。采用新配管線后，單臺(tái)泵打量完全能滿足制漿系統(tǒng)的需要；原舊管線結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)高壓清洗后作備用管線。用于制漿的各水水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表3。

(6)變換系統(tǒng)新增冷凝液罐、冷凝液泵各1臺(tái)，收集界區(qū)內(nèi)冷凝液，再送至除氧器，以作他用。

3 技改效果

采取以上技術(shù)改造措施后，滿足了氣化系統(tǒng)用水需求，同時(shí)大幅減少了系統(tǒng)的補(bǔ)水量和排水量，系統(tǒng)補(bǔ)水量減少了82 m3/h，灰水槽溢流量由原105 m3/h降至24 m3/h，大大降低了水處理系統(tǒng)的負(fù)荷并減輕了環(huán)保壓力。