凝結(jié)水回收裝置工藝改造及效果評(píng)價(jià)

黎桉安，魏 霞，劉延?xùn)|，魏 超，姬冠華

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

榆林處理廠采用閉式工藝進(jìn)行凝結(jié)水回收，從用熱裝置返回的凝結(jié)水進(jìn)入回收裝置實(shí)現(xiàn)汽水分離，分離出的凝結(jié)水流入閃蒸罐下面的集水罐，經(jīng)兩臺(tái)凝結(jié)水泵給鍋爐連續(xù)補(bǔ)水，蒸汽通過(guò)引射器攜帶入鍋爐循環(huán)利用（見(jiàn)圖1）。

1 存在問(wèn)題及原因分析

1.1 凝結(jié)水回水溫度過(guò)高，造成裝置運(yùn)行不穩(wěn)定

連續(xù)一個(gè)月從凝結(jié)水回水管線測(cè)試其溫度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)凝結(jié)水的溫度平均為91 ℃。凝結(jié)水回收裝置在高溫水中長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行條件苛刻，極易造成裝置汽化、機(jī)泵不上量，影響運(yùn)行（見(jiàn)圖2）。

1.2 設(shè)備選型與運(yùn)行參數(shù)不匹配，造成機(jī)泵故障率

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障原因分析，認(rèn)為機(jī)泵、疏水閥等設(shè)備不滿(mǎn)足系統(tǒng)工況下的技術(shù)要求，造成設(shè)備長(zhǎng)期帶病運(yùn)行。

（1）凝結(jié)水回收裝置給水泵排量為13 m3/h，而2臺(tái)鍋爐消耗水量為3～7 m3/h，泵長(zhǎng)時(shí)間處于憋壓的狀態(tài)，極易造成機(jī)泵汽蝕或電機(jī)繞組燒壞，是其故障率高的主要原因。

（2）鍋爐補(bǔ)水泵選用的是單級(jí)離心泵，在應(yīng)對(duì)高溫水的汽蝕方面效果比較差，是補(bǔ)水泵故障率高的重要原因。

（3）污水處理裝置蒸汽疏水閥由于老化、選型方面的原因，一直效果不佳，大量蒸汽直接回到凝結(jié)水裝置，造成其汽化嚴(yán)重，加速機(jī)泵的故障頻率。

1.3 裝置回流為手動(dòng)操作，無(wú)法滿(mǎn)足運(yùn)行需求

凝結(jié)水裝置回流閥門(mén)為手動(dòng)閥門(mén)，當(dāng)鍋爐水位達(dá)到上限不需要補(bǔ)水時(shí)，回流手動(dòng)閥門(mén)無(wú)法及時(shí)調(diào)整開(kāi)度，造成凝結(jié)水在泵體內(nèi)循環(huán)，阻力增大、溫度升高，長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備故障、裝置無(wú)法正常運(yùn)行，降低凝結(jié)水回收裝置運(yùn)行時(shí)率（見(jiàn)圖3）。

圖1 榆林天然氣處理廠供熱單元流程圖

圖2 凝結(jié)水回水溫度統(tǒng)計(jì)圖

圖3 凝結(jié)水裝置回流調(diào)節(jié)閥示意圖

2 優(yōu)化調(diào)整改造

2.1 凝結(jié)水再次引入換熱設(shè)備，進(jìn)一步降低回水溫度

將2#甲醇回收裝置重沸器凝結(jié)水流程引入原料加熱器，同時(shí)將凝結(jié)水回收裝置回收的凝結(jié)水引入供暖熱交換機(jī)組。一方面對(duì)換熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，節(jié)約蒸汽用量；另一方面凝結(jié)水溫度進(jìn)一步降低，保證了凝結(jié)水的回收效率。

2.2 對(duì)相關(guān)設(shè)備重新選型，解決制約生產(chǎn)的主要瓶頸

將原單級(jí)離心泵更換為多級(jí)離心泵，額定排量由13 m3/h 降低為7 m3/h，有效抑制機(jī)泵在運(yùn)行過(guò)程中的汽蝕現(xiàn)象，且噪音、耗電量相應(yīng)下降。

根據(jù)重沸器換熱后產(chǎn)生的凝結(jié)水量，合理選擇疏水閥通量，閥體選用不銹鋼材料代替原鑄鐵材料，提高疏水效果，保證疏水閥不腐蝕穿孔。

2.3 回流增加氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并與鍋爐液位連鎖

在目前處理廠BB 控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，新增一套回水調(diào)節(jié)控制閥，并將新增調(diào)節(jié)閥信號(hào)接入鍋爐房已建AO 卡件，通過(guò)修改污水單元控制器程序，將調(diào)節(jié)閥與已有鍋爐液位信號(hào)建立連鎖，并在上位機(jī)進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)PI 自動(dòng)控制。

具體功能：當(dāng)鍋爐液位低于設(shè)定值需要補(bǔ)水時(shí)，回流調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，凝結(jié)水通過(guò)凝結(jié)水泵給鍋爐補(bǔ)水。當(dāng)鍋爐液位高于設(shè)定值時(shí)不需補(bǔ)水時(shí)，回流調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，部分凝結(jié)水回流至集水器，減輕機(jī)泵的運(yùn)行負(fù)荷（見(jiàn)圖4）。

3 效果分析評(píng)價(jià)

3.1 節(jié)水效益

改造前日凝結(jié)水排放量約為35 m3，改造后檢測(cè)結(jié)果日均凝結(jié)水排放量約10 m3，日均節(jié)約軟化水25 m3，預(yù)計(jì)改造后年月節(jié)約用水9 000 m3。

3.2 節(jié)電、節(jié)氣效益

改造后，凝結(jié)水蒸汽利用率提升，鍋爐消耗天然氣日均約降低1 000 m3（見(jiàn)表1）。

表1 改造前后日鍋爐消耗氣量對(duì)比

改造后，日均節(jié)電250 千瓦時(shí)。

表2 改造前后日凝結(jié)水排放量對(duì)比

3.3 其他效果

工藝改造優(yōu)化后凝結(jié)水裝置平均運(yùn)行溫度由改造前90 ℃降至75 ℃，改造后裝置降溫目的明顯，即有效提升閃蒸罐內(nèi)蒸汽引射效率，又消除了由回水溫度過(guò)高造成氣蝕，機(jī)泵頻繁故障，裝置運(yùn)行時(shí)率達(dá)到95 %以上（見(jiàn)圖5）。

（1）改造后設(shè)備故障頻次降低，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，僅由于更換凝結(jié)水泵循環(huán)水接頭停用凝結(jié)水裝置1 小時(shí)，大幅降低維修強(qiáng)度。

（2）試用期內(nèi)節(jié)約維修費(fèi)：7 000 元×2+2 048 元×5+1 500 元×2+350 元×3=28 290 元。

（3）裝置運(yùn)行平穩(wěn)，降低新鮮水系統(tǒng)、軟化水裝置及回注系統(tǒng)日運(yùn)行時(shí)間，降低崗位員工勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)耗能等（見(jiàn)表3）。

圖4 榆林天然氣處理廠供熱單元流程圖

圖5 改造前后日凝結(jié)水回水溫度對(duì)比

表3 改造全年凝結(jié)水泵故障情況對(duì)比

對(duì)比評(píng)價(jià)可以看出，對(duì)凝結(jié)水回收工藝優(yōu)化調(diào)整改造后，降低了燃料天然氣和新鮮水的用量，節(jié)能降耗的效果非常明顯，保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，降低員工操作與維修勞動(dòng)強(qiáng)度，降低設(shè)備故障維修頻次，節(jié)約維護(hù)維修費(fèi)用。

閉式凝結(jié)水回收工藝杜絕了蒸汽的外漏，降低了二次閃蒸汽的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的熱污染，同時(shí)也大大降低了回注系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力。通過(guò)評(píng)價(jià)，認(rèn)為本次工藝優(yōu)化調(diào)整改造是成功的，各個(gè)方面的效益十分明顯。

［1］ 景元，錢(qián)偉彬，蘇林，季長(zhǎng)亮，劉家辰.凝結(jié)水回收系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析及改進(jìn)效果評(píng)價(jià)［J］.石油化工應(yīng)用，2013，32（5）：112-114.

［2］ 王紅衛(wèi).蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)改造煉［J］.煉油技術(shù)與工程，2009，39（11）：48-50.

［3］ 邵貴改.蒸汽及凝結(jié)水回收系統(tǒng)優(yōu)化改造［J］.煉油技術(shù)與工程，2003，33（9）：67-70.