華北石化分公司水平衡測(cè)試及節(jié)水分析

張 雷

(河北省滄州水文水資源勘測(cè)局，河北 滄州 061000)

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華北石化分公司水平衡測(cè)試及節(jié)水分析

張 雷

(河北省滄州水文水資源勘測(cè)局，河北 滄州 061000)

2002年和2012年先后兩次對(duì)華北石化分公司進(jìn)行水平衡測(cè)試工作，綜合介紹兩次水平衡測(cè)試的方法及使用設(shè)備。通過(guò)對(duì)兩次水平衡測(cè)試結(jié)果的對(duì)比分析可知，該公司在10年的發(fā)展中無(wú)論從節(jié)水管理還是用水工藝上采取的節(jié)水措施取得了實(shí)效。根據(jù)2012年的測(cè)試結(jié)果對(duì)各用水單元的供、用、耗、排水情況進(jìn)行合理性用水分析，結(jié)合用水環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出了節(jié)水建議，挖掘節(jié)水潛力，尋找節(jié)水途徑，采取節(jié)水措施，提高合理用水水平。

水平衡測(cè)試；用水分析；節(jié)水

華北石化分公司始建于1987年，隸屬于中國(guó)石油天然氣股份有限公司，位于河北省任丘市。該公司屬于中型煉油石化企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模為原油加工能力300萬(wàn) t/a，聚丙烯生產(chǎn)能力6萬(wàn) t/a，產(chǎn)品主要包括汽柴油、液化石油氣、化工輕油、航煤、200#溶劑油、工業(yè)用燃料油、丙烷、丙烯、聚丙烯等。結(jié)合市場(chǎng)需求，公司生產(chǎn)規(guī)模近幾年呈逐漸增大態(tài)勢(shì)，相應(yīng)的用水量也在逐年增加。國(guó)務(wù)院2015年發(fā)布了“水十條”(關(guān)于印發(fā)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知)，其中明確提出著力節(jié)約保護(hù)水資源，明確了要控制用水總量，提高用水效率，抓好工業(yè)節(jié)水。華北地區(qū)地下水超采嚴(yán)重，面臨著更加嚴(yán)峻的節(jié)水壓力。為了節(jié)約水資源，華北石化分公司通過(guò)對(duì)全廠(chǎng)開(kāi)展水平衡測(cè)試工作來(lái)挖掘節(jié)水潛力，從而做到合理調(diào)配廠(chǎng)內(nèi)水資源的使用、增加水的重復(fù)利用率，進(jìn)而也減少了末端污水的排放量。華北石化分公司水平衡測(cè)試工作的開(kāi)展，對(duì)于其他石化企業(yè)節(jié)水工作的開(kāi)展有一定的借鑒意義。

1 水平衡測(cè)試

1.1 測(cè)試程序、方法及儀器

1.1.1 測(cè)試程序

采用逐級(jí)平衡法，即按企業(yè)水量平衡測(cè)試單元，自下而上、從局部到整體，逐級(jí)進(jìn)行水平衡測(cè)試。在生產(chǎn)情況穩(wěn)定的情況下，首先進(jìn)行設(shè)備水平衡測(cè)試，之后再做車(chē)間水平衡測(cè)試，最后是全廠(chǎng)水平衡測(cè)試。

1.1.2 測(cè)試方法

水平衡測(cè)試方法包括水表法、超聲波流量計(jì)法、容積法、小浮標(biāo)法、流速儀法、定額法。根據(jù)華北石化分公司的實(shí)際情況，本次水平衡測(cè)試主要以超聲波流量計(jì)法、容積法、水表法為主，測(cè)試時(shí)間定為連續(xù)三晝夜。

其中超聲波流量計(jì)法，按測(cè)點(diǎn)等級(jí)進(jìn)行測(cè)試，一級(jí)點(diǎn)3天測(cè)記7次，二級(jí)點(diǎn)3天測(cè)記4次，三級(jí)點(diǎn)3天測(cè)記3次；容積法，每日3次，測(cè)試3天共9次；水表法，3天讀記7次。

測(cè)試位置包括聯(lián)合二催、聯(lián)合三催、聯(lián)合常壓、聯(lián)合雙脫、聯(lián)合氣分、污水汽提、聚丙烯、硫磺回收、動(dòng)力車(chē)間、循環(huán)水場(chǎng)、污水處理、空分、空壓站、液化氣、油品儲(chǔ)運(yùn)、鍋爐房、化驗(yàn)樓、供電公司、鉗修車(chē)間汽及生活用水等各進(jìn)水干管及支管水量。

1.1.3 測(cè)試儀器

本次水平衡測(cè)試使用的儀器包括：TDS-100P便攜式超聲波流量計(jì)、FLUXUS F601手持式超聲波液體流量計(jì)、LS45A型旋杯式流速儀、WQG-17型水溫表、氣溫表、電子秒表、盒尺、塑料桶、塑料瓶、臺(tái)秤、刮刀、銼刀、耦合劑等。超聲波流量計(jì)選擇安裝在管材均勻致密，易于超聲波傳輸?shù)闹惫芏巍Ｌ筋^安裝方法有V法、Z法和W法等。本次測(cè)試根據(jù)不同管道實(shí)際情況，三種安裝方法均有采用。

1.2 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析

1.2.1 主要用水單元分析

華北石化分公司主要用水工藝為除鹽水站水處理用水、循環(huán)水補(bǔ)水、機(jī)泵冷卻用水、裝置水封、沖洗、補(bǔ)水等用水、消防用水、生活用水、外供水及管網(wǎng)漏溢。企業(yè)生產(chǎn)用水來(lái)自4眼自備井，井水被提取后匯合進(jìn)入供水站的蓄水罐。供水站主要為公司生產(chǎn)提供新鮮水，另外還用于全廠(chǎng)消防用水、辦公和輔助單位的生活和衛(wèi)生用水。2012年的測(cè)試結(jié)果如下：

1)除鹽水站水處理用水。除鹽水主要用于公司蒸汽鍋爐和其他需要使用除鹽水的生產(chǎn)裝置。日取新鮮水量6 172.8 m3，約占企業(yè)日取水總量的63.8%。

2)循環(huán)水補(bǔ)水。4個(gè)循環(huán)水場(chǎng)和空分裝置內(nèi)部水循環(huán)裝置。循環(huán)水的損耗主要包括風(fēng)損和熱損，日補(bǔ)新水量1 905.6 m3，占企業(yè)日取新水量的19.7%。

3)機(jī)泵冷卻用水。公司大部分機(jī)泵冷卻采用了循環(huán)水冷卻，但常減壓裝置、減粘裝置、油品裝置及二、三催裝置的機(jī)泵冷卻使用的是新鮮水直接冷卻，這些裝置日取新鮮水量為953.9 m3，約占企業(yè)日取新水量的9.9%。

4)裝置水封、沖洗、補(bǔ)水等用水。氣柜、污水罐水封、水罐沖洗、水箱補(bǔ)水、純凈水裝置及其它生產(chǎn)裝置或工藝用新鮮水，日取新鮮水量約166.1 m3，約占企業(yè)日取新鮮水量的1.7%。

5)生活用水。辦公樓、食堂等用水，日取新鮮水量471.6 m3，約占企業(yè)日取新鮮水量的4.9%。

1.2.2 用水技術(shù)考核指標(biāo)對(duì)比分析

通過(guò)兩次水平衡測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析，可以看出公司在10年的發(fā)展中所采取的管理措施及投入的資金改造從經(jīng)濟(jì)效益上取得收益。依據(jù)CJ 41—1999《工業(yè)企業(yè)水平衡測(cè)試方法》、CJ 42—1999《工業(yè)用水考核指標(biāo)及計(jì)算方法》、GB/T 12452—2008《企業(yè)水平衡測(cè)試通則》和GB/T 7119—2006《節(jié)水型企業(yè)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)企業(yè)各項(xiàng)用水技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算。兩次水平衡測(cè)試工業(yè)用水技術(shù)考核指標(biāo)對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 兩次水平衡測(cè)試工業(yè)用水技術(shù)考核指標(biāo)對(duì)比分析表

1.2.3 用水合理性分析

結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，在對(duì)2012年水平衡測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算出各用水單元的供、用、排、耗水量。

1)日取新水量、新水利用系數(shù)、排水率。公司日取新水量為9 670.0 m3，新水利用系數(shù)為0.631，排水率為36.9%。公司排水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的石油煉制行業(yè)廢水量排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3551-83)中的要求，屬先進(jìn)水平。

2)重復(fù)利用量、重復(fù)利用率。公司重復(fù)利用量為517 494.3 m3/d，重復(fù)利用率為98.0%，高于國(guó)內(nèi)對(duì)石油煉制行業(yè)規(guī)定的節(jié)水型企業(yè)技術(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)中要求的重復(fù)利用率97.5%，用水合理。

3)間接冷卻水循環(huán)率。公司間接冷卻水循環(huán)率為99.0%，循環(huán)利用率較高，說(shuō)明公司冷卻水用水合理。

4)人均生活日取水量。公司人均生活日取水量為248.2 L/(人·d)，而石油化工企業(yè)生活用水定額為180 L/(人·d)，所以公司人均生活用水量高于本行業(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)。在水平衡測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，公司部分車(chē)間的衛(wèi)生間用水粗放，存在比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，導(dǎo)致生活用水量偏高，所以建議公司對(duì)衛(wèi)生間應(yīng)該進(jìn)行節(jié)水改造，應(yīng)采用節(jié)水型器具，降低生活用水定額，從而節(jié)約新鮮水資源。

2 節(jié)水措施及潛力分析

2.1 現(xiàn)狀節(jié)水措施

1)華北石化分公司完成了除鹽水站的改建擴(kuò)建，減少了中和污水的排放量；循環(huán)水反沖洗排污水和除鹽水排污水綜合利用、冷凝水回收利用工程已經(jīng)完成施工，將有150 m3/h的污水經(jīng)深度處理后能夠繼續(xù)回用。

2)液化氣車(chē)間更換使用新的壓縮機(jī)，同時(shí)將原冷卻用的一次新鮮水改為循環(huán)水，該改造可實(shí)現(xiàn)節(jié)水20 m3/h。

3)除鹽水站除硅水由原來(lái)排入濃水系統(tǒng)改為進(jìn)入澆花系統(tǒng)，解決了除鹽水站濃水過(guò)剩而大量放空的現(xiàn)象，從而補(bǔ)充了綠化用水。

4)在改擴(kuò)建90 000 m3成品油罐的施工過(guò)程中，使用外排污水代替新鮮水，節(jié)約了新鮮水的消耗，同時(shí)為擴(kuò)建項(xiàng)目節(jié)約投資約5萬(wàn)元。

5)公司機(jī)關(guān)辦公樓、空分車(chē)間、銷(xiāo)售公司及基建工程部的衛(wèi)生間沖洗用的新鮮水改為深度處理后的污水，該改造可節(jié)約新鮮水3～5 m3/h。

2.2 節(jié)水潛力分析

1)除鹽水站水處理。除鹽水站是全廠(chǎng)第一用水大戶(hù)，除鹽水一部分經(jīng)過(guò)進(jìn)一步除氧后，供蒸汽鍋爐使用，另一部分供生產(chǎn)裝置或產(chǎn)品用水。除鹽水站每日產(chǎn)生濃水1 893.6 m3，每天為Ⅲ循、Ⅳ循補(bǔ)充1 412.6 m3，其余的481.0 m3則排入地溝白白流走，若將這部分水收集利用，每年可節(jié)水14.4萬(wàn) m3。

2)蒸汽冷凝水的回收與排放。煉油行業(yè)蒸汽用量較大，因此產(chǎn)生的冷凝水量也是很可觀(guān)的。全廠(chǎng)發(fā)汽設(shè)備產(chǎn)蒸汽4 800 t/d，供全廠(chǎng)單位用汽，產(chǎn)生冷凝水3 715.2 t/d，回收利用2 812.8 t/d冷凝水回收利用率達(dá)75.7%，利用率較高。然而，一部分冷凝水白白流走，一部分排入含油污水系統(tǒng)，所以公司在蒸汽冷凝水回收利用方面還是存在潛力的。

3)機(jī)泵冷卻用水。公司常減壓、油品等車(chē)間部分機(jī)泵冷卻水用的是新鮮水，用水量達(dá)811.2 m3/d，如果將這部分機(jī)泵冷卻水改用循環(huán)水，每年將節(jié)約水量24.3萬(wàn) m3。況且按目前4個(gè)循環(huán)水場(chǎng)的供水能力是可以實(shí)現(xiàn)的，盡量減少新鮮水量的浪費(fèi)。

4)提高濃縮倍率。公司循環(huán)水濃縮倍率為1.88，與國(guó)家規(guī)定的5倍濃縮倍率還有很大的差距，與國(guó)際先進(jìn)水平相比相差更遠(yuǎn)。建議公司通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳濃縮倍數(shù)，嚴(yán)格控制人工外排水量，排水只在水廠(chǎng)進(jìn)行，關(guān)閉車(chē)間內(nèi)的排水閥門(mén)，真正形成閉路循環(huán)系統(tǒng)。

5)生活用水。公司對(duì)于生活用水節(jié)水比較重視，已經(jīng)采用了部分節(jié)水型的衛(wèi)生器具和閥門(mén)，包括采用節(jié)水型水龍頭及腳踏板開(kāi)關(guān)等。國(guó)內(nèi)一些廠(chǎng)家已研制出延時(shí)自閉沖洗閥門(mén)，可節(jié)水50%，該閥門(mén)在50 kPa壓力下即可啟動(dòng)，1～2 s即可供水，3～5 s后自動(dòng)關(guān)閉，一次只耗水4 kg左右(普通水箱為9～11 kg)。公司可根據(jù)實(shí)際情況，在今后進(jìn)一步采用切實(shí)可行的節(jié)水器具來(lái)減少生活用水用量。若按用水定額為180 L/(人·d)計(jì)算，可節(jié)約水量48.2 L/(人·d)。

6)管理節(jié)水。目前公司節(jié)水管理工作較粗放，存在跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；部分用水環(huán)節(jié)水表型號(hào)配備不合理，對(duì)新化驗(yàn)樓、供應(yīng)站日取水量不大的單元安裝了大規(guī)格的水表，一方面計(jì)量不準(zhǔn)確，另一方面也造成了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。建議公司需要加強(qiáng)節(jié)水宣傳，提高全體員工的節(jié)水意識(shí)；健全節(jié)水管理機(jī)構(gòu)及職能，建立節(jié)水考核、獎(jiǎng)懲制度，并嚴(yán)格執(zhí)行。通過(guò)加強(qiáng)節(jié)水工作的精細(xì)化管理來(lái)達(dá)到以最小的成本獲取更大的節(jié)水效益、經(jīng)濟(jì)效益是公司節(jié)約用水的首選途徑。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)對(duì)公司開(kāi)展兩次水平衡測(cè)試工作結(jié)果的分析，可以看出公司在節(jié)水管理上采取的措施收到了經(jīng)濟(jì)上的回報(bào)。

(2)針對(duì)現(xiàn)狀用水情況和已采用的節(jié)水措施，進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力，發(fā)現(xiàn)除鹽水站、蒸汽冷凝水回收、常減壓和油品車(chē)間的機(jī)泵冷卻等用水單元還存在較大的節(jié)水潛力。

(3)通過(guò)對(duì)華北石化分公司水平衡測(cè)試工作的開(kāi)展，結(jié)合用水環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出了合理化措施建議，對(duì)于其他石化企業(yè)節(jié)水工作的開(kāi)展有一定的借鑒意義。

[1]CJ 41—1999.工業(yè)企業(yè)水平衡測(cè)試方法.

[2]CJ 42—1999.工業(yè)用水考核指標(biāo)及計(jì)算方法.

[3]GB/T 12452—2008.企業(yè)水平衡測(cè)試通則.

[4]GB/T 7119—2006.節(jié)水型企業(yè)評(píng)價(jià)導(dǎo)則.

[5]胡洋洋,劉廷璽,楊穎.火電廠(chǎng)水平衡測(cè)試及節(jié)水分析[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電.(2009)07-0119-03.

[6]王啟文,刁立新.中油股份公司華北石化分公司水平衡測(cè)試報(bào)告[R].2002.

[7]卞海彬,刁立新.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北石化分公司水平衡測(cè)試報(bào)告[R].2012.

2017-01-06

張雷(1983-)，男，河北青縣人，工程師，主要從事水文測(cè)驗(yàn)、水平衡測(cè)試、水資源論證及水資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作。

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