工業(yè)水場節(jié)能降耗挖潛措施

孟祥斌

（中國石油大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶163714）

工業(yè)水場節(jié)能降耗挖潛措施

孟祥斌

（中國石油大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶163714）

分析了工業(yè)水裝置物耗、能耗和水耗偏高的原因，采取了改變機(jī)泵的運(yùn)行方式、更新設(shè)備、選用高效藥劑、優(yōu)化裝置的運(yùn)行工況及修訂運(yùn)行管理制度等有效措施。結(jié)果表明，改進(jìn)后的工業(yè)水裝置的能耗同比降低1.39%，源水單耗降低0.049%，物耗降低0.97%，如果進(jìn)一步提升裝置的自動(dòng)化程度，節(jié)能降耗工作將取得更大成效。

能耗物耗分析；節(jié)能降耗；措施

某石化公司水氣廠源水由某泵站提升，需要經(jīng)過2條Φ720×10和1條Φ1020×10的管線進(jìn)入2座5 000 m3的源水罐，靠重力自流（或源水泵提升）進(jìn)入4座機(jī)械攪拌澄清池，途中投加混凝劑聚合氯化鋁鐵，經(jīng)靜態(tài)混合器作用，源水與藥劑充分混合，在澄清池中雜質(zhì)進(jìn)行混凝、沉淀后，澄清池上清液進(jìn)入虹吸濾池進(jìn)行過濾，濾后水進(jìn)入清水池中，最后由清水泵（包括工業(yè)水泵、低硅水泵和低溫水泵）送往各用水裝置。為節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，澄清池排泥水經(jīng)排泥水泵提升送入排泥水回收裝置處理，處理后的上清液自流進(jìn)入反洗水池，與虹吸濾池的反洗水一同經(jīng)反洗水泵提升回收至源水罐中循環(huán)處理，形成的泥渣由帶式壓濾機(jī)脫水后壓成泥餅外送到工業(yè)垃圾場［1～3］。

1 裝置能耗、物耗、源水單耗

裝置能耗、物耗、源水單耗情況見表1。（能耗=（電能+蒸汽能）/產(chǎn)量；物耗=（聚合鋁鐵+聚丙烯酰胺）/產(chǎn)量；源水單耗=源水量/產(chǎn)量。）

表1 能耗、物耗、水耗統(tǒng)計(jì)

2 偏高原因分析

2.1 物耗情況分析

（1）在排泥水進(jìn)入濃縮池前投加的聚丙烯酰胺量大，浪費(fèi)藥劑，并且濃縮池出水中含有聚丙烯酰胺，導(dǎo)致回收利用的污水進(jìn)入澄清池處理時(shí)，污泥會(huì)粘附在斜管上。

（2）在脫泥操作時(shí)，需投加大量的聚丙烯酰胺，才能保證泥餅含水量達(dá)標(biāo)。

（3）聚合鋁鐵手動(dòng)控制加藥，存在溶藥濃度不準(zhǔn)，調(diào)節(jié)加藥流量滯后的問題。

（4）冬季水溫低，需混凝劑中含有Fe2O3，才能更好地絮凝，冬季聚合鋁鐵有效成分Fe2O3的含量有時(shí)較低，需增加藥劑的投加量。

（5）澄清池配水槽局部堵塞，布水不均，致使藥劑消耗增加。

2.2 能耗情況分析

（1）工業(yè)水泵與外送水量不匹配，效率低。近年來各裝置節(jié)水效果顯著，用水量大幅減少，所以，工業(yè)水場常常需要手動(dòng)控制通過限制泵出口閥門來控制外送水量，會(huì)出現(xiàn)泵憋壓運(yùn)行的情況，手動(dòng)控制滯后于外網(wǎng)的用水量波動(dòng)，導(dǎo)致瞬間壓力大幅度頻繁波動(dòng)，乙烯廠區(qū)2#線、16#線出現(xiàn)漏點(diǎn)，損失水資源［4］。

（2）排泥水泵（額定流量350 t/h）受排泥水回收裝處理能力（額定流量200 t/h）的限制，輸送量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定流量，反洗泵（額定流量550 t/h）的輸送流量（300 t/h左右）也大幅度減小，泵使用效率降低，耗能大。

（3）工業(yè)水場澄清池、排泥泵房、反洗泵房采用蒸汽采暖，其中澄清池和反洗泵房無人值守，浪費(fèi)熱能［5］。

（4）濾池崗位真空泵運(yùn)行時(shí)間長。崗位人員在反洗濾池時(shí)，為了方便，在抽吸大虹吸管形成真空、已進(jìn)入反洗狀態(tài)后沒有及時(shí)停運(yùn)真空泵，而是反洗結(jié)束，破壞大虹吸管，繼續(xù)抽吸小虹吸管，形成虹吸恢復(fù)進(jìn)水狀態(tài)后再停泵，每次反洗泵要多運(yùn)行10 min的時(shí)間。

（5）儲(chǔ)藥池出口堵塞或加藥提升泵出口管線濾網(wǎng)被藥劑堵塞，造成提升泵運(yùn)行時(shí)間延長。

（6）崗位人員存在脫泥后沖凈濾布，濾布沖洗干凈后沒有及時(shí)停泵，導(dǎo)致沖洗水泵運(yùn)行時(shí)間延長。

（7）部分崗位存在長明燈現(xiàn)象。

（8）帶式壓濾機(jī)的轉(zhuǎn)鼓附著能力降低，導(dǎo)致脫泥效率低，致使帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行時(shí)間延長，能耗增加。

2.3 源水單耗情況分析

（1）第3組濾池反洗水頭小，濾池反洗效果差，導(dǎo)致反洗時(shí)間延長，反洗水量增加。

（2）濾池部分濾料粒徑變小，納污能力變差，濾池經(jīng)常出現(xiàn)高液位，反洗頻繁。

（3）壓濾機(jī)玻璃板磨損嚴(yán)重，沖洗濾布時(shí)間長浪費(fèi)水，且有泄漏。

（4）斜管老化，光滑度降低，長期運(yùn)行后斜管嚴(yán)重積泥，需要壓力水沖洗。

（5）濾池內(nèi)澄清池出水濁度儀的下水管通到濾池內(nèi)，但因下水管較細(xì)，且彎頭較多，容易堵塞，造成溢流。

（6）在源水大幅度調(diào)整后，沒有及時(shí)通知濾除崗位人員開啟停運(yùn)的單池，導(dǎo)致運(yùn)行的單池因進(jìn)水量過大，造成高液位溢流。

（7）排泥水回收裝置泥餅含水率高。

（8）管網(wǎng)壓力大幅度頻繁波動(dòng)，造成地網(wǎng)管線泄漏。

3 挖潛措施

3.1 節(jié)能方面

（1）對水泵進(jìn)行調(diào)速可達(dá)到節(jié)能的效果，不改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而是改變水泵的轉(zhuǎn)速。技術(shù)人員尋找既能穩(wěn)定壓力又能節(jié)約電能的成熟技術(shù)，與新華星公司合作，研發(fā)了“NCS-ASD軟啟動(dòng)節(jié)能在工業(yè)泵上的應(yīng)用技術(shù)”，并對4#工業(yè)水泵進(jìn)行改造，改造后4#工業(yè)水泵的節(jié)能量達(dá)到了18%。

（2）將排泥泵房和反洗泵房的室內(nèi)蒸汽采暖改為熱水采暖，將有人值守的排泥泵房室內(nèi)溫度控制在20℃，無人值守的反洗泵房和澄清池夾層內(nèi)的溫度控制在10℃左右。

（3）根據(jù)冬夏日照時(shí)間長短，規(guī)定燈具的照明時(shí)間，嚴(yán)格控制長明燈問題的出現(xiàn)。

（4）因受排泥水回收裝置處理能力的限制，工業(yè)水場在用的排泥水泵和反洗水泵輸水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定流量，決定更換2臺(tái)小功率的反洗水泵和3臺(tái)小功率的排泥水泵，以節(jié)約電能。

（5）經(jīng)常清理加藥提升泵出口管線處的濾網(wǎng)，使藥流暢通。在儲(chǔ)藥池內(nèi)加風(fēng)線，不間斷通氣，避免藥劑沉積，避免儲(chǔ)藥池出口管線堵塞，縮短加藥提升泵的運(yùn)行時(shí)間。

（6）針對沖洗濾布干凈后沒有及時(shí)停泵，以及濾池反洗過程中，抽吸大虹吸管與小虹吸管中間沒有停真空泵，導(dǎo)致泵運(yùn)行時(shí)間延長問題，制定考核措施，嚴(yán)格考核。

（7）改變反洗操作方式，把原來反洗過程中2次運(yùn)行真空泵，改為用大虹吸帶動(dòng)小虹吸，形成進(jìn)水虹吸，減少了真空泵的運(yùn)行頻次和運(yùn)行時(shí)間。

（8）改善帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行工況，加長絮凝罐出口導(dǎo)流板至帶式壓濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓處，使絮凝的污泥不經(jīng)過落水槽直接落到轉(zhuǎn)鼓上，使大量的污泥能夠進(jìn)入到帶式壓濾機(jī)內(nèi)，脫泥效率增加1/3，減少了帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。

（9）上報(bào)改造計(jì)劃，欲將現(xiàn)有的機(jī)械攪拌澄清池改為微渦流反應(yīng)澄清池，利用形成的微渦流代替機(jī)械攪拌。

3.2 節(jié)水方面

（1）改善濾池的處理能力。①針對第3組濾池反洗水頭小的問題，增加了2塊10 cm的出水堰板，即增加反洗水頭20 cm，使工藝反洗時(shí)間縮短了10 min。②測定石英砂濾料，對于超過使用期限，粒徑變小的濾池更換濾料，延長了運(yùn)行周期，反洗水量降低。

（2）對于斜管老化，需經(jīng)常沖洗的問題，通過更換斜管解決。

（3）加強(qiáng)制度約束，對于因處理量增加沒有及時(shí)調(diào)整導(dǎo)致濾池溢流及泥餅因?yàn)V布張力過小導(dǎo)致泥餅含水率高的問題，嚴(yán)肅考核，提高操作人員的責(zé)任心。

（4）管網(wǎng)用水量波動(dòng)大，導(dǎo)致壓力波動(dòng)，管線泄漏，對4#泵改造既節(jié)能又穩(wěn)定壓力，使壓力波動(dòng)在設(shè)定值的±15%范圍內(nèi)波動(dòng)，減少了地網(wǎng)泄漏損失的水量。

（5）澄清池出水濁度儀采樣下水槽溢流問題，重新布管，加粗并減少彎頭。

（6）因排泥量不足，澄清池斜管積泥，定期對澄清池斜管進(jìn)行大排。

（7）選用新藥劑，控制加藥流量，降低泥餅含水率。

（8）為使工作濾池的總出水量能滿足沖洗水量的要求，虹吸濾池的總數(shù)必須大于反沖洗強(qiáng)度與濾速的比值，對每組濾池的反沖洗強(qiáng)度和濾速進(jìn)行測定，確定每組濾池運(yùn)行數(shù)量不得少于5個(gè)單池。

3.3 降耗方面

（1）通過控制濃縮池內(nèi)礬花產(chǎn)生的情況，操作人員從進(jìn)水管出口產(chǎn)生礬花，控制藥量，改為在進(jìn)水口不產(chǎn)生礬花，而是在水流尾部才產(chǎn)生礬花，來控制藥量。

（2）選擇沈陽涌喬公司引進(jìn)的德國生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，這種藥劑在相同濃度下，比北京恒聚有限公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺加藥量少1/3，且在相同操作條件下，泥餅的含水量降低3%左右。

（3）冬季絮凝效果差，及時(shí)與藥劑場協(xié)商，提高其有效成分Fe2O3的含量，以提高絮凝效果，降低加藥流量。

（4）針對聚合氯化鋁鐵加藥和溶藥均不能自動(dòng)控制的問題，制定了加藥管理辦法，規(guī)定各種源水濁度范圍下的藥液配制濃度，及水量變化情況下加藥流量的調(diào)節(jié)幅度，避免藥劑的浪費(fèi)。

（5）根據(jù)進(jìn)水濁度情況調(diào)整聚丙烯酰胺的投加量，因?yàn)榕拍嗨谂拍喑貎?nèi)不斷沉降，當(dāng)液位很低時(shí)，濁度很小，可適當(dāng)降低加藥量或停止加藥，以降低藥劑消耗。

（6）清理澄清池的三角形配水槽，并封堵入孔，使池內(nèi)配水均勻。

（7）對裝置進(jìn)行改造。①在排泥水池內(nèi)安裝推流器，解決池內(nèi)積泥影響澄清池排泥效果的問題。②修復(fù)現(xiàn)有的加藥系統(tǒng)，使其回復(fù)自動(dòng)控制狀態(tài)。

4 結(jié)束語

通過尋找挖潛增效的對策，并付諸實(shí)施，裝置的能耗、物耗及源水單耗均不同程度降低，2016年與2015年同比分別為：能耗降低1.39%，源水單耗降低0.049%，物耗降低0.97%，達(dá)到了降低成本，挖潛增效的目的。從整體上提升了工業(yè)水裝置的運(yùn)行管理水平，確保了安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成工業(yè)水的生產(chǎn)任務(wù)。

［1］姜乃昌.泵與泵站（第5版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：55.

［2］上海市政工程設(shè)計(jì)院.給水排水設(shè)計(jì)手冊（第3冊）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002：394-395.

［3］唐受印，戴友芝.水處理技術(shù)工程師手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：178.

［4］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)（第二版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：16-20.

［5］賈宏，姜紅安，張祥，等.排泥水處理系統(tǒng)藥劑試驗(yàn)及工藝改進(jìn)［J］.給水排水，2007，33（4）：43-46.

Energy-saving&consumption reduction measures for tapping potential of industrial water yards

Meng Xiangbin
（Water&Gas Plant of PetroChina Daqing Petrochemical Company,Daqing 163714,China）

The reasons for industrial water plant’s material consumption on the high side was analyzed,the effective measures such as changing the mode of operation,updating equipment,selecting efficient chemical agents,optimizing operation condition and revising operation management system were adopted.The result showed,after improvement,the industrial water plant’s energy consumption was reduced by 1.39%on year-on-year basis,the unit consumption of source water was reduced by 0.0049%,and material consumption was reduced by 0.97%.The Energy-saving&consumption reduction work will gain even bigger effect if further boosting the degree of automation of the plant.

energy consumption&material consumption analysis;Energy-saving&consumption reduction;measures

F427

B

1671-4962（2017）06-0066-03

2017-10-23

孟祥斌，男，工程師，2016年畢業(yè)于東北石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事能源管理工作。