《持续推进节水减排的实施思路及经验做法》
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持续推进节水减排的实施思路及经验做法 (天津分公司 李晨光 ) 2009年11月,2,持续推进节水减排的实施思路及经验做法一、天津石化简介 二、持续推进节水减排的必要性分析三、节水减排实施思路论述四、节水减排关键技术工程介绍五、实施效果六、下一步攻关方向,3,天津石化位于天津市大港区,是集炼油、化工、化纤一体化的大型石油化工装置,主体装置包括炼油装置13套;化工装置11套;化纤装置5套;拥有与主要生产装置相配套的装机容量20万千瓦发电、17万吨/日供水等公用工程系统。,一、天津石化概况,4,100万吨乙烯/年及配套项目:公司目前正在进行100万吨乙烯炼化一体化大项目的建设,大项目总投资为268亿元,建设内容包括乙烯、炼油和热电工程三大部分。2009年大项目建成后,天津石化炼油一次加工能力达到1500万吨/年,乙烯生产能力120万吨/年。通过在项目建设过程中坚持贯彻落实各项节水节能措施,力争将天津石化建设成为资源节约型、环境友好型的中石化核心骨干企业。,5,从1983年底天津石化成立到2007年年底,原油加工总量从270万吨增加到550万吨,增加了1倍;乙烯和PTA从无到具备每年20万吨和33.4万吨的生产能力,对二甲苯从8万吨年增加到38万吨,聚酯从6万吨增加到26万吨;销售收入从13.82亿元增加到252亿元,扩大了17倍,累计完成销售收入1900多亿元,实现利税近130亿元。在企业不断发展壮大的同时,节水减排对降本增效的贡献不断提高,从2001年起,年节水量均超过200万吨,工业用水从原来的3360万吨下降至2151万吨,废水排放量从2313万吨下降至1185万吨。,6,二、持续推进节水减排的必要性分析,落实科学发展观,确保企业可持续性发展的需要 党的十六届三中全会提出了树立和落实科学观的总体要求,其基本内涵就是追求全面发展和协调可持续发展。国家“十一五”节能减排规划纲要也明确提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20,主要污染物排放总量减少10。天津石化位于严重缺水的天津市,不仅城市用水主要依赖“引滦”、“引黄”,天津石化生产生活用水也主要依赖100多公里外的天津市宝坻区的地下水和引滦入港的滦河水,用水资源严重匮乏,而石油化工作为耗水大户,其生存和发展均离不开“水”,天津石化正在建设的100万吨/年乙烯炼化一体化大项目,可研时需要新增工业用水需求每年达到五千多万吨,为目前用水总量的数倍,如果全部采用新鲜水解决工业用水或工业用水不能得到有效控制,将会对天津市整体发展及生态环境造成较大压力,为此,国家发改委在核准天津大乙烯项目时,就明确表态,天津石化发展用水的问题不能有效解决,项目不予核准。因此,依靠科学发展观,不断强化节水减排,减少工业用水总量,降低新鲜水消耗,已成为天津石化建设资源节约型、环境友好型企业,确保企业可持续发展的必然选择。(水源性缺水、水质性缺水,减排的压力日益增加),7,落实科学发展观,确保企业可持续性发展的需要,8,二、持续推进节水减排的必要性分析,企业降本增效、提高市场竞争力的需要随着企业规模的不断发展壮大,天津石化工业用水量呈现逐年递增趋势,1990年用水2683万吨,至2000年增加至3360万吨,成为天津市工业用水大户。而随着能源价格的持续上涨,以级政府逐步重视通过价格杠杆进行用能调节,工业用水价格已成倍提高,天津石化用水价格已近六元钱,大项目新增淡化海水价格高达六块多,公司每年用水成本达到数亿元,已成为的主要动力消耗,在外部市场不可掌控的情况下,需要通过苦练内功,降低生产成本,提高市场竞争力,挖潜增效,因此节水减排已成为企业不可忽视的降本增效重要措施。,9,企业降本增效、提高市场竞争力的需要,10,二、持续推进节水减排的必要性分析,企业追赶先进,持续进行提升的内在需要 天津石化虽然多年来始终将节水管理作为重要工作来抓,实现了节水减排指标的大幅提高。在企业工业总产值增长89%的情况下,用水量只增加了22%,但与国际先进水平、行业先进相比,部分指标还有差距,部分领域还存在进一步挖潜的空间,如公司整体污水回用比例还不高,循环水排污水尚未能确定有效的回收工艺,生产装置优化节水工作尚不全面深入,循环水系统仍消耗大量的新鲜水等。因此,依靠科技创新思路,突破传统观念制约,持续进行节水减排挖潜,创出新水平,实现新飞跃,是现代企业不断最求的目标。(污水回用率 吨油取水/吨油排水 循环水排污水),11,持续推进节水减排,重在深入,贵在持续,关键在创新。不深入,解决问题不彻底、不全面,则总体指标不会先进,效果不会显著;不持续,未能建立长效机制,则实施效果会反弹;不创新,则无法突破旧的观念束缚和技术瓶颈,无法实现新发展,登上新高度。节水减排是一项系统工程,只有从组织机构、制度建设、工艺开发等各个方面努力,才能确保节水减排工作的不断深入。,三、持续推进节水减排的思路论述,12,优化组织机构,建立有利于推进节水减排的创新体系 完善制度,科学考核,建立具有长效机制的管理体系 建立基础管理、科技创新、整体优化的全面实施思路 采用先易后难,先大后小,现水系统后装置,以点带面,点、线、面结合逐步推进方式 以科技创新为深入推进节水减排工作的核心推动力,通过自主创新、引进消化吸收再创新、集成创新等形式,突破节水技术瓶颈,实现节水减排不断登上新高度。,三、持续推进节水减排的思路论述,13,优化组织机构,建立具有创新能力的攻关体制 专业管理人员分散于各生产作业部,技术力量不均衡,各单位的节水水平参差不齐 重复研究、技术交流不畅、措施落实不到位 专业化管理为重点的强化管理 进行全流程、全过程控制 节水管理触角延伸到装置、细化到岗位、强化于过程,并与生产管理中的节能管理、达标管理等形成了有机结合 目标管理与过程控制,建立起了及时跟踪反馈的动态节水管理体系 技术攻关、科研开发、项目评估、技术支持等形式 。形成专业团队力量,使得过去行政隔离、各自为战的单兵作战模式,形成了集中攻关、群策群力的集团军。,三、持续推进节水减排的思路论述,14,完善制度,科学考核,建立具有长效机制的管理体系 天津石化工业水管理制度、用水节水管理制度、工业水专业管理检查细则、新增用能管理制度等制度,对主要用水系统的控制指标、水质管理、新增用水审批、现场检查标准均进行了详细规定,保障了公司从取水、用水、排水各个环节的规范化管理; 对公司原有的绩效考核体系进行了梳理和完善,将节水考核纳入到企管考核内容,根据公司总体节水目标对各单位下达分解的一二档节水指标,低于一档指标考核,完成二档指标奖励; 分解指标时不搞平均主义,而是根据各单位节水指标与先进指标的差距、已落实节水措施应实现的节水效益以及审批新增用水等情况,进行科学分解,即避免鞭打快牛,又督促落后进步。 在严格考核的同时,重视建立节水激励机制,从生产单项奖中设立了月度和年度节水单项奖,依据节水贡献对单位、个人及突出节水事迹进行奖励,提高节水工作的积极性和主动性,建立有利于节水工作的长效氛围和机制,促进指标的提升和进步。,三、持续推进节水减排的思路论述,15,建立基础管理、科技创新、整体优化的全面实施思路 基础管理:三基建设,跑冒滴漏治理、节水器具推广、节水方案 科技创新:“点和瓶颈”的问题解决,较大难度的节水技术改造或存在的节水技术瓶颈 优化:从“面和整体”方面进行节水减排潜力开发 ,工业水系统运行优化,装置用水优化,三、持续推进节水减排的思路论述,16,采用先易后难,先大后小,现水系统后装置,以点带面,点、线、面结合逐步推进方式 工业用水中最大的循环水和化学水系统中,循环水自耗水=Q蒸发/(N浓缩倍数-1),当浓缩倍数提高至5.0以上时,其自耗水仅为蒸发量1/4,而蒸发量则完全取决循环量和温差,即装置用水负荷,可以说,循环水自耗水仅为装置耗量的1/4;化学水也存在同样情况,对于一个自耗水率为1.1t/t的化学水系统,其自耗水量仅为装置用量的1/10。2008年实施的炼油催化装置热联合项目,节省蒸汽20t/h,节省循环水300t/h,全月节电15万kwh,全年综合节水效益近20万吨。,三、持续推进节水减排的思路论述,17,以科技创新为深入推进节水减排工作的核心推动力,通过自主创新、引进消化吸收再创新、集成创新等形式,突破节水技术瓶颈,实现节水减排不断登上新高度。 持续推进节水减排必须坚持的有效手段,企业生存和发展的基础在于创新,也只有持续不断地创新才能保持企业的活力,实现企业进步 。创新能力的强弱不仅是衡量企业核心竞争力的最重要的标志,也是评价企业单项管理效率的有效标准。 原来简单地通过增加生产要素或低水平重复投资,是一种浪费资源、效率较低的粗放型方式,无法保证其可持续性,也不符合科学发展观的要求。而通过技术进步与创新,提高生产要素的效率,使产量、产值、质量增长,这是一种有利于实现持续快速增长和经济整体素质显著提高的集约型经济增长。创新能力的培育与发展是实现增长方式根本性转变的核心支撑,也是开展节水减排工作必须依靠的有效手段。,三、持续推进节水减排的思路论述,18,以科技创新为深入推进节水减排工作的核心推动力,通过自主创新、引进消化吸收再创新、集成创新等形式,突破节水技术瓶颈,实现节水减排不断登上新高度。 自主创新:开发了降低化学水制水单耗的新工艺 引进消化吸收再创新,提高循环水浓缩倍数 强强合作、集成创新 ,膜法废水回用和高温凝液回收利用 通过自主创新、引进消化吸收再创新、集成创新等多种形式,将新的生产要素、生产条件和生产技术引入生产体系,改变各种生产要素相对边际生产率,突破瓶颈约束,从而促进节水减排工作不断进步。,三、持续推进节水减排的思路论述,19,四、节水减排关键技术工程介绍,20,循环水高浓缩倍数,在乙烯等主要循环水冷却水系统实现了自动加药、水质自动控制、高效节水旁滤设备等关键技术开发,形成了循环水高浓缩倍数运行成套技术集成,循环水系统运行浓缩倍数提升到5.0。,21,污水回用膜技术示范工程,聚酯废水双膜法污水回用工程,国产连续微滤膜科技示范线建设,膜前预处理组合工艺开发将污染密度指数(SDI)达到3.0,建成1万吨/天膜法高品质工业中水生产示范装置。,22,化学水系统节水降耗工艺开发,采用废水分级回收、串级使用、树脂匹配调整 ,形成了离子交换脱盐工艺的节水降耗成套工艺技术,化学水系统制水单耗由1.1 吨吨降至1.05吨吨。,23,一体化高温凝液回收利用,按照“分质处理、高温回收、一体化优化利用”思路,实施建设的凝液回收利用装置,实现了高温凝液回用至热电锅炉,达到了“热量利用、节能节水” 凝液回收利用目标,凝液回收利用率提高至74%。,24,工业水专业信息管理系统开发,工业水专业信息管理系统整合了工业水系统的基础生产信息,形成了专业管理平台,实现了分散工业水系统的高效管理,保证了节水减排系统的优化运行。,25,五、实施效果,26,五、实施效果,27,五、实施效果,28,五、节水减排下一步攻关方向,继续进行具有较大潜力的废水资源化利用:循环水排污水回用、市政排水综合利用、工艺水回收利用等。 更好地解决节水减排的瓶颈问题及新课题、新任务和新目标:高氯根对循环水浓缩倍数的影响、凝结水的回收利用、淡化海水利用、高品质新鲜水的制备工艺。 以节能减排、清洁生产推进节水减排的持续深入(节电、节汽)。 进行工业水系统的整体优化(化学水整合及水源优化),降低工业水系统的整体运行成本和单耗。,29,循环水系统的监控与管理,天津石化循环水系统简介 循环水系统运行发展趋势 天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施 循环水系统运行监控重点 循环水系统监控与管理新技术交流,30,循环水系统的监控与管理,天津石化循环水系统简介天津石化现存装置共有9套循环水系统,总循环量近10万吨/小时,年耗水量超过1000万吨,原来部分系统浓缩倍数达到了4.0,但由于9套系统是随主体生产装置先后分别建设在炼油、乙烯、化工、热电等单位,单套规模和系统配套参差不齐,系统水质和运行管理也存在较大差距,部分循环水系统浓缩倍数只有3.0左右,循环水系统含盐量(电导率计)只有1000多ppm,循环水系统高浓缩倍数运行未能形成成套技术,限制了循环水系统运行水平的整体提高,与国际先进水平相比,公司在循环水系统存在(300-500)万吨/年的节水挖潜空间。 通过近年来通过节水减排专项工作对循环水系统的不断完善和技术提升,并逐步推进循环水总承包运行模式,目前循环水系统平均浓缩倍数达到了5.0,主要循环水系统均具备了自动加药、自动加酸等功能,并在循环水系统进行了节水旁滤完善、新检测技术开发、泄露查漏总结、环保运行方案储备及辅助新处理技术探索应用。随着天津石化100万吨乙烯炼化一体化大项目的建设,天津公司新增循环水系统5套,新增循环量16万吨/小时,同时引入淡化海水作为循环水系统的主要补水水源,也面临新的环保排放标准等新的课题。,31,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 多水源多工况 补水劣质化 高浓缩倍数节水运行 运行控制精细化 运行质量高标准 系统节能运行发展趋势明显 环保压力逐步成为决定循环水运行方案的决定因素 新技术新工艺的应用推广步伐逐步加快 面临整体技术提升,32,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 多水源多工况 地表水(滦河水) 地下水(宝坻水) 再生水(达标污水回用:膜法深度处理回用水、适度处理回用水) 串级用水(低品质凝液、热电杂用水回用、循环水串级利用) 淡化海水 淡化海水混合水,33,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 补水劣质化 再生水(电导率、浊度、COD) 淡化海水氯根180mg/l,负硬度水,腐蚀性极强 水质波动大 各种废水的第一回用目标,34,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 高浓缩倍数节水运行 浓缩倍数5.0甚至更高,电导率4500s/cm 循环水系统运行水质处于“亚稳定”临界状态运行控制精细化 运行平稳率运行质量高标准 运行质量能够保证生产装置长周期的运行需要(大于3-5年),35,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 系统节能运行发展趋势明显 节能(塔、泵、风机) 回水余压利用 系统优化节能环保压力逐步成为影响循环水运行方案的决定因素 低磷环保运行方案(一级排放标准) 非氧化型杀菌剂投加的限制 COD排放控制,36,循环水系统的监控与管理,二、循环水系统运行发展趋势 新技术新工艺的应用推广步伐逐步加快 新设备(高效旁滤)、自控仪表(DCS、在线监控仪表) 批式化验技术 新药剂(低磷无鳞环保药剂等) 新处理工艺(量子技术、杀菌技术等) 配套技术开发(循环水排污水回收等) 面临整体技术提升,37,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,1、高效缓蚀阻垢药剂的开发,通过与天化院国家水处理中心进行科研合作,对运行方案进行评定、优化,发现并解决了低浓缩倍数下阻垢效果、热电碳钢缓蚀等问题,经08年大修换热器检查,循环水系统处理效果明显提升。,热电部换热器运行数据统计表,38,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,2、补水优化促进浓缩倍数提高,石化企业属工业化大生产,系统配套齐全,一般均建有完善的供排水及相关工业水生产系统,企业存在各种废水水源可以考虑利用,只要采用经济合理的回收处理技术,辅以循环水系统配套应用技术开发,是可以实现循环水替代水源利用的。如芳烃部采用的补水即为宝坻水、中水的复配水,中水是由反渗透出水和未脱盐的杂用中水的勾兑水,其中微滤出水含盐量较高,电导率约(1500-2500)us/cm,如果只是单纯的将几种水质混合使用,补水的电导率和含盐量都大大增加,势必会造成浓缩倍数下降。仅仅为了最大限度的使用中水,而不考虑浓缩倍数的运行模式并不适合北方缺水城市。以芳烃部系统工况条件为例:当补水的电导为670us/cm时,浓缩倍数只能达到3.0倍,蒸发量估算为260 m3/h,此时的排污量为130m3/h;但是如果将补水经过膜法深度处理后电导降为425us/cm时,浓缩倍数即可提高到4.0倍,此时的排污量仅为72 m3/h,补水量即可节省58 m3/h,数量相当可观。通过降低中水含盐量,以提高循环水系统浓缩倍数的方法减少新鲜水消耗,比通过降低循环水运行控制水平,扩大中水用量的方法要更经济。在芳烃部即采用膜法深度处理中水后用于循环冷却水系统,通过监测数据了解到运行状况良好,各项指标均达到中石化“很好级”标准,。热电部的补水软化则属于另一种情况。热电部采用氢钠水、软化水和生产废水替代部分生水,尤其是生产废水的电导、碱度和硬度远远低于生水,在不用增加前期处理设备的前提下就为降低补充水的碱度和硬度提供了便利条件,有利于提高现场的浓缩倍数。在只采用生水作为补水时浓缩倍数为,而通过动态实验验证与现场使用证明,在加入高效的缓蚀阻垢剂和其它手段的前提下,浓缩倍数可达到7.0倍以上。通过近一年的监测,平均浓缩倍数已达到7.0,最高时达到9.17,而电导率为4780s/cm,仍在控制指标以下(5000s/cm),且监测换热器的腐蚀率、沉积率仍旧达到标准。,39,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,3、加酸调碱度提高循环水浓缩倍数热电、烯烃二循、芳烃部均要求提高浓缩倍数,三套系统补水的总硬、碱度均比较高,经过理论论证和动态实验的验证,若在提高药剂缓蚀阻垢效果的基础上充分提高浓缩倍数,只有与加酸手段相结合才能大幅度提高。热电部已经运用现场加酸方式,通过现场监测数据分析,浓缩倍数提升明显,且各项指标均达到标准。,4、循环水系统旁滤改造完善对高浓缩倍数的作用 5、自动加药对高浓缩倍数的作用 以电导率为核心控制反馈信号的开式自动加药水质控制系统 示踪型自动加药控制系统 3D TRASAR技术 6、运行质量在线监控技术开发对循环水高浓缩倍数的意义 生物粘泥在线检测技术 监测换热器在线监控技术开发,40,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,7、循环水串级提高循环水浓缩倍数芳烃部小芳烃循环水系统之所以使用动力站循环水系统的排污水(高碱度、硬度)作补水有两方面的原因,首先是此系统浓缩倍数不容易提高,在目前水处理配方下会使水系统有腐蚀倾向,其次是由于系统小水耗高造成新鲜水的浪费。如果全部(或部分)使用动力站的高碱度、硬度的排污水作补水来完全(或部分)的取代新鲜水,即可以减少腐蚀倾向,也可以节约新鲜水。,8、循环水系统高氯根对不锈钢腐蚀问题及控制措施研究 不锈钢的常规均匀腐蚀很少发生,就不能用类似于碳钢腐蚀的方法来研究,因此采取长周期浸泡试验法和电化学腐蚀试验法进行研究。 长周期浸泡试验法模拟循环水质,配置实验用水,使之处于循环流动和充气状态,以月为时间单位,拉长实验时间,考察不锈钢材料实验前后表面状态的变化,以便得出氯离子浓度对不锈钢材料的腐蚀影响程度。,41,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,长周期浸泡试验法,以天津自来水为基础,配置成Ca2+200mg/L,Cl-分别为300ppm,700ppm,1400ppm的实验用水,于试验后四个月摘取挂件,进行观察与检测,讨论试验结果 。,取出腐蚀试件,用去离子水冲洗后,在无水乙醇溶液中浸泡,取出冷风吹干,观察原抛光面的腐蚀情况,腐蚀程度用大于(小于)表示如下: 相对比较:102202302 112212312 绝对比较:112102, 212202,312302其中102、202、302分别为Cl-300ppm、700ppm、1400ppm的空白试液112、212、312分别为Cl-300ppm、700ppm、1400ppm为加有水处理药剂的试液。,42,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,311(2007-03-19)2000倍 311(2007-04-24)2000倍,可以得出如下结论: 随着Cl-浓度升高,不锈钢发生点状腐蚀的程度逐渐增大。 相同Cl-含量的水溶液中加入水处理药剂后,不锈钢发生点状腐蚀的程度明显低于空白溶液,水处理药剂对不锈钢的腐蚀起到了抑制作用。 Cl-浓度300ppm和700ppm的溶液中,试件腐蚀程度的变化较小,Cl-浓度增加到1400ppm时,试件腐蚀程度的变化较大。,43,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,8、循环水系统高氯根对不锈钢腐蚀问题及控制措施研究电化学腐蚀试验法借助电化学腐蚀仪,对不锈钢材料实施外加电压(或电流),在强化的破坏环境中,考察不锈钢材料耐腐蚀参数,以便得出氯离子浓度对不锈钢材料的腐蚀影响程度 。,14试验中空白数据表明,随Cl浓度升高,不锈钢表面自动化膜的强度逐渐减弱,发生点蚀的趋势逐渐增强。加入缓蚀剂可以显著提高不锈钢表面保护膜的强度。Cl700ppm1100ppm钝化膜强度下降的趋势不是十分明显,加入缓蚀剂保护后,钝化膜击穿电位几乎处于相当水平。Cl1400ppm空白试验钝化膜强度进一步降低,但实际应用药剂的循环水Eb值很高,钝化膜的强度得到了有效加强,足以抵抗Cl浓度升高带来的腐蚀加剧。,44,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,电化学腐蚀试验,45,三、天津石化提升循环水系统运行管理的主要措施,主要成果: 循环水高浓缩倍数运行成套技术集成,形成了以高效缓蚀阻垢药剂开发为主体,自动加药水质自动控制为保证,高效节水旁滤设备、补水软化处理、加酸调碱度工艺、循环水串级使用为配套,运行质量在线监控技术开发为提升,解决关键指标限制问题为必需的成套技术集成。 开发了适合公司水质高浓缩倍数时的高效缓蚀阻垢剂,解决了高浓缩倍数时会发生的严重结垢,及加酸运行时造成的腐蚀问题。 通过增加旁滤设备的处理能力,有效降低了循环水高浓缩倍数的浊度。 通过动态试验的验证及正常运行,证明加酸可有效提高浓缩倍数。 采用先进的自动加药和加酸装置,如示踪剂技术、3DTRASOR、在线pH监测等可有效控制加药量和加酸量,不会造成药量过量损失及加酸量过大造成的腐蚀,为提高浓缩倍数提供了可靠的硬件条件。 采用相应的辅助技术,如生物粘泥在线检测技术、检测换热器在线监控技术、在线腐蚀检测技术,易于操作并及时发现问题、采取措施,为保证循环水正常运行、保证正常生产提供强有力的技术保证。,46,三、循环水系统运行监控重点,补水水质 通过监测补水水质调整多源补水配比方案,关键指标如氯离子、碱度、钙硬、电导、浊度、钾离子 系统水质 以氯离子、碱度+钙硬等关键指标的大小来调整水处理方案,如氯离子不宜超过500毫克/升,碱度+钙硬的浓度不宜大于1200毫克/升。其它关键指标如正磷、钾离子、电导等 注意循环水的颜色与气味回收水质 氯离子、COD、电导 颜色和气味,47,三、循环水系统运行监控重点,简单仪器分析,pH 电导率 TDS,滴定分析,碱度 总硬 钙硬 氯根,分光光度计,磷酸盐 硫酸根 锰 钼酸盐 锌,二氧化硅 铜 余氯 浊度 铁,48,三、循环水系统运行监控重点,加药系统 自动排污与人工动态调整排污量 自动补水、液位控制 不同季节的补水累计量与加药时间设定 PLC设定加药量与计量泵实际输出量校正比较,49,三、循环水系统运行监控重点,旁滤系统 控制反洗频度、反洗时间 检查滤料、滤帽,利用尼龙网兜通过排空管检查出水水质。 监测换热器 严格监控循环水流量、蒸汽温度,纳入班组考核,每8小时巡检一次。 流量、进出口温度、蒸汽温度数字化,并通过计算机网络上传数据,共享与检查。,50,三、循环水系统运行监控重点,腐蚀监测和评价 结垢监测和评价 微生物监测和评价 装置设备运行状况统计和评价,51,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),腐蚀监测,腐蚀挂片监测 在线腐蚀测试仪 快速离线腐蚀测试仪,52,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),腐蚀速率(定量) 挂片外观(定性) 换热设备检查(定性),53,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),理想状态 点蚀 微生物腐蚀 全面腐蚀,54,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),挂片外观-理想状态,55,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),挂片外观-点蚀,56,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),挂片外观低钙腐蚀,57,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),挂片外观-微生物腐蚀,58,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),挂片外观-全面腐蚀,59,三、循环水系统运行监控重点(腐蚀),换热设备检查,60,三、循环水系统运行监控重点,61,三、循环水系统运行监控重点(结垢监控),统计装置换热设备的端差(APPROACH) 端差平均值 (TLm) 污垢热阻 现场模拟监测换热器,62,三、循环水系统运行监控重点(结垢),趋近温度是指换热器换热介质出口温度与换热循环水进口温度的差值,通过对换热器趋近温度趋势的监控,了解换热器换热效果的变化情况,当趋近温度大幅变化时,及时对生产工况和水处理状况及时掌控,并通过换热器流速变化趋势、生产工况、水处理状况进行综合分析,了解换热器效率,并及时对水处理进行调整,防止设备非计划停车。,D T趋近温度 = Process T F out(介质出口温度) Cooling T F(循环水进水温度) 一般设计趋近温度D T上限为15F(89C); 趋近温度过高,将会影响换热效率 趋近温度的空分行业应用经验: 根据空分行业经验值,趋近温度每升高5F (2.78C),设备能耗上升 1% 。 当趋近温度达到25F(14C), 需要对换热器进行清洗等检修处理,63,三、循环水系统运行监控重点(结垢),端差(APPROACH)= 介质出口温度 循环水进口温度,64,三、循环水系统运行监控重点(结垢),端差 = 介质出口温度 循环水进口温度 端差平均值 (TLm) = ( DT2- DT1)/ln(DT2/ DT1),65,三、循环水系统运行监控重点(结垢),66,三、循环水系统运行监控重点(结垢),污垢热阻的计算,总热阻1 U,=,水侧滞留层热阻 rt,+,水侧污垢热阻 rtf,+,传热管热阻 rm,+,料侧污垢热阻 rst,+,料侧滞留层热阻 rs,温度变化梯度,冷却水,热介质,67,三、循环水系统运行监控重点(结垢),一般经验,换热设备的平均温差每升高1,电耗将增加2-6。 或者,当管壁污垢厚0.2-0.5mm,则换热效率要降低25-50%,电耗将增加10-15。,68,三、循环水系统运行监控重点(结垢),水垢,69,三、循环水系统运行监控重点(结垢),硬污垢,70,三、循环水系统运行监控重点(结垢),软污垢,71,三、循环水系统运行监控重点(结垢),沉积,72,三、循环水系统运行监控重点(结垢),机械杂质,73,三、循环水系统运行监控重点微生物监测和评价,传统细菌总数测试法(浸片法) 平皿技术 ATP快速测试法 培养瓶稀释绝迹法,74,三、循环水系统运行监控重点,75,三、循环水系统运行监控重点,76,三、循环水系统运行监控重点,77,三、循环水系统运行监控重点,78,三、循环水系统运行监控重点,建立设备台帐 对单台设备进行温度采集、整理、分析、评判,装置设备运行状况统计:,79,四、循环水系统监控与管理新技术交流,生物粘泥在线检测技术 压力降法监测生物粘泥:1990年美国腐蚀工程师协会推荐压力降法监测冷却水的沉积物水垢、污垢、粘泥。 当流体,例如冷却水在一管子内流动时,由于在流动方向上存在摩擦力,流体总会有静压力损失。流体的摩擦阻力可以被表示为流体的高差损失,并用压力降来度量。如果管内有沉积物产生,它将使管子的有效半径缩小和管内的表面状况发生变化,故在一段管子上的压力降增量是沉积物量的函数。微生物在管子内表面上繁殖生成生物膜。当其厚度超过临厚度(大于等于其粘滞次层的厚度)时,该段管子上的压力降将会增加。冷却水系统中腐蚀产物和水垢在管壁上的生成、悬浮物在管壁上的沉积都会使管子的横截面减少,从而使这段管子上的压力降增加,所以压力降法可以监测循环冷却水系统中的腐蚀产物、水垢、污垢和微生物粘泥等沉积物。,80,四、循环水系统监控与管理新技术交流,水质自动化控制系统对重点水质指标在线监测,通过DCS自动调整水处理工艺,达到加药、分析、补水、排污自动执行,并利用现有网络系统把监测换热器数据、现场工艺指标数据通过工业水管理系统平台综合在一起,实现多方位的现场管理,真正实现水质自动化控制。,81,四、循环水系统监控与管理新技术交流,环保药剂 低磷配方全有机系,与聚羧酸盐等复配、抗分解、正磷污染小、分散能力强。碱性条件下运行,降低了腐蚀倾向,同时阻垢性能强。无正磷酸盐结垢之虑。但要控制系统内运行时间,因此,浓缩倍数不宜太高。 无磷配方无污染、药剂所用时间长、浓缩倍数可提很高但需要加酸控制结垢。,82,四、循环水系统监控与管理新技术交流,量子管通环处理技术:量子流体处理技术是有别于传统水处理工艺的创新技术,它主要是借助于以量子物理学理论为基础的生物信息技术,针对水中的钙、镁、铁等各种物质开发出能够改变其物理特征的超精微振动波,以水来作传输和储存这种振动波的介质,使管网中每个角落的水都能载上振动波能量,使振波在整个管网系统中发挥除锈、除垢、杀菌、灭藻等作用。,83,四、循环水系统监控与管理新技术交流,工业水专业信息管理系统利用计算机网络实现从班组-车间-厂部-公司的数据录入与管理,达到实时监控、自动预警、报表、能耗分析,满足不同管理层次的及时需求。,84,图3-1-1 系统主界面,四、循环水系统监控与管理新技术交流,85,图3-1-2 数据采集界面,四、循环水系统监控与管理新技术交流,86,图3-2-1 交接班界面,四、循环水系统监控与管理新技术交流,87,图3-4-2管理报表审批流程界面2,四、循环水系统监控与管理新技术交流,88,图3-8-2 灵活查询设置界面,四、循环水系统监控与管理新技术交流,89,图3-8-4 创建查询条件界面,四、循环水系统监控与管理新技术交流,90,谢谢,91,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,92,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,93,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,50% 40% 10%,10% =0.9*0.5*0.75=0.34 =0.9*0.4*0.9*0.95*0.05=0.015 65%,3.5% =0.9*0.5*0.25*0.3=3.5% =0.9*0.4*0.1=3.6% 54.4%,94,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=10%Q进水,N=4.0 Q排=Q蒸发/3=Q补水/4,制水单耗=1.1 Q排=10%Q新水,管网漏失水量5%,Q总排水量= Q净水场+ Q管网漏失+ Q循环水场+ Q脱盐水+ Q污水场,= Q 进水量*10%+ Q 制水量5% + Q 循环水补水25%+ Q 化学水新水10%+ Q污水场,= 10%+90%*5% + 90%* (50%*25%+ 40%*10%)+ Q污水场,= 29.35%+ Q污水场,= 29.35%+ 35%,= 65%,95,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,50% 40% 10%,=0.5*0.75=0.375 =0.4*0.9*0.95*0.05=0.02 60%,=0.5*0.25*0.3=3.75% =0.4*0.1=4% 52.25%,96,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=10%Q进水,N=4.0 Q排=Q蒸发/3=Q补水/4,制水单耗=1.1 Q排=10%Q新水,管网漏失水量5%,循环水系统: N=4.0 Q排=Q蒸发/3=Q补水/4 Q蒸发=a蒸发损失率%(R循环水量-B系统排污水量) a蒸发损失率%=e损失系数*(t1-t2)温差 其中,e与季节有关,夏季(25-30)取(0.15-0.16)冬季(-15-10) 取(0.06-0.08),化学水系统 锅炉补水 工艺用水,97,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,N=5.0 Q排=Q蒸发/4=Q补水/5,制水单耗=1.035,管网漏失水量2%,54.4%*60%,蒸汽凝液回收利用率60%,循环水浓缩倍数5.0,98,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,N=5.0 Q排=Q蒸发/4=Q补水/5,制水单耗=1.035,管网漏失水量2%,2% 3.5% =(0.965*0.5-0.544*0.6)*0.2=0.03 =0.9*0.4*0.035=1.2% 54.4%*60%,60%,99,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=10%Q进水,Q=20000m3/h N=3.0 Q排=Q蒸发/2=Q补水/3,Q=200m3/h 制水单耗=1.1 Q排=10%Q新水,管网漏失水量5%,Q=20000m3/h N=4.0 Q蒸发=200m3/h Q排=Q蒸发/2=100m3/h 总补水量=300m3/h,总补水量=220m3/h,总供水量=607m3/h,其它用水量=58m3/h,原水总量=674m3/h,管网漏失=29m3/h,=(54+66+22+ 220 )m3/h,=220 m3/h,100,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,Q=20000m3/h N=5.0 Q排=Q蒸发/4=Q补水/5,Q=200m3/h 制水单耗=1035 Q排=3.5%Q新水,管网漏失水量2%,Q=20000m3/h N=5.0 Q蒸发=200m3/h Q排=Q蒸发/4=50m3/h 总补水量=250m3/h 节水=50m3/h,总补水量=207m3/h 节水13m3/h,总制水量=(118+135+46)*1.02=305m3/h,其它用水量=46m3/h,原水总量=316m3/h,60%,=220 *60%=132m3/h,总补水量=118m3/h 节水=182m3/h,凝液回收利用率60% =200*0.6*0.6=72m3/h 总补水量=135m3/h 节水=85m3/h,总节水量=(674-316)m3/h 节水=358m3/h,101,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,Q=20000m3/h N=5.0 Q排=Q蒸发/4=Q补水/5,Q=200m3/h 制水单耗=1035 Q排=3.5%Q新水,管网漏失水量2%,Q=20000m3/h N=5.0 Q蒸发=200m3/h Q排=Q蒸发/4=50m3/h 总补水量=250m3/h 节水=50m3/h,总补水量=207m3/h 节水13m3/h,总制水量=(100+135+46)*1.02=286m3/h,其它用水量=46m3/h,原水总量=297m3/h,60%,污水回用量=(220 +50)*60%=150m3/h,总补水量=100m3/h 节水=200m3/h,凝液回收利用率60% =200*0.6*0.6=72m3/h 总补水量=135m3/h 节水=85m3/h,总节水量=(674-297)m3/h 节水=377m3/h节水幅度56%,102,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,Q=16000m3/h N=6.0 Q排=Q蒸发/5=Q补水/6,Q=120m3/h 制水单耗=1035 Q排=3.5%Q新水,管网漏失水量2%,Q=16000m3/h N=6.0 Q蒸发=160m3/h Q排=Q蒸发/5=32m3/h 总补水量=192m3/h,总补水量=124m3/h,总制水量=(42+81+40)*1.02=166m3/h,其它用水量=40m3/h,原水总量=172m3/h,60%,污水回用量=(220 +50)*60%=150m3/h,总补水量=42m3/h 节水=258m3/h,凝液回收利用率60% =120*0.6*0.6=43m3/h 总补水量=(124-43)=81 m3/h 节水=139m3/h,总节水量=(674-172)m3/h 节水=501m3/h节水幅度74%,103,原水,排水,循环水,脱盐水,其它(生活等),装置,装置,污水处理场,排水,Q排=3.5%Q进水,Q=18000m3/h N=5.0 Q排=Q蒸发/4=Q补水5,Q=110m3/h 制水单耗=1035 Q排=3.5%Q新水,管网漏失水量4%,Q=18000m3/h N=5.0 Q蒸发=180m3/h Q排=Q蒸发/4=45m3/h 总补水量=225m3/h,总制水量=(225+40+70)*1.04=348m3/h,其它用水量=(40+30)m3/h,原水总量=360m3/h,60%,污水回用量=(220 +50)*60%=150m3/h,凝液回收利用率60% =70m3/h 总补水量=(110-70)=40m3/h,- 配套讲稿:
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