屈晓强 黄晓华 樊豆豆
陕西延长石油（集团）有限责任公司延安石油化工厂，陕西 延安 727406
摘要：本文介绍了延安石油化工厂凝结水精处理装置的工艺流程及运行中出现的问题。该装置经过复合双膜过滤器滤元更换为绕线滤芯、增加精密过滤器出口至除盐水系统混床进口的管线、细化运行操作管理等优化措施，消除了装置运行中存在的问题，还有效提高了凝结水的回收利用率。处理后的凝结水水质符合锅炉用水标准，且经济效益显著。
关键词：凝结水;复合双膜过滤器;精密过滤器;混床
前言
目前，水资源短缺是全球性的问题，也是我国在经济发展中面临的严峻问题，更是企业生存之道。延安石油化工厂地处黄土高原，水资源十分匮乏，全厂有效的回收利用凝结水是实现节能降耗、节水减排的重要措施。凝结水处理工艺为水处理专业的一个难点，对于石油化工行业更是如此，因为石油化工行业的蒸汽凝结水中含油、含铁，处理工艺必须具有充分的可靠性才能保证锅炉的用水安全。为了有效的回收利用凝结水，延安石油化工厂于2009年引进美国先进的复合双膜处理技术，建成投运100t/h凝结水精处理装置，经2010年扩能改造，增设一台复合双膜过滤器、精密过滤器和混床，使得最大处理量增至200t/h。
1技术特点及工艺流程
1.1 技术特点
1.1.1凝结水精处理装置采用美国Armstrong公司的复膜处理技术，复合双膜过滤器以不锈钢绕丝管为滤元，利用粉末活性炭和木质纤维素的桥架作用覆着于不锈钢绕丝管上，在其表面形成致密的复合滤膜，利用滤料的化学吸附和机械阻截作用，去除凝结水中的油、铁及其它杂质。
1.1.2延安石油化工厂根据凝结水的水质特点引进先进的在线仪表和复合双膜过滤器，对含油、含铁凝结水进行在线监测和联锁控制，并在后端采用精密过滤器和混床的脱盐处理工艺，进一步保证产水水质指标。
1.2工艺流程
延安石油化工厂凝结水装置流程：经闪蒸罐→换热器→复合双膜过滤器→精密过滤器→混床→除盐水罐→除盐水泵→除盐水管网
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精处理主要分为三套系统：复合膜过滤器系统、精密过滤器系统和混床系统。
（1）复合膜过滤器系统为3台100t/h的复合膜过滤器，主要利用活性炭的吸附作用凝结水中去除油、铁及其它杂质。
（2）精密过滤器系统为2台100t/h的精密过滤器，滤元是脱脂棉线缠绕不锈钢管而制成，过滤精度为100us，主要截留复合膜过滤器出水中的悬浮杂质。
（3）混床系统为2台200t/h的混床，主要去除水中所含的残余盐类（阴、阳离子），得到纯度更高的去离子水。
2凝结水装置运行中出现的问题
2.1 由于精密过滤器设计压差为0.2MPa，实际运行中压差达0.3MPa以上，迫使凝结水装置处理能力下降至100t/h左右，但实际凝结水回水总量约为150～160t/h，经处理后多余50 t/h的凝结水直排，造成水资源的极度浪费。
2.2 由于凝结水回量大且水质不稳定，导致复合双膜过和精密过滤器及混床运行周期缩短，原材料和过滤器滤元损耗严重。
（1）复合双膜过滤器2天需进行一次爆膜、铺膜，每次铺膜活性炭和木质纤维素用量各为20kg，有时需多次重复铺膜和爆膜。
（2）精密过滤器每班需爆洗一次。
（3）混床3～5天需进行一次再生，酸、碱用量分别为1.1～1.3t/次和1.3～1.5t/次 ，并且每天8点班需手动对混床进行反洗。
（4）操作切换频繁，使产水水质波动较大，2016年7月冷除盐水合格率低至64.5%。
（5）混床运行中由于压差过大，导致混床进碱和中排绕丝管断裂，支架脱落，3台混床都进行过不同程度的维修。
3方案选择
3.1将复双膜过滤器更换为滤芯式过滤器
（1）新滤芯式过滤器,申报、购置周期需半年。
（2）滤芯式过滤器安装需拆除旧复合双膜过滤器，施工周期需3个月。
（3）施工期间，所有凝结水只能直排，无法回收处理。
3.2将复合双膜过滤器不锈钢绕丝管更换为绕线滤芯
（1）经车间技术人员对复合双膜过滤器不锈钢绕丝管多孔板进行查看，发现可安装精密过滤器中的绕线滤芯。
（2）精密过过滤器的绕线滤芯有库存，可直接进行更换。
（3）复合双膜过滤器2用1备，在更换过程中不影响凝结水的回收处理。
3.3经车间研究决定，选择将复合双膜过滤器不锈钢绕丝管更换为绕线滤芯这套方案。
4优化措施
4.1将复合双膜过滤器不锈钢绕丝管更换为绕线滤芯
经过对凝结水装置运行中出现的问题进行分析后，于2017年对精复合双膜过滤器滤元改造，具体如下：
将复合双膜过滤器滤元更换为绕线滤芯，解决复合双膜铺膜、爆膜难度大的问题。
线绕滤芯的优点：
（1）运行中水流阻力小，清洁状态时约为0.003～0.28MPa。
（2）对水中油、铁等物质具有吸附能力。
（3）钢骨架滤芯可进行反洗操作，滤芯使用周期长。
4.2 细化运行操作管理
4.2.1每天对凝结水来水水质进行3次化验分析，若siO2≥50ug/L，电导≥20us/cm，及时查明原因，并调整复合双膜和精密过滤器的运行操作。
4.2.2巡检时，仔细检查复合双膜、精密过滤器进出水压差，若压差≥0.2MPa，现场进行手动反洗复合双膜、精密过滤器。
4.2.3工艺技术员需每天对复合双膜、精密过滤器滤芯污堵情况进行检查，根据污堵情况调整运行操作方案。
5优化后的运行效果
优化后后，凝结水装置运行状况得到明显改观：
5.1 凝结水装置改造后处理量达到150t/h，厂区凝结水可全部回收利用。
5.2复合双膜和精密过滤器及混床制水周期延长。
（1）复合双膜过滤器开二备一，每台过滤量可达80～120t/h，仅需每班进行一次气和水的混合反洗。
（2）精密过滤器开二，每周三进行一次反洗。
（3）混床开二备一，每周四强制进行一次再生，酸碱用量大幅下降。
6效益评估
6.1经济效益
凝结水装置优化后， 2017年7-12月可节约费用约466.85万元。
6.1.1 通过优化后，根据2017年7-12月，每小时可多回收50吨左右凝结水，凝结水过滤器反洗和混床再生自用水量以5%计，6个月运行时间以4000h计(小时回收量×总时间×（1-5%）=回收总量）：
50t/h×4000h×（1-5%）=19万吨
每吨除盐水价格以20元（数据采用2011年SEI《180万吨/年S-Zorb催化汽油吸附脱硫装置可行性研究报告》）计，除盐水加工成本约10元/吨；回收凝结水和除盐水、生产水进行换热，达到余热利用，凝结水的热值约3元/吨；污水处理费约为5元/吨，则全年可节支[回收总量×（除盐水单价-除盐水加工成本+凝结水热利用单价+污水处理费用）=总节支]：
19万吨×（20-10+3+5）元/吨=342万元。
6.1.2 除盐水装置产水率按56%计，每小时多节约新鲜水约90t，每吨新鲜水以3.7元计（参照拓家河水库水价），按4000h计，可节支(凝结水回收总量÷除盐水产水率×水单价×总时间=总节支)：
50t/h÷56%×3.7元/吨×4000h=132.14万元
6.1.3 优化后，每半年对3套复膜过滤器进行一次绕线滤芯更换，共计486支，每支滤芯费用为150元。
共计费用：486×150=7.29万元
6.1.4 7-12月可节约费用：342+132.14-7.29=466.85万元
6.2社会效益
6.2.1 凝结水全部回收利用，降低了污水处理场的处理负荷和成本。
6.2.2 凝结水回收量增加，除盐水站新鲜水换热的热源由蒸汽改为凝结水，凝结水的热利用率得到了提高。
6.2.3凝结水装置操作切换频次减少，大大降低了职工的劳动强度。
7结束语
凝结水装置处理后的凝结水，作为锅炉的补充水进行回用，不仅实现了节能降耗，还使经济效益也得到显著提高。优化后，解决了凝结水处理量不足、操作切换频繁、冷除盐水合格率偏低等问题。在今后的工作中将继续强化运行管理、细化操作，确保装置的长周期、平稳运行。
参考文献
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