某大型煤化工項目除鹽水及凝液精制站設計總結

戴玲智 張偉霖

摘? 要：某大型煤化工基地配套新建一大型除鹽水及凝液精制站為各裝置及動力站提供除鹽水。文章介紹了該除鹽水及凝液精制站工藝流程，主要設計原則及優(yōu)化設計措施等，并根據(jù)工程建設及運行中的問題，總結了相關設計經驗。

關鍵詞：除鹽水站;凝液精制;水處理;設計總結

Abstract： A new large demineralized water and condensate polishing station was built in a large coal chemical project base to provide demineralized water for each chemical unit and power station. This article introduces the process flow， main design principles and optimum design measures of the demineralized water and condensate polishing treatment station， and summarizes the relevant design experience according to the problems in the construction and operation of the project.

1 工程概況

某大型煤化工項目主要由空分、煤氣化、CO變換、酸性氣體脫除、硫回收、油品合成、油品加工、甲醇合成等工藝裝置以及與工藝裝置配套的儲運工程、公用工程、輔助工程、服務性工程和廠外工程組成。

動力站是CTL項目重要的公用工程之一，主要承擔工廠高壓蒸汽生產、蒸汽系統(tǒng)運行調節(jié)、主蒸汽發(fā)電、余熱發(fā)電、除鹽水制備、冷凝液精制、鍋爐給水除氧及供給等重要職能。其主要由熱電站、余熱發(fā)電站、除鹽水及凝液精制站三套主裝置及其它輔助設施、配套公用工程等組成。熱電站共設置10臺超高壓煤粉鍋爐。

除鹽水及凝液精制站為整個CTL項目（包括動力站）提供除鹽水，包括除鹽水制備、透平冷凝液精制和工藝冷凝液精制三個系統(tǒng)，其設計規(guī)模為4000t/h除鹽水制備系統(tǒng)+5500t/h透平冷凝液精制系統(tǒng)+1000t/h工藝冷凝液精制系統(tǒng)。其系統(tǒng)龐大，工藝復雜，在世界同類裝置中規(guī)模屬較大型。

2 主要設計特點

該項目除鹽水制備系統(tǒng)采用纖維過濾器+超濾+反滲透+一級除鹽+混床的處理工藝，透平凝液精制系統(tǒng)采用除鐵過濾器+混床的處理工藝，工藝凝液精制系統(tǒng)采用除鐵過濾器+活性炭過濾器+混床的處理工藝，系統(tǒng)按分段母管制設置，便于運行調整和維護管理，整個除鹽水及凝液精制系統(tǒng)均采用全自動化程控設計，降低操作難度和強度，各級工藝設備出水均設有在線儀表實時監(jiān)測，確保系統(tǒng)出水水質達標，以對外提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的除鹽水。

其中除鹽水制備系統(tǒng)設置4套濃水反滲透，單套出力175m3/h，回收率60%，有效減少反滲透濃水的外排;超濾反洗廢水外供脫硫裝置，同時可回用于原水箱。該項目處于缺水地區(qū)，通過采用高回收率的纖維過濾器、系統(tǒng)設置濃水反滲透裝置、反洗廢水部分回用、采用大流量不反洗濾芯等多項節(jié)水措施，整個除鹽水及凝液精制站的綜合回收率≥90%。

除鹽水及凝液精制站布置于動力站裝置的西南區(qū)域，總占地約40000m2，分為兩個部分，東面為預脫鹽水站，主要包括預脫鹽膜處理廠房、反滲透水泵間和室外水箱等構筑物;西面為除鹽水站，主要包括水處理間、換熱器間、纖維過濾器間和室外水箱等構筑物。

其中預脫鹽膜處理廠房為三層布置，底層為水泵間、加藥間和其他功能間，二層為管道夾層，三層布置超濾、反滲透等膜裝置。通過管道夾層的設置，有效的避免了三層管道的混亂，為膜裝置留出操作、檢修空間，設備布置也更為美觀。

換熱器間和地下的廢水池錯位布置，為兩根DN1600的循環(huán)水管埋地布置留出了空間，使得換熱器進出管道的布置更規(guī)整、美觀，便于設備維護、檢修，同時有效地減少占地面積，節(jié)約土地資源。

3 工程建設及運行中存在問題及經驗總結

該項目于2015年初完成全部施工圖設計，2016年8月至2017年11月除鹽水及凝液精制系統(tǒng)相繼建成投產，由于煤化工項目的特殊性且該項目制水量較大，國內鮮有類似規(guī)模，在項目建設及運行初期，出現(xiàn)了一些未可預見的情況，本文選取以下幾個較典型的問題進行詳細分析。

3.1 除鹽水泵出口金屬波紋管選用

該項目除鹽水泵Ⅰ流量2000m3/h，揚程180m，泵出口管徑DN600，軟接頭選用的是不銹鋼波紋管，出口母管管徑DN1000?，F(xiàn)場首次啟泵時，發(fā)生金屬膨脹節(jié)拉壞變形，下方支架損壞，支管向外推出的情況。經過專題會討論，判斷由于此泵壓力較高，啟泵瞬間的盲板力粗略估算達到100噸以上，而波紋管無限位防拉脫的功能，導致了上述問題的發(fā)生。最終處理方案為，由膨脹節(jié)廠家將金屬波紋管全部更換為帶限位的金屬伸縮器，同時在所有雙吸泵出口管道彎頭處增加支架加固。方案實施后，除鹽水泵Ⅰ運行正常。

柔性接頭主要用于膨脹補償，而一般水處理系統(tǒng)均為常溫介質，不存在熱膨脹。而上述高壓除鹽水泵的不銹鋼波紋管更換為限位金屬伸縮器后，僅能在平行于軸線的方向位移，減震、降噪的作用都失去了，與硬管連接無異。故建議大流量、低揚程的情況下，可以考慮水泵進出口設置橡膠撓性接頭，其他揚程較高的工況下直接硬管連接。

3.2 高壓力法蘭墊片選用

該項目除鹽水泵Ⅰ揚程為180m，出口管閥件壓力選用2.5MPa，墊片為RPTFE聚四氟乙烯;除鹽水泵Ⅱ揚程110m，出口管閥件壓力選用1.6MPa，墊片為NBR橡膠墊片，均符合規(guī)范要求。但實際安裝中，除鹽水泵Ⅰ出口多功能閥前后法蘭處頻繁漏水，施工單位多次拆裝均無法消缺，且拆卸后墊片基本損壞無法二次使用，最后通過將墊片更換為不銹鋼石墨纏繞墊片處理。