凝结水回收装置工艺改造及效果评价

黎桉安，魏 霞，刘延东，魏 超，姬冠华

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000）

榆林处理厂采用闭式工艺进行凝结水回收，从用热装置返回的凝结水进入回收装置实现汽水分离，分离出的凝结水流入闪蒸罐下面的集水罐，经两台凝结水泵给锅炉连续补水，蒸汽通过引射器携带入锅炉循环利用（见图1）。

1 存在问题及原因分析

1.1 凝结水回水温度过高，造成装置运行不稳定

连续一个月从凝结水回水管线测试其温度，经统计凝结水的温度平均为91 ℃。凝结水回收装置在高温水中长期运转，运行条件苛刻，极易造成装置汽化、机泵不上量，影响运行（见图2）。

1.2 设备选型与运行参数不匹配，造成机泵故障率

根据现场设备故障原因分析，认为机泵、疏水阀等设备不满足系统工况下的技术要求，造成设备长期带病运行。

（1）凝结水回收装置给水泵排量为13 m3/h，而2台锅炉消耗水量为3～7 m3/h，泵长时间处于憋压的状态，极易造成机泵汽蚀或电机绕组烧坏，是其故障率高的主要原因。

（2）锅炉补水泵选用的是单级离心泵，在应对高温水的汽蚀方面效果比较差，是补水泵故障率高的重要原因。

（3）污水处理装置蒸汽疏水阀由于老化、选型方面的原因，一直效果不佳，大量蒸汽直接回到凝结水装置，造成其汽化严重，加速机泵的故障频率。

1.3 装置回流为手动操作，无法满足运行需求

凝结水装置回流阀门为手动阀门，当锅炉水位达到上限不需要补水时，回流手动阀门无法及时调整开度，造成凝结水在泵体内循环，阻力增大、温度升高，长期运行导致设备故障、装置无法正常运行，降低凝结水回收装置运行时率（见图3）。

图1 榆林天然气处理厂供热单元流程图

图2 凝结水回水温度统计图

图3 凝结水装置回流调节阀示意图

2 优化调整改造

2.1 凝结水再次引入换热设备，进一步降低回水温度

将2#甲醇回收装置重沸器凝结水流程引入原料加热器，同时将凝结水回收装置回收的凝结水引入供暖热交换机组。一方面对换热介质进行加热，节约蒸汽用量；另一方面凝结水温度进一步降低，保证了凝结水的回收效率。

2.2 对相关设备重新选型，解决制约生产的主要瓶颈

将原单级离心泵更换为多级离心泵，额定排量由13 m3/h 降低为7 m3/h，有效抑制机泵在运行过程中的汽蚀现象，且噪音、耗电量相应下降。

根据重沸器换热后产生的凝结水量，合理选择疏水阀通量，阀体选用不锈钢材料代替原铸铁材料，提高疏水效果，保证疏水阀不腐蚀穿孔。

2.3 回流增加气动调节阀，并与锅炉液位连锁

在目前处理厂BB 控制系统基础上，新增一套回水调节控制阀，并将新增调节阀信号接入锅炉房已建AO 卡件，通过修改污水单元控制器程序，将调节阀与已有锅炉液位信号建立连锁，并在上位机进行组态，实现PI 自动控制。

具体功能：当锅炉液位低于设定值需要补水时，回流调节阀关闭，凝结水通过凝结水泵给锅炉补水。当锅炉液位高于设定值时不需补水时，回流调节阀打开，部分凝结水回流至集水器，减轻机泵的运行负荷（见图4）。

3 效果分析评价

3.1 节水效益

改造前日凝结水排放量约为35 m3，改造后检测结果日均凝结水排放量约10 m3，日均节约软化水25 m3，预计改造后年月节约用水9 000 m3。

3.2 节电、节气效益

改造后，凝结水蒸汽利用率提升，锅炉消耗天然气日均约降低1 000 m3（见表1）。

表1 改造前后日锅炉消耗气量对比

改造后，日均节电250 千瓦时。

表2 改造前后日凝结水排放量对比

3.3 其他效果

工艺改造优化后凝结水装置平均运行温度由改造前90 ℃降至75 ℃，改造后装置降温目的明显，即有效提升闪蒸罐内蒸汽引射效率，又消除了由回水温度过高造成气蚀，机泵频繁故障，装置运行时率达到95 %以上（见图5）。

（1）改造后设备故障频次降低，装置运行平稳，仅由于更换凝结水泵循环水接头停用凝结水装置1 小时，大幅降低维修强度。

（2）试用期内节约维修费：7 000 元×2+2 048 元×5+1 500 元×2+350 元×3=28 290 元。

（3）装置运行平稳，降低新鲜水系统、软化水装置及回注系统日运行时间，降低岗位员工劳动强度，设备运转时间，降低生产耗能等（见表3）。

图4 榆林天然气处理厂供热单元流程图

图5 改造前后日凝结水回水温度对比

表3 改造全年凝结水泵故障情况对比

对比评价可以看出，对凝结水回收工艺优化调整改造后，降低了燃料天然气和新鲜水的用量，节能降耗的效果非常明显，保证装置平稳运行的同时，降低员工操作与维修劳动强度，降低设备故障维修频次，节约维护维修费用。

闭式凝结水回收工艺杜绝了蒸汽的外漏，降低了二次闪蒸汽的浪费和对环境的热污染，同时也大大降低了回注系统的生产压力。通过评价，认为本次工艺优化调整改造是成功的，各个方面的效益十分明显。

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