凝结水回收系统设计中的问题分析及应对

2020-01-14赵利光中海油惠州石化有限公司广东惠州516086

化工管理 2020年35期

赵利光(中海油惠州石化有限公司，广东惠州 516086)

0 引言

系统割裂、设备型号选择等问题是目前凝结水回收系统设计过程中主要存在的问题，这些问题严重地影响了凝结水回收系统的效用，同时也造成了能源浪费。如何优化凝结水回收系统设计，满足工业生产技术需求，提升凝结水回收系统利用率；在明确凝结水回收系统设计中问题的前提下，如何采取针对性的应对措施，是目前各相关从业人员需要考虑的问题。

1 凝结水回收系统基本内容

凝结水回收作为现阶段各工业产业最为常用的一项节能减排措施，能够有效降低运行成本、提高经济效益。凝结水回收系统设计会涉及到许多个单元，该系统的运行主要包括三个方面，分别是凝结水收集储存、处理以及加压输送，凝结水回收装置将用汽设备与蒸汽管道中所产生的蒸汽凝结水进行凝结回收并储存，凝结水回水经除油除铁处理后可以直接作为除盐水补充到锅炉或锅炉补水箱中，以此来达到循环利用的效果[1]。

凝结水回收系统在工业生产中的应用，可以减少工业生产过程中凝结水的排放，大大地降低了对环境的污染，同时可以节约除盐水用量，还能充分回收冷凝水中的低温热，实现资源最大限度利用，进而增加经济收益与社会效益，对我国实施节能减排战略有着十分重要的意义。

2 现阶段凝结水回收系统设计中存在的问题

2.1 过于注重设备配置与功能

部分设计人员过于注重对工艺设备的配置与功能，忽略了整体系统的设计，没有充分考虑用汽设备工作特点，进而导致凝结水回收系统在实际运行的过程中出现设备与系统不协调问题的发生，影响设备正常运行的同时，也降低了凝结水回收效果。例如，多台用汽设备服务于一个工艺装置，压力要求相对也会有所提升，加上设备具有很多个凝结水疏水点，进而使得每台用汽设备操作压力存在较大的差异，压力过低会影响凝结水进入回收主管。设计人员在设计凝结水回收系统时没有考虑气体排放因素，使得工业生产过程中所产生多余的蒸汽无处排放，只能排放到大气中，导致环境污染与资源浪费严重。凝结水回收系统运行过程中若疏水阀出现问题而造成排水不畅，其主要原因在于设计人员没有顾及到凝结水回收设备的背压，进而影响用汽设备加热效果。

2.2 系统工作特性与设备型号不协调

导致凝结水回收效率低的主要原因在于凝结水设备选型与凝结水回收系统不协调，传统的凝结水设备采用开式回收系统，没有充分考虑设备运行过程中所产生的温度问题，致使蒸汽很快的发散的大气中，造成环境污染的同时，也造成了热能浪费，使得凝结水无法再次利用[2]。凝结水回收系统设计过程中也会采用动力机械泵对凝结水进行加压，但该设备作为动力介质对蒸汽压缩能力较差，无法满足凝结水回收系统运行要求，进而导致无法输送凝结水等相关问题的出现，影响运行效率的同时，也使得厂区内部到处冒着热气，造成热污染。闭式回收设备的出现解决了以上问题，并不是所有凝结水回收系统都可以与闭式回收设备相匹配。相关人员虽然采取了应对措施控制闭式凝结水回收罐内部压力，在一定程度上可能会导致疏水阀出现问题，致使上游用汽设备疏水不连贯，最终影响设备正常运行。

2.3 凝结水输送压力不平衡

部分石化与化工企业为了降低运行费用，通常会采用集中式凝结水回收系统，该系统虽然在节约成本与提高管理水平方面具有一定优势，但在实际应用的过程中也存在一定弊端，工艺装置会影响用汽设备压力，在外送凝结水压力方面也有很大差异性，外送凝结水压力影响凝结水进入回收主管。因此，该系统实际运行的过程中经常会出现凝结水输送压力不平衡问题，进而影响凝结水回收系统运行效率与质量，加上该系统设计人员为了降低成本，强硬规定凝结水回收点出界区压力必须保持一致，并没有考虑外送凝结水实际压力值，使得凝结水回收系统中经常采用扬程较高的凝水泵，致使该系统设计初期成本增加，同时也会降低系统整体运行效率。

2.4 凝结水回收管道设计存在缺陷

凝结水回收管道管径过小与弯头过多都会严重影响凝结水输送，凝结水回收管道设计存在缺陷，在某种程度上会影响高温凝结水在输送的过程中汽液两相流的形成，严重时造成水击，进而造成凝结水回收管道、法兰受到损害，导致凝结水泄漏，损失严重。此外，许多工业产业普遍存在凝结水回收利用不合理等问题，实际应用的过程中通常只回收利用水资源，没有考虑过对热能的利用；凝结水回收利用方式不合理，一旦凝结水进入污水系统，会降低污水系统处理效果，加剧污水中细菌的滋生，影响污水再利用；进入冷却水系统，会影响冷热负荷平衡，不利于凝结水输送，出现设备高质低用情况，致使投资成本与运行成本增加。

3 针对凝结水回收系统设计问题的具体应对措施

3.1 合理利用凝结水回收系统

大型石化、化工等工业产业应用凝结水回收系统，能够有效达到节能减排的效果，部分工艺装置需要配备除盐水站或蒸汽等，利用凝结水在一定程度上能够减轻工艺装置运行负荷，因凝结水存在着大量的热力能源，借助这一特质，把凝结水在凝结水回收管道中所产生的蒸汽代替部分新鲜蒸汽，降低能耗的同时，也节约了输送成本[3]。净水处理过后的凝结水有着较好的水质，此时的凝结水可以替代除盐水为工艺装置提供动力，针对已经无法再次利用的凝结水可考虑进行外送。

3.2 确保工艺装置安全

对凝结水回收系统进行设计时，相关人员也需要制定工艺装置安全运行应急措施，在一定程度上可以有效避免因凝结水工艺不足影响工艺装置安全运行问题的发生，针对部分疏水压力较低的工艺设备，在不影响工艺设备连续运行的前提下，可对凝结水回收罐的压力进行调整，确保凝结水顺利输送；充分考虑凝结水回收系统中的水力影响因素，以此来确保凝结水回收系统管道设计的合理性，保证每个支路的凝结水顺利进入主管道。此外，为提升凝结水回收系统使用寿命与质量，应做好对部分工艺设备的防汽蚀措施，减少因蒸汽腐蚀对该工艺设备的损害，防止凝结水泄漏，进而规避不必要的损害与经济损失。

3.3 加强对余热梯级的利用

做好凝结水回收系统后期净化处理与利用工作，在一定程度上可以减少高温凝结水因直接回收在输送过程中汽液两相流、水击等问题的出现，将凝结水温度加以控制，提升凝结水输送效率[4]。为达到凝结水温度逐级降低的效果，在凝结水回收系统设计中可以采用多级闪蒸，以此来满足其他用汽设备的工艺需求，进而避免高质低用现象的出现。多级闪蒸具体采用方式为以下几点：首先，为提升余热梯级利用效果，将一级闪蒸罐内高温凝结水输送到二级闪蒸罐中，此时的凝结水已经通过特殊工艺实现了降温，二级闪蒸罐中的凝结水是温热状态，适当增加闪蒸罐压力，为凝结水下阶段输送的降温做好铺垫；其次，已经降温的凝结水输送到凝结水罐会与罐内原有的凝结水融合在一起，利用热回收设备将降温凝结水输送到余热回收单元，同时不要忘记对凝结水泵进行加压，确保达到余热梯级利用效果；最后，凝结水的降温已经达到相关要求，即可进行净化处理，去除凝结水中多余的杂质。净化处理完成后应再次检测凝结水是否达到进入锅炉或锅炉补水箱水质标准，为提高水资源循环利用率，可利用其他用水设备进行除盐。

3.4 科学规划厂区

为有效提升凝结水回收系统在石化、化工等工业产业中的应用效果，除了需要优化凝结水回收系统设计以外，也要科学规划厂区，对各工业产业合理的应用凝结水回收系统有着十分重要的作用。把蒸汽系统与凝结水回收系统设计结合在一起，减少工业产业中能源的消耗，为我国实施节能减排战略贡献一份力量的同时，也可为各工业产业实现降耗增效的目标提供了良好的条件。在设计凝结水回收系统时，为做好厂区规划，设计人员需要与热工、暖通以及水处理各专业人员进行沟通，结合厂区实际运行情况，设计可行性、操作性强的厂区分布图，进而设计出科学、合理的凝结水回收系统，利用厂区分布图，确定凝结水管道走向、管径大小，这样才能确保凝结水回收系统正常的运行。厂区实际规划的过程中，相关人员要选择合适的凝结水回收设备，保证该设备的选型与系统相匹配，在一定程度上能够有效避免因设备选型不当而导致后期凝结水回收系统需要做出改动，同时与凝结水回收系统相关的其他设备也要合理选型，比如说凝结水处理设备和余热利用设备，确保凝结水回收系统水平平衡，减少运行成本投入，提升工业产业经济效益。

3.5 做好凝结水回收系统冷热负荷平衡

过于传统的凝结水回收系统设计方式主要采用空冷器或循环水冷却，使其可以达到对凝结水进行降温的效果，采用这种方式的主要原因在于大部分石化、化工产业生产过程中所产生的热负荷较多，冷负荷相对较少，虽然在一定程度上有着较好的降温优势，但所产生的热能会造成大量的浪费，同时也增加了运行费用与冷却水站的负荷。针对此方面的问题，设计人员对凝结水回收系统进行设计时，应从平衡凝结水回收系统冷热负荷出发，查找翻阅暖通等专业领域中对此方面的设计，吸取设计经验，提升凝结水输送效率。把凝结水作为热源介质，利用相关工艺来提取凝结水热能，把设备运行中所产生的低压蒸汽替换部分新鲜蒸汽，在此基础上减少对外送蒸汽的消耗，尽可能不采用空冷器或循环冷却水来对凝结水进行降温，能够有效提升热能利用率的同时，也实现降低工业产业运行成本的目的，进而促进经济效益的增加。