某大型煤化工项目除盐水及凝液精制站设计总结

戴玲智 张伟霖

摘  要：某大型煤化工基地配套新建一大型除盐水及凝液精制站为各装置及动力站提供除盐水。文章介绍了该除盐水及凝液精制站工艺流程，主要设计原则及优化设计措施等，并根据工程建设及运行中的问题，总结了相关设计经验。

关键词：除盐水站;凝液精制;水处理;设计总结

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 工程概况

某大型煤化工项目主要由空分、煤气化、CO变换、酸性气体脱除、硫回收、油品合成、油品加工、甲醇合成等工艺装置以及与工艺装置配套的储运工程、公用工程、辅助工程、服务性工程和厂外工程组成。

动力站是CTL项目重要的公用工程之一，主要承担工厂高压蒸汽生产、蒸汽系统运行调节、主蒸汽发电、余热发电、除盐水制备、冷凝液精制、锅炉给水除氧及供给等重要职能。其主要由热电站、余热发电站、除盐水及凝液精制站三套主装置及其它辅助设施、配套公用工程等组成。热电站共设置10台超高压煤粉锅炉。

除盐水及凝液精制站为整个CTL项目（包括动力站）提供除盐水，包括除盐水制备、透平冷凝液精制和工艺冷凝液精制三个系统，其设计规模为4000t/h除盐水制备系统+5500t/h透平冷凝液精制系统+1000t/h工艺冷凝液精制系统。其系统庞大，工艺复杂，在世界同类装置中规模属较大型。

2 主要设计特点

该项目除盐水制备系统采用纤维过滤器+超滤+反渗透+一级除盐+混床的处理工艺，透平凝液精制系统采用除铁过滤器+混床的处理工艺，工艺凝液精制系统采用除铁过滤器+活性炭过滤器+混床的处理工艺，系统按分段母管制设置，便于运行调整和维护管理，整个除盐水及凝液精制系统均采用全自动化程控设计，降低操作难度和强度，各级工艺设备出水均设有在线仪表实时监测，确保系统出水水质达标，以对外提供连续、稳定、可靠的除盐水。

其中除盐水制备系统设置4套浓水反渗透，单套出力175m3/h，回收率60%，有效减少反渗透浓水的外排;超滤反洗废水外供脱硫装置，同时可回用于原水箱。该项目处于缺水地区，通过采用高回收率的纤维过滤器、系统设置浓水反渗透装置、反洗废水部分回用、采用大流量不反洗滤芯等多项节水措施，整个除盐水及凝液精制站的综合回收率≥90%。

除盐水及凝液精制站布置于动力站装置的西南区域，总占地约40000m2，分为两个部分，东面为预脱盐水站，主要包括预脱盐膜处理厂房、反渗透水泵间和室外水箱等构筑物;西面为除盐水站，主要包括水处理间、换热器间、纤维过滤器间和室外水箱等构筑物。

其中预脱盐膜处理厂房为三层布置，底层为水泵间、加药间和其他功能间，二层为管道夹层，三层布置超滤、反渗透等膜装置。通过管道夹层的设置，有效的避免了三层管道的混乱，为膜装置留出操作、检修空间，设备布置也更为美观。

换热器间和地下的废水池错位布置，为两根DN1600的循环水管埋地布置留出了空间，使得换热器进出管道的布置更规整、美观，便于设备维护、检修，同时有效地减少占地面积，节约土地资源。

3 工程建设及运行中存在问题及经验总结

该项目于2015年初完成全部施工图设计，2016年8月至2017年11月除盐水及凝液精制系统相继建成投产，由于煤化工项目的特殊性且该项目制水量较大，国内鲜有类似规模，在项目建设及运行初期，出现了一些未可预见的情况，本文选取以下几个较典型的问题进行详细分析。

3.1 除盐水泵出口金属波纹管选用

该项目除盐水泵Ⅰ流量2000m3/h，扬程180m，泵出口管径DN600，软接头选用的是不锈钢波紋管，出口母管管径DN1000。现场首次启泵时，发生金属膨胀节拉坏变形，下方支架损坏，支管向外推出的情况。经过专题会讨论，判断由于此泵压力较高，启泵瞬间的盲板力粗略估算达到100吨以上，而波纹管无限位防拉脱的功能，导致了上述问题的发生。最终处理方案为，由膨胀节厂家将金属波纹管全部更换为带限位的金属伸缩器，同时在所有双吸泵出口管道弯头处增加支架加固。方案实施后，除盐水泵Ⅰ运行正常。

柔性接头主要用于膨胀补偿，而一般水处理系统均为常温介质，不存在热膨胀。而上述高压除盐水泵的不锈钢波纹管更换为限位金属伸缩器后，仅能在平行于轴线的方向位移，减震、降噪的作用都失去了，与硬管连接无异。故建议大流量、低扬程的情况下，可以考虑水泵进出口设置橡胶挠性接头，其他扬程较高的工况下直接硬管连接。

3.2 高压力法兰垫片选用

该项目除盐水泵Ⅰ扬程为180m，出口管阀件压力选用2.5MPa，垫片为RPTFE聚四氟乙烯;除盐水泵Ⅱ扬程110m，出口管阀件压力选用1.6MPa，垫片为NBR橡胶垫片，均符合规范要求。但实际安装中，除盐水泵Ⅰ出口多功能阀前后法兰处频繁漏水，施工单位多次拆装均无法消缺，且拆卸后垫片基本损坏无法二次使用，最后通过将垫片更换为不锈钢石墨缠绕垫片处理。