炼厂样板化学水厂改造实践

熊碧华

（中国石化北海炼化有限责任公司，广西北海 536016）

某炼厂于2012年建成投产，原油加工能力500万t/a。2015年底实施了产品质量升级改造项目，原油加工能力提升至650万t/a。化学水系统配套设计规模260 m3/h除盐水水站、120 m3/h凝结水水站作为一级除盐水供给装置。

为促进企业节水减排和环保运行水平，推进化学水场标准化、自动化、信息化、智能化和友好化建设，逐步实现智慧水务，全面提高运行管理水平和服务保障能力，根据中国石化资水[2017]2 号文件《化学水系统综合治理工艺技术要点》、中石化资水[2018]3 号文件《样板化学水场创建标准》要求，对现有化学水系统进行优化改造。

1 化学水系统基本情况

炼厂化学水系统包括除盐水水站和凝结水水站两部分。除盐水站预处理采用机械过滤技术，除盐采用阳单室浮动床、阴双室浮动床技术。凝结水站预处理采用机械过滤、混床技术。除盐水站和凝结水站设备统一布置，有效减少占地。除盐水站和凝结水站共用酸、碱再生与废水中和系统，同时除盐水站的原水与凝结水站的凝结水换热，合理利用能量。除盐水系统按单元制设计，各单元的阳床和对应的阴床同时运行、同步再生。公用辅助系统，降低投资费用，便于运行、管理和维护。

1）除盐水工艺过程

除盐水水站由预处理系统、除盐系统、废水中和系统和自动加氨系统组成，设计容量为260 t/h。采用单元制，分三个系列，单系列规模150 t/h。主要工艺流程见图1。

2）凝结水工艺过程

图1 除盐水工艺流程

凝结水水站由凝结水回收系统、除油/铁系统、活性炭过滤系统、精制系统、储罐和输送系统组成，设计容量为120 t/h，其中混床规模为150 t/h，凝结水水站包括凝结水的热回收和处理两大过程，主要工艺流程见图2。

图2 凝结水处理工艺流程

除盐水站、凝结水站处理后的除盐水收集至除盐水罐后外送装置，主要供给动力站和各装置的锅炉、产汽设备使用，部分用于工艺过程。根据GB/T 12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》和工艺过程要求，给水水质按一级除盐水标准设计。

2 存在问题及改造措施

化学水系统投用后，运行平稳，取得了较好的经济效益。为进一步推进装置节水减排和环保运行，提高装置自动化水平，满足中国石化样板水厂创建要求，采取了一系列措施进行优化改造。

2.1 化学水排水回用改造

2.1.1 存在问题

化学水系统排放污水，未进行有效分质收集处置，部分含油污水通过厂区设置的埋地含油污水管道输送至污水处理场，经处理达标后排放。

2.1.2 改造措施

阴床正洗排水气动阀与手阀之间增加DN100管线及阀门，汇总后进入原水罐。酸碱间南侧新建含油污水提升池，增加埋地含油污水管线（DN300），将含油污水引入，并切断原有含油污水管与总管线的连接。对化学水站排水系统进行改造，阴阳床东、西侧排水沟进行隔离和防腐处置，混床再生排水单独引管排至西侧排水沟排至旧废水中和池，过滤器及混床等其余排水经东侧排水沟排至含油污水提升池。收集至含油污水提升池的含油污水，通过新增的含油污水提升泵输送，接入管架上新建含油污水总管线输送至污水处理场含油污水系统。

2.1.3 改造效果

除盐水站和凝结水站根据排水水质情况，分别引入原水罐、含油污水系统、含盐污水系统，原水罐排水再利用制取除盐水，含油污水系统低含盐排水经处理合格后回用至循环水。通过不同水质分级收集处置，实现节水减排和化学水系统经济运行。

2.2 化学再生废水直排改造

2.2.1 存在问题

化学水再生废水中和池主要收集离子交换树脂再生废水，该部分水含盐量高，水质稳定性差，直排至雨水系统易引起外排雨水指标超标，且高含盐雨水进入雨水系统后，经含油污水处理后再次回用至循环水系统，容易导致循环水水质变差，造成恶性循环。此外，根据中国石化对假净废水集中治理要求，需将该部分废水纳入污水系统收集、处置。

2.2.2 改造措施

废水中和池原有2 台废水泵更换为高扬程提升泵。原中和池排污水至雨水系统管线埋地处截断，新增碰头管线经管廊引至含盐污水系统，为避免含盐污水造成管线腐蚀，系统输送管线采用内衬胶管。

2.2.3 改造效果

化学水系统各装置排放假净废水全部纳入含盐污水系统处置合格后达标外排，雨水外排口指标稳定合格，环保效益显著。

2.3 化学水自动化控制改造

2.3.1 存在问题

现有阀门故障率高，除盐水站无法实现自动运行和再生，且部分主要指标未实现在线监控，不便于及时监控水质和运行情况，无法实现智能化管理。

2.3.2 改造内容

为保证生产安全、平稳、高效及长周期运行，提高生产过程自动化和管理水平，进行如下改造：

1）机泵改造。3台一级除盐水泵增加远程停车控制，其中1 台外供一级除盐水泵增加变频控制，将装置21台机泵电流信号引入DCS。

2）增加4个再生计量系统酸碱自动调节阀，分别与现有再生浓度计实现浓度自动联锁控制。

3）更换高效纤维过滤器、活性炭过滤器、阳单室浮动床阳离子交换器、阴双室浮床阴离子交换器、酸碱再生系统等。更换气动开关蝶阀共83 个，阀位远传控制开关及指示信号线利旧，引入DCS。

4）完善在线仪表。预处理进水管设置1台在线浊度仪、1 台在线电导率仪和1 台在线ORP 仪，阴床出水总管设置1 台在线电导率仪和1 台在线pH计，中和废水排放管设置1台在线pH计，蒸汽凝结水进水管设置1台在线TOC仪和1台在线电导率仪，所有信号均引入DCS。

2.3.3 改造效果

化学水场主要指标实现在线监控，除盐水站实现智能化运行管理，并且能够稳定自动运行和再生。

2.4 凝结水和采样水收集改造

2.4.1 存在问题

除盐水站和凝结水站采样水、排凝水等就地排放，部分进入雨水系统，部分进入含油污水系统，经分析该水质良好，具备直接回用原水罐条件，直排造成资源浪费。

2.4.2 改造措施

在废水中和池东侧新增10 m3回收水池，将除盐水站、凝结水站在线仪表采样水以及附近装置蒸汽加热器的凝结水集中回收，再输送至原水罐，预计回收量20 m3/d。

2.4.3 改造效果

实现优质水资源回收利用，有效降低公司吨油取水指标。

2.5 酸碱管线改造

2.5.1 存在问题

酸碱间存在酸雾挥发，管线、阀门、计量罐等外表腐蚀严重。再生泵故障率高，酸碱再生系统稳定性差，设备反复维修滴漏等造成现场环境恶劣。

2.5.2 改造措施

酸碱间原有内衬胶进酸、进碱管线更换为钢骨架PE 管，原有酸碱再生系统增加酸碱喷射器。新增酸、碱计量罐，实现精准再生控制。

2.5.3 改造效果

酸碱再生系统稳定性提高，现场管线腐蚀问题有效解决，现场环境卫生得到显著改善，酸碱异味明显减轻。同时节省管线刷漆防腐费用。

2.6 中和池密闭收集改造

2.6.1 存在问题

化学水废水中和池收集除盐水站和凝结水站离子交换树脂再生排水，为确保再生过程酸碱废水混合均匀，采取泵回流和鼓风搅拌方式，混匀过程酸雾挥发析出，腐蚀周围空压机组等关键设备，同时，散发异味对周围环境造成影响。

2.6.2 改造措施

对化学水废水中和池增加玻璃钢盖板，并引入酸雾吸收器，将酸性气体进行水洗后高处排放，减少对设备的腐蚀，改善周围环境。

2.6.3 改造效果

化学水再生过程启动抽风机和循环水泵，将酸性气体进行水洗处置后排放，现场异味大幅减轻，设备腐蚀现象得到明显改善。

3 下一步改造计划

1）凝结水系统精密除油效果差，一旦回收凝结水石油类含量超过10 mg/L 时，混床出水石油类含量指标便超标，造成大量凝结水直排损失，因此考虑在凝结水母管换热设施前端增设耐高温凝结水除油设施，提高凝结水系统应对水质异常风险能力，减少水质波动造成凝结水大量直排。

2）现有排水沟采用敞开式玻璃钢隔板，再生排水过程酸碱挥发产生异味扩散，需对现有玻璃钢隔板进行密闭改造，实现废水密闭排放，减轻对周围设备腐蚀，有效改善周围环境。

3）鉴于该地区水质好，企业树脂体外清洗频次低，未将体外清洗自动化改造纳入整改计划，今后根据实际情况逐步完善自动控制系统改造。

4）为实现高标准样板水厂建设，考虑对现场腐蚀设备和管线进行升级改造，对装置区域水泥地坪、排水沟做新型防腐刷漆，对现场设备设施、管线标识进行完善。

4 结论

通过实施化学水系统改造，推进化学水场标准化建设，实现了化学水系统自动化运行，提高了运行管理水平；同时，改造后节水减排成效显著，现场环境大大改善。经济、社会环境效益良好，积累了丰富的改造经验，对于各炼化企业实施样板水厂建设和优化改造提供指导意义。