浅析水平衡测试在煤化工企业节水管理应用

2021-01-19王凯

陕西水利 2021年11期

王凯

（哈密水文勘测局,新疆哈密 839000）

节约、高效利用水资源是平衡哈密水资源短缺、持续促进经济发展的根本举措。科学有序地推动哈密节水型企业建设,适时开展企业水平衡测试不仅可以让企业重视节约用水的重要性和深入了解厂区生产、生活用水状况,有针对性地通过技改补短板,不断提高节水管理水平,提升企业发展经济效益,而且还能为地方的水行政主管部门保证企业合理取水、加强水资源管理、促进地区产业结构布局整体发展提供技术数据。本文以某煤化工企业工业水平衡测试实测情况分析找出用水管理方面不足,帮助企业达到高效节水、提高经济效益,从而创造更大社会效益的目的。

1 企业水平衡测试目的及意义

水平衡测试是指一台设备、一个车间、一个工程或一个用水体系,在其生产中所用全部水量的收支平衡测试[1]。煤化工企业水平衡测试主体是企业的生产区和生活区,按测试规范要求健全企业一二三级水计量设施安装,在一定时间内对各类用水设备、生产系统统一定期测试,再将测试数据统计分析找出全厂水量平衡关系。通过测试,可以掌握企业用水管网布置、各用水单元进出水量关系、全面系统的绘制全厂水量平衡图。通过测试数据和相关用水经济标准对比分析合理用水程度,找出节水薄弱环节分析节水潜力并提出具有可操作性的技改建议、规范化的管理措施、合理化的节水规划。帮助企业从用水档案、技改建议方面不断提高整体高效用水管理水平。

2 水平衡测试依据

在水平衡测试工作中企业和技术人员都需严格遵守《中华人民共和国水法》《企业水平衡与测试通则》《节水型企业现代煤化工行业》等法律法规、国标技术要求,求真务实完成水平衡测试工作。

3 水平衡测试工作简要流程

3.1 前期准备工作

通过现场踏勘对企业供用水方式、供水能力、近三年用水情况、主要产品产量、主要用水设备运行情况、企业有无外供水、水计量设施安装率、水计量设施计量率等情况进行详细调查并收集资料。了解企业生产工艺和用水工艺,查清供水管网布设、管径大小及主要用水车间。绘制全厂给排水管网草图,提出符合企业生产特点的水平衡测试方案和满足水平衡测试工作的具体要求。补齐合格水计量设备,对参与测试工作人员进行测试工作技术要求培训。

3.2 实测工作

水平衡测试周期内,以车间、产品或主要用水设备环节为测试单元,在测试方案每日规定记录时间点做好水计量设备数据、测试期间用水设备运行情况的记录。因大型煤化工企业生产具有产品较多、生产周期稳定、用水均衡、生产受季节变化影响小等特点,所以适合采用一次平衡法分析每日测试各用水单元水量数据是否平衡,进而不断修正完善水量平衡图。

3.3 数据整理汇总

汇总阶段主要是将收集的各类资料和实测资料进行整理分析,以各水计量设备多日测试数据的平均值对各用水单元进行水量计算,填写全厂水平衡测试汇总表,绘制全厂用水工艺流程和水量平衡图。对企业生产各方面用水合理性分析提供真实有效的数据支撑。

3.4 用水指标分析

将水平衡测试所得测试数据按《节水型企业现代煤化工行业》（GB/T 37759-2019）和《新疆维吾尔自治区生活用水定额》相关指标标准的计算要求进行计算,并对相关定额标准逐项对比分析,找出该企业生产过程用水不合理的环节并分析超指标主要原因,根据本地区实际情况,提出合理具有可操作性的节水措施建议。

4 水平衡测试应用实例

4.1 企业简介

某煤化工企业于2012 年正式投产。主要产品为:甲醇、LNG、重质酚、轻质酚等产品。各类产品年总产量约为180 万t。

4.2 企业用水水源及供排水情况

该煤化工企业水源为地表水,经水务公司统一分配,生产用水和生活用水通过两条独立用水管网直接供至工业园区煤化工企业。

企业生产区建有蓄水池和中水、污水处理设施,全厂主要用水环节包括办公生活用水、采暖用水、间接冷却循环系统用水、软化除盐用水、厂区绿化灌溉用水、突发情况下消防用水、产品带走及化验检测用水等。

外排水主要为处理后的浓盐水和污泥,浓盐水通过管道排至蒸发池。污泥运至渣场晾晒后进入汽化炉焚烧处理。

4.3 用水指标合理性分析

（1）生产用水重复利用率

在水平衡测试周期内,企业生产用水的重复利用率计算方法是用企业在此次测试周期内平均每日全厂所有生产环节中重复利用的水量/（平均每日企业取用的新水量+平均每日企业重复利用的水量-平均每日总产品所带走的水量）×100%。此项指标主要反映企业现有生产环节中节水的有效程度。

该企业水平衡测试期间日平均取新水量38878 m3,重复利用水量3323171.8 m3,产品带走水量139.2 m3。水重复利用率98.8%,高于《节水型企业现代煤化工行业》（GB/T 37759-2019）重复利用率≥97%的用水要求,用水工艺较为先进。

（2）间接冷却水循环率

煤化工生产中间接冷却循环设备主要是以经过软化、除盐的水为介质,为需要降温的生产设备进行热交换,保障生产设备正常运行的辅助生产设备。企业采用较为合适的冷却循环系统可节约大量新鲜水的使用。

水平衡测试周期内全厂所有间接冷却循环系统的间接冷却水循环效率计算方法是{平均每日间接冷却水循环量/平均每日间接冷却水循环量与平均每日间接冷却水循环系统补充新水量之和}×100%。该企业水平衡测试期间平均每日间接冷却水的总计循环量平均值为3199444 m3,测试期间平均每日间接冷却水循环系统所需要补充的新水量23301 m3。间接式冷却水循环率99.3%,高于《节水型企业现代煤化工行业》（GB/T 37759-2019）间接冷却水循环率≥98%的标准,用水工艺较为先进。

（3）达标排放率

煤化工企业将经过污水处理后不再重复使用的浓盐水排至蒸发池,本次水平衡测试周期内该企业达标排放率是经过处理达到标准后排放的浓盐水量与全部排放水量比值。

该企业水平衡测试期间每日平均排出浓盐水和污泥合计含水1500 m3,达标排水量1500 m3,则达标排放率为100%,符合《节水型企业现代煤化工行业》（GB/T 37759-2019）达标排放率100%的要求,该企业外排浓盐水和污泥符合标准。

（4）单位产品取水定额

该企业产品有甲醇、LNG、重质酚、轻质酚、优质轻质酚、混酚、硫酸铵,本次水平衡测试该企业综合单位产品取水定额6.82 m3/t。因无法细分每一种产品单独吨产品取水量,部分产品也没有相关取水定额指标,暂无可参考的国标或行业标准,因此暂以本次水平衡测试综合单位产品取水定额6.82 m3/t为准。

（5）生活用水

测试期间厂区职工总人数992 人,厂区执行四班三运转不间断生产,每班248 人,主要用水为办公生活饮水、卫生保洁,生产区办公生活平均每日取用新鲜水量为6.0 m3,该企业平均每人每日取用新水量24.2 L符合《新疆维吾尔自治区生活用水定额》中办公及写字间每人每日取用新水20 L~25 L的用水定额标准。

（6）蒸汽冷凝水回收率

该企业用于生产的锅炉蒸汽冷凝水回收用于锅炉给水的回收水量为3213949 m3/d,全厂锅炉蒸汽发汽量为3245118 m3/d,因此该厂蒸汽冷凝水回收率=（3213949/3245118）×100%=99.0%

（7）蒸汽冷凝水回用率

该企业中生产锅炉产生的蒸汽冷凝水用于全厂生产环节的总回用水量为3226714 m3/d,锅炉总发汽量为3245118 m3/d,因此该厂蒸汽冷凝水回用率=（3226714/3245118）×100%=99.4%

（8）水计量设施安装率

该企业一级水计量设施安装率100%、二级水计量设施安装率100%、三级水计量设施安装率55.6%。

根据《用水单位水计量器具配备和管理通则》（GB 24789-2009）的规定一级水计量设施安装率必须达到100%、二级表安装率≥95%、三级表安装率≥80%的技术要求,该厂一、二级水计量器具的配备均符合技术要求,但三级水计量器具配备仅55.6%未达到水计量器具配备技术要求,建议在检修期补齐三级计量器具。

（9）水计量设施计量率

测试期间生产用水一级水计量设施计量率100%、二级水计量设施计量率98.3%、三级水计量设施计量率97.0%。该企业一二三级水计量设施的水计量率全部按《用水单位水计量器具配备和管理通则》（GB 24789-2009）的规定达到了一级表计量率必须达到100%、二级表计量率必须≥95%、三级表计量率必须≥85%的技术要求。