化工企业循环冷却水系统优化改造

2022-01-13杨志岗

氮肥与合成气 2022年1期

杨杰，杨志岗，张林

(河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南新乡 453700)

某化工企业45万t/a煤制合成氨、80万t/a尿素装置于2013年11月建成投产，采用当前国内先进的水煤浆加压气化工艺，配套宽温耐硫变换、低温甲醇洗、液氮洗、中压氨合成、CO2汽提法尿素工艺及公用工程。其中公用工程设置有3套循环冷却水场，分别用于空分装置、合成氨装置、尿素装置。

1 工艺介绍

3套循环水场均采用砼结构逆流式凉水塔，单塔冷却水量为5 000 m3/h，其中空分、合成、尿素循环水分别设置凉水塔3座、5座、4座。循环水流程为：循环水通过凉水塔冷却降温后进入凉水池，通过凉水池与吸水池连通管进入吸水池，之后通过循环水泵加压输送至各岗位循环水冷却器。换热之后的回水再回入凉水塔循环降温；另一路回水经旁滤器过滤之后进吸水池。

3套循环水场投运后，相继出现循环水浊度高、循环水中杨絮多、装置电耗高等问题。为此，根据循环水装置实际运行情况，采取增加除铁装置、封闭凉水塔及风机驱动改为水轮机拖动等优化措施，稳定了循环水水质和降低了装置电耗，实现了循环水装置的安全、稳定、经济运行。

2 改造措施

2.1 旁滤器进口增加除铁装置

循环水装置投运后，循环水补水含铁量(体积分数)平均值在1.3×10-6左右，最高时达1.8×10-6，补水中的铁离子含量高且为二价铁，在空气中容易氧化成三价铁而形成胶体物质。旁滤器不能有效过滤胶体，造成循环水浊度增加(一般在30 NTU左右，最高时可达到60 NTU左右)，易在装置中沉积导致局部腐蚀，不利于系统稳定运行。

2.1.1 改造内容

为降低循环水系统铁离子含量和循环水浊度，稳定循环水水质，该企业联合GE公司技术人员进行现场试验，在旁滤器进口增加除铁装置，包括计量泵及加药桶，用于投加除铁助滤剂。旁滤器进口虚线部分为新增除铁装置(见图1)。

图1 循环水旁滤器进口增加除铁装置

2.1.2 改造效果

项目投运后，改造前后数据见表1。

由表1可知：合成循环水铁离子体积分数下降5.8×10-6，浊度下降44 NTU，浓缩倍数提高0.73，每天可减少补水量为919 m3。在改善循环水浊度的同时，提高了循环水浓缩倍数[1-2]，节约了一次水用量。

表1 合成循环水增加除铁装置后循环水水质对比

2.2 凉水塔封闭改造

由于企业周围生长大量杨树、柳树，在4月下旬—6月上旬期间空中漂浮的杨絮、柳絮较多，而凉水塔无防护拦截网，致使空气中的杨絮、柳絮通过进风口进入凉水塔后带入循环水。循环水凉水池与吸水池连通管处装有格栅，格栅堵塞比较严重，每天清理工作量很大。若处理不及时，导致吸水池液位低，影响循环水水泵安全运行。杨絮、柳絮随循环水进入后系统，极易堵塞换热器，不利于生产系统稳定运行。

2.2.1 改造内容

在凉水塔前后两侧通风口处安装钢框架，并在框架上吊挂不锈钢网，对进入凉水塔的空气进行过滤，从源头上避免杨絮、柳絮等杂质进入循环水系统。凉水塔封闭改造示意见图2，其中虚线为新增钢框架及不锈钢网。