氯碱生产装置中循环水系统的优化运行与节能改造

第6期中国氯碱No.602010年6月China Chlor- - AlkaliJu.,2010氯碱生产装置中循环水系统的优化运行与节能改造刘影,张二军(昊华宇航化工有限责任公司,河南焦作454000)摘要;介绍了 氯碱生产装置中循环水系统运行方式的优化及节能改造措施。关键词;氯碱生产;循环水;优化;节能中图分类号:TQ1 14.26文献标识码:B文章编号:1009-1785(2010)06 -0030-03Optimized operation and energy saving innovation ofcirculating water system of Chlor- alkali equipmentLIU Ying, ZHANG Erjun(Haohua Yuhang Chemical Co, Ltd, Jiaozuo 454000, China)Abstract: Optimized operation and energy saving measures of circulating water system of Chlor - alkaliequipment was introduced.Key words: circulating water; optimized; energy saving1概述力指标为0.6MPa左右。改进后,两系统均保持了正昊华宇航化工有限责任公司于2005年8月投常稳定运行，但是整个系统仍存在运行成本高等问产了10万t/a PVC、10万t/a离子膜烧碱项目。该项题,针对这些问题,对运行方式进行优化、对系统进行目循环水系统配套设计了6台1 000 m?/h的无填料节能改造,使循环水系统实现了节能运行。喷雾冷却塔,4台2 200 m2/h的循环水泵(开3备2系统节能改造1)、2套加药装置及相应的旁滤和加氯装置。PVC生2.1 加药方式改造产与离子膜生产系统共用1套循环水系统，但运行2.1.1原加药方式过程中,循环水供水温度不能满足PVC聚合工序工l旁速装置艺要求,PVC产量受到严重影响。该公司于2006年冷却塔对原循环水供水系统的供水方式进行了系统改进，烧碱系统换热设备将PVC生产用循环水系统与离子膜烧碱用循环水塔下水池[吸水池]- +[循环水泵系统分开,各自独立运行。循环水系统供水工艺流程见图1, PVC生产系统采用3台2 200 m?/h循环水两系统回水连通阀供水连通阀泵(开2备1)供水,4台1 000 m/h的无填料喷雾冷却塔进行冷却降温;烧碱循环水系统采用2台中国煤化工-PVC系统2 200 m循环水泵供水(新增1台),2台1000m/h和1台800m2/h(新增)的无填料喷雾冷却塔进行冷却YHCNMHG降温。改进后的烧碱循环水系统供水压力指标为.l旁滤装置}0.40~0.45 MPa,PVC生产系统的循环水系统供水压團1循环水系统供水工艺流程圈第6期刘影,等:氯碱生产装置中循环水 系统的优化运行与节能改造31循环水系统原配套设计了2套加药装置，由搅.制,工艺流程如图2。拌槽和计量泵组成，每套装置运行功率为0.74 kW。再生水排放|反洗水排放在运行过程中,需首先由操作工将药剂(水质稳定剂、降碱剂、杀茵灭藻剂等桶装药剂)提至高约1.5m的加深井水.砂滤器原水泵阿科过德 器|药平台,倒人加药装置的搅拌槽内，然后根据需要调节循环水中的加药量调节计量泵，由计量泵连续输送至循环水塔下水池内。加药过程不仅浪费电能,而且-期一级反渗透十软水器r H超谑水泵一超滤机组劳动强度较大,同时，将每桶25 kg的药剂人工提至E期一级反渗透阻垢剂反洗水排故平台再向搅拌槽内倾倒也存在一定的危险性。2.1.2改造后的加药方式浓水排放地沟30m2根据循环水系统设计上的特点，利用循环水吸水池上的大平台设计了2个塑料加药槽，根据需加| 中间水箱一 二级反渗透一一- 混床-- +去离子水药量,在塑料加药槽的下部开几个小孔,然后将加药槽安装在紧靠循环水吸水池大平台处的塔下水池浓水排放地沟25mh團2制水工艺流程图上,使得加药槽与吸水池在一个平面上,购进的药剂也全部存放在循环水吸水池大平台上,使加药位置由图2可以看出,深井水逐级经过砂滤器、叠片紧邻药品存放位置。由于加药面与吸水池平台在一式过滤器、超滤机组以及软水器处理,水中的各种悬.个平面,加药时，操作工只需将桶装药剂直接倒入浮物、泥沙、微粒、胶体、细菌、杂质、有机物和硬度加药槽内，药剂通过加药槽底部的小孔连续滴加均已被过滤去除,再经双级反渗透膜分离,水中绝至循环水中,不仅保持了连续滴加的方式,而且大大部分的离子被截留在浓水中,从而制取电导率为大降低了工作强度，减少了计量泵连续运行对电5 us/cm以下的水。再经过混床的进一步 精制得到能的消耗。弃用的加药装置移送至污水处理站做电导率为2 μs/cm以下的去离子水。在制水过程中,为投加盐酸、氢氧化钠以及次氯酸钠使用(该岗位二级反渗透浓水因离子浓度较低，直接被系统回收向搅拌槽内加药通过管道注人)。每年可节约电能利用;一级反渗透的浓水因离子浓度高,不能再回收11 840kW .h,按0.45元/(kW.h)计,可节约5328元。至制水系统中，直接被排放。2个- -级反渗透平均外2.2.循环水 系统运行补水改造排浓水55m/h,其他设备如砂滤器也需要定期进行2.2.1循环水系统日 常补水情况反洗.再生以保证正常运行,阿科超滤机组、软化器循环水系统由于水分的蒸发、风吹损失、排污需等设备在运行过程中要间断地进行- - 些冲洗、反洗、要以及其他装置的使用，每小时平均需补充深井水杀菌、再生等步骤,以保证机组的正常稳定运行,反.70-80 m'。渗透机组每次开停机均需排放-部分水， 上述机组(1)因水分的蒸发损失、风吹损失量平均需外排废水30~50m?/h,浪费了大量水资源。a.蒸发损失水量E=(0.1+0.0020)ROv/1002.2.3循 环水补充改造式中:θ为空气的干球温度,取25C;R为系统循环水(1)一期一-级反渗透浓水的利用量,本系统为7 000 m)/h;At为冷却塔进出水温差,C。根据反渗透制水原理可知，反渗透机组只对水E=(0.1+0.002x25)x7 000x5/100=53 m/h;b.风吹损中溶解盐进行过滤或浓缩，本身并不会对原水产生失量约为系统循环水量的0.1%,约为7m2/h。污染，故其浓水中的离子只是其处理水中被脱除浓(2)PVC生产过程中乙炔清净工序使用的次氯缩的离子。由于一期一级反渗透进水经过软化器去酸钠是采用工业循环水进行配制的，每小时使用工除了水中的钙、镁离子,故浓水中并无钙、镁离子,只.业循环水约10~20 m'。是其他离子含量较高。浓水水质和深井水水质的分2.2.2其他岗 位排放废水情况析对比情况风表1击了与循环水岗位相邻的纯水站岗位,其主要任务H中国煤化工以看出，一期一级是利用深井水制取去离子水。在制水过程中有大量反渗CNMHG离子含量均比深井废水外排，没有进行综合利用,造成较大的水资源浪水要高,但是其基本上不含钙、镁离子,针对具体的费。该岗位的制水工艺是采用双级反渗透加混床精使用范围,仍具有回收利用价值，可以用于换热设备32中国氯碱2010年第6期表1一期一级反渗透浓水水质情况过泄压管直接返回至循环水池约30%的水量,造成项目第1组 第2组 第3组 第4组水泵做了大量无用功,严重浪费了能源。pH值7.67.8 7.68 7.82.3.2循环水泵改造电导事/(us.cm")1 640.1886 1710 1820水泵改造有2种方案可供选择。碱度(以2CaCO)(mg.L") 626550056((1)对循环水泵电机采取变频控制,使得循环水硬度(以CaCO)V(mg.L')泵能够根据压力情况进行自动调整，初步估算可P(C1)V(mg+L)277.0342.3 216.0 217.3 ●减少用电20%左右,方案本身可行,但由于需选用表2深井水水质分析数据第1组第2组第3组第4组2台450kW的高压变频设备约需投资300多万元，7.37.2并需新增占地面积约40m2。电导率/(ua.cm*)960940850890(2)将原水泵更换为节能水泵。与浙江工业设计碱度(以CaCO, it)(mg.L*) 31030090研究院协作,利用其“一种在线流体系统的纠偏方硬度(以CaCO,计)(mg.L") 456454436447法”的节能专利技术,对烧碱循环水系统进行了实际(C-)/(mg:L)18115816监测。通过对在线流体系统的压力测定、系统动力机或对水质要求不高的系统中。将此部分水通过管道械的功率测定、检定系统管路的合理性、管路特性利用反渗透自身压力全部引人循环水系统中作为补后,诊断系统存在的问题。按最佳运行工况参数,针充水使用,可节约深井水25 m/h,每年可节约深井对系统运行情况，量身定制2台FCH高效节能泵水16万t,深井水按1.15元计算,可节约18万元。(电机不换) ,替换实际处于不利工况低效率运行的(2)砂滤器、阿科过滤器、超滤机组外排废水的水泵,消除“无效能耗”，提高输送效率,从而达到最回收利用佳的节能效果,如此初步估算可节电30%左右,并且在制水过程中,砂滤器、阿科过滤器、超滤机组设备投资、安装完全由其负责,我们共享节能效益。只是起到过滤作用，其外排废水中只含有大量的悬通过比较,选择了第2种方案,于2009年3月浮物、泥沙、杂质等,完全可通过将水中的悬浮物、泥对烧碱循环水系统进行了改造。将原有的2台循环沙、杂质等去除后回收利用。新建了1个沉降装置,将水泵更换FCH高效节能泵，于2009年4月正式投经过沉降处理的这部分水经过新增回收水泵全部送运。投运后,4号循环水泵节电率可达27%左右,每到循环水站大水池内做为循环水补充水使用,可节约年可节电89.6万kW.h,5号泵循环水泵节电率为补充深井水30m/h,年可节约24万t深井水,深井32%左右,每年可节电108万kW.h,合计年可节约水按1.15元/t计算,可节约36万元。88.9万元。2.3循环水泵的节能改造3循环水系统运行方式的优化2.3.1改造前 循环水泵运行情况循环水系统-年四季运行情况各有不同,夏季供循环水系统在PVC生产系统与离子膜烧碱系水需求量大，冬季由于外供循环水温度较低,PVC生统各自独立运行后,采用的2台SLOW350 -5200)型产系统和离子膜烧碱系统生产需用量均大幅减少。循环水泵(Q:2 200 m/h,H:59 m)功率分别为450kW(1)循环水泵和400kW ,存在能力过大现象,运行中循环水供水压从每年的11月至次年2月,将PVC循环水系力大大超出该系统工艺指标要求,最高达到0.6MPa统与烧碱循环水系统通过两系统的供水连通阀和回(I艺指标为0.40-0.45 MPa)。生产运行中,为保证水连通阀均打开一小部分进行连通,将PVC系统的工艺指标要求，岗位上采取了控制循环水泵进出口循环水通过供水连通阀向烧碱系统供应一部分,然阀门开度，以及供水管路上安装泄乐阀打回流2种后将烧碱循环水系统停运1台循环水泵，不仅保证方式来调节供水压力。但是,操作规程不允许采取控了两个循环水系统的正常运行，而且每年可节电制水泵进口电动蝶阀开度保证供水压力，且极易造86.4万kW.h,按0.45元/(kW.h)计算,可节约电费成水泵叶轮产生气蚀现象;采取控制出口电动蝶阀开度控制供水压力,运行一段时间后使得DN700的中国煤化工电动蝶阀阀芯出现密封不严，造成停运检修时循环YHCNMHG环水温度较低的情水泵内始终带压,导致循环水泵无法正常检修维护。况,及时调整循环水冬季供水温度,通过与用水单位因此,日常一般采取泄压阀调节,将-部 分循环水通协调,在保证生产正常运行的条件下,减少冷却塔风第6期中国氯碱No.62010年6月China Chlor- AlkaliJun.,2010依靠技术改进节约能耗,降低成本邸亚宁,霍中德,卜小军(西安西化热电化工有限责任公司,西安陕西710077)商要:总结了西安西化热电化工有限责任公司为节能降耗采取的技术改进措施。通过改造,降低了电石、氟化氢、一次水、动力电、蒸汽等的消耗,以PVC年产量4万计算降低成本达660多万元,节能降耗效果显著。关键词:PVC企业;技术改进;节能降耗中图分类号:TQ325.3文献标识码:B文章编号: 1009-1785(2010)06 -0033- -04Rely on technical improvement to save energy and reduce costsDI Ya- -ning, HUO Zhong -de, BU Xiao-jun(Xi'an Xihua Thermoelectrical and Chemical Co., Ltd, Xi' an 710077, China)Abstract: Summary of technical improvement of energy saving and consumption decrease of XihuaThermoeletrical and Chemical Co., Ltd was introduced. Consumption of calcium carbide, hydrogen chloride,primary water, power and steam were reduced, and saved costs more than 6.6 million yuan per year.Key words: PVC enterprises; technical improvement; energy saving and consumption decrease由于2008年金融危机引起下游市场需求的严80C时为0.438g/L。由表1可以看出,反应温度越重萎缩，产品售价从最高8500元/t一路下跌至高,乙炔损失越少,但是含固量越高,排渣越困难。5 300元/t,开工率一度下降至30%左右"。西安西化另外,粗乙炔气中的水蒸气含量相应增加,将造成热电化工有限责任公司审时度势,从2008年9月起冷却负荷加大。综合考虑以后,决定将发生器操作狠抓管理,以“少投入多产出”为原则,采取技术改温度调高5C,即将原操作指标由(85+5)C调整为进、节能降耗措施,实现了减产不停车。(90+5) C。1降低电石消耗囊1 乙炔气在水中的溶解度电石在PVC成本中占70%左右,降低电石消耗温度 /C102030550 70 80是降低PVC成本的首要突破口。溶解度/(g*kg") 1.970 1.561 1.229 1.006 0.845 0.685 0.793 0.4381.1 通过工艺 改造和工艺指标的调整,提高乙炔发生器收率为维持渣浆含固量，将原加人发生器的上清液1.1.1提高发生 器操作温度温度由≤30C调整到(40+5)C,发生器上水改造如在电石渣浆中,乙炔在60C时溶解度为0.685 g/L,图1所示。在夏季环境温度较高时，将热水池滤水经机运行台数，平均每天可停运30kW风机4台,每”中国煤化工量外排废水,实现了年如此运行3个月,可节电25.9万kW.h,年节约电茂各种费用192万元，THCNMHG运行成本。费11.7万元。有效地所心s阳平小小机的工14结语收稿日期:2010-01-27通过节能改造及调整系统运行方式,不仅降低