蒸汽冷凝液回收的优化改造方案

Optimization and Transformation Scheme of Steam Condensate Recovery

常亮 Liang CHANG , 王伟 Wei WANG

兖矿国宏化工有限责任公司山东邹城 273500 Yancon Guohong Chemical Co., Ltd., Zoucheng 273500, China

摘要：

为保证锅炉用水水质达到指标要求，生产装置中的蒸汽冷凝液采取分级回收的处理方式，但由于50 kt/a碳酸二甲酯(DMC)项目的投运，导致系统蒸汽冷凝液平衡失调，出现溢流就地排放的现象。针对存在的问题，通过综合分析，将部分蒸汽冷凝液引至冷密封水泵，避免了蒸汽冷凝液的不必要浪费。

关键词：

蒸汽冷凝液; 脱盐水; 优化改造;

Abstract：

In order to ensure feed water quality of boiler to meet the requirements of the index, the steam condensate in the production unit is handled by classification recycling way. However, as the operation of 50 kt/a dimethyl carbonate (DMC) project results in disorder of steam condensate system balance, which triggers overflow and emission in situ problems. In view of the existing problems, through comprehensive analysis, some steam condensate is introduced to the cold seal pump, which avoids unnecessary waste of steam condensate.

Keyword：

steam condensate; desalted water; optimization and transformation;

兖矿国宏化工有限责任公司(以下简称国宏公司)500 kt/a甲醇生产装置配置3台循环流化床锅炉，型号分别为2台UG-160/9.8-MPa(小炉)和1台YG-260/9.8-MPa(大炉)，并配套1台热力发电机；锅炉运行方式为2台小炉或1台大炉+1台小炉，运行2台小炉的蒸汽产量为250 t/h，运行1台大炉+1台小炉的蒸汽产量为340 t/h。随着生产系统产能的增大及蒸汽平衡的改变，出现蒸汽冷凝液不平衡和脱盐水制水量紧张的问题。

1 系统蒸汽冷凝液的平衡

1.1 蒸汽冷凝液的平衡

在甲醇装置原始开车时，各压力等级下的蒸汽均由锅炉产生的9.8 MPa蒸汽经不同压力等级下的减温减压站得到；甲醇生产装置转入正常生产后，废热锅炉会产生不同压力等级的蒸汽供不同用户使用，此时锅炉负荷逐渐降低并达到新的蒸汽平衡，锅炉产生的富余蒸汽供热力发电装置使用。

由图 1可知：9.8 MPa的蒸汽冷凝液回收至除氧器Ⅴ1601，不足部分由脱盐水站提供的脱盐水进行补给；2.5 MPa，1.0 MPa和0.35 MPa的蒸汽冷凝液回收至除氧器Ⅴ1602，不足部分由脱盐水站提供的脱盐水进行补给，Ⅴ1602内的水主要供应装置中各废热锅炉使用。

图 1

系统蒸汽冷凝液平衡示意

1.2 蒸汽冷凝液及脱盐水平衡简析

根据实际运行情况，系统蒸汽冷凝液的回收平衡见表 1，其中损失部分主要包括：①为保证蒸汽品质及锅炉水水质，锅炉水、除氧器内的水及生产系统废热锅炉内的水需连续排放；②气化炉开工抽引器的动力源由1.0MPa饱和蒸汽提供，该蒸汽直接放空；③Ⅴ1601和Ⅴ1602采用蒸汽热力除氧，蒸汽就地放空；④部分管道及仪表的蒸汽伴热增设疏水器，冷凝液就地排放。

表 1

系统蒸汽及冷凝液平衡表

蒸汽压力等级/MPa	蒸汽用量/ (t·h ^-1)	用户	损失量/ (t·h ^-1)	冷凝液回收量/ (t·h^-1)	备注
9.8	240	空分汽轮机、蒸汽发电机	30	210	回收至Ⅴ1601
2.5	130	丙烯压缩机、硫回收尾气伴热、空分压缩机轴封、联合压缩机、循环水泵、高压锅炉给水泵	20	110
1.0	120	硫回收系统伴热、硫回收尾气伴热、分子筛加热、低温甲醇洗、气化炉开工抽引器、甲醇精馏	20	100	回收至Ⅴ1602
0.5	30	氢回收、硫回收、低温甲醇洗、蒸汽喷射器、脱氧水槽、管道蒸汽伴热、Ⅴ1601和Ⅴ1602、其他	15	15

由表 1可知，要使Ⅴ1601和Ⅴ1602的进出水达到平衡，Ⅴ1601和Ⅴ1602分别需要补充脱盐水30 t/h和55 t/h，脱盐水至除氧器Ⅴ1601和Ⅴ1602总补水量为85 t/h。

国宏公司有3套脱盐水制水装置，单套设计最大制水能力为125 t/h。脱盐水主要用户用量为机泵密封水45 t/h、系统喷淋水20 t/h、冷密封水30 t/h、除氧器(Ⅴ1601和Ⅴ1602)85 t/h。

根据上述分析可知，在系统正常运行的情况下，脱盐水的制水量只需达到180 t/h即可满足运行需求，此时脱盐水站制水装置的运行方式为2开1备，有70 t/h的富余量。

2 系统存在的问题分析

根据国宏公司的整体规划，新增50 kt/a碳酸二甲酯(DMC)项目，该项目的实施将打破现有的蒸汽平衡和脱盐水平衡，其蒸汽和脱盐水用量如表 2所示。

表 2

DMC项目蒸汽和脱盐水用量

项目	用量/(t·h ^-1)	备注
2.5 MPa中压蒸汽	35
1.0 MPa中压蒸汽	25
机泵密封水	3	脱盐水

由表 2可知，DMC项目增加的2.5 MPa中压蒸汽及1.0 MPa低压蒸汽需要由锅炉所产蒸汽经减温减压而得到，所产生的蒸汽冷凝液均能完全回收。整个生产系统的蒸汽平衡可通过降低热力发电机负荷或停运热力发电机来进行调整，以满足DMC项目的需要。由于DMC项目的蒸汽冷凝液只能回收至Ⅴ1602，在DMC项目建成投入运行后，将存在以下问题。

(1) Ⅴ1602回收的蒸汽冷凝液量为75 t/h，在未考虑DMC项目的蒸汽冷凝液时，需向Ⅴ1602补加脱盐水55 t/h。若回收DMC项目的75 t/h蒸汽冷凝液，即使Ⅴ1602不补加脱盐水，仍然有20 t/h的富余，此时只能就地排放。

(2) 在不投运热力发电机的情况下，2套脱盐水制水装置须满负荷运行，存在一定的运行压力，稍有波动，就会对整个系统的运行带来影响。若3套脱盐水制水装置同时运行，装置的运行处于非经济运行工况。

3 优化改造方案

目前国宏公司的冷密封水泵由多级离心泵加压脱盐水进行供给，冷密封水泵的入口管线从脱盐水水箱引出。通过对工艺冷凝液与脱盐水水质的分析对比(表 3)，结果表明冷凝液的悬浮物、pH、硬度等重要指标完全满足冷密封水用户的使用要求。

表 3

冷凝液与脱盐水水质对比

项目	脱盐水	蒸汽冷凝液
pH	6.5~8.0	7.5~8.0
COD/(mg·L ^-1)	0	0
硬度/(mg·L ^-1)	0	0
悬浮物/(mg·L ^-1)	0	1

根据工艺冷凝液与脱盐水水质的分析对比数据，采取的优化改造措施如下：将生产系统的部分蒸汽冷凝液(30 t/h)引入新增冷凝液水箱，将冷密封水泵入口管线改至从该新增水箱引出，并在冷密封水泵出口增设循环水换热器，循环水降温后送至各冷密封水用户，避免Ⅴ1602出现溢流现象。

4 结语

(1) DMC项目投入运行后，回收的30 t/h蒸汽冷凝液送至新增的冷凝液水箱，可降低脱盐水制水量10 t/h。由于进入Ⅴ1602的冷凝液量减少30 t/h, 可避免Ⅴ1602出现溢流现象。

(2) DMC项目未投运时，Ⅴ1602需要增加30 t/h的脱盐水补水量，以确保Ⅴ1602进出水量的平衡。由于脱盐水水质优于蒸汽冷凝液，此工况下可大大改善Ⅴ1602内的水质。