德士古全廢鍋流程水系統優化改造

王志敏(神華寧夏煤業集團煤炭化學工業公司 寧夏銀川750001)

0 前言

神華寧夏煤業集團煤炭化學工業公司德士古全廢熱鍋爐工藝煤氣化裝置自2004年開始建設以來，經過不斷的改造和創新，逐漸實現了安全穩定運行,同時也出現了如對流廢熱鍋爐出口氣體溫度高、系統補水量以及廢水排放量大等問題。2011年以來，通過系統水平衡計算及采取一系列的技改措施后，大幅降低了系統(變換和氣化系統，下同)補水量及廢水排放量，確保了裝置滿負荷、長周期運行。

1 全廢鍋流程水系統存在的問題

1.1 系統補水量和排水量大

氣化爐滿負荷運行4～5 d后，氣化爐從拐點至對流廢熱鍋爐整體的溫度上升，拐點平均溫度達550 ℃，輻射廢熱鍋爐出口氣體溫度達530 ℃，對流廢熱鍋爐出口氣體溫度達394 ℃，溫度的上升直接影響氣化爐的正常運行。為了維持滿負荷、長周期運行，在輻射廢熱鍋爐內增加激冷水以降低工藝氣溫度，達到了預期效果；激冷水流量為40 m3/h左右，采用中壓鍋爐給水。

每臺氣化爐采用15 m3/h中壓鍋爐給水作為碳洗塔塔盤補水，經洗滌制得粗煤氣，而變換冷凝液(55～65 m3/h)直接回收至灰水槽溢流處，導致外排水量增大，浪費了水資源。系統用水(汽)統計數據見表1(表中數據為月平均值，下同)，系統排水統計數據見表2。

表1 系統用水(汽)統計數據m3/h

日期碳洗塔塔盤補水鎖斗充壓水過濾機沖洗水機泵密封水破渣機密封水變換冷密封水汽提塔蒸汽消耗激冷水2011-0430.010.02.07.017.08.02.141.02011-0531.09.02.09.019.010.02.042.02011-0629.011.02.38.021.09.01.940.02011-0731.011.02.110.020.011.02.043.02011-0830.010.02.09.018.09.01.844.0

通過表1和表2可以看出，系統進水量和排水量出現嚴重失衡，系統消耗水量過大，同時外排的水量超過了污水處理系統的污水處理能力，造成一部分水溢流外排，既浪費了水資源，又污染了環境。

1.2 制漿用水管線結垢、堵塞

煤漿制備工段用水主要為甲醇殘液和變換冷凝液，其量不足時用灰水補充。單臺制漿給水泵運行一段時間后，輸水量無法滿足制漿用水需要；采用2臺制漿給水泵運行后，輸水量仍然無法滿足制漿用水需要，初步判斷為水管結垢、堵塞。

2 技術改造方案

改造前、后氣化系統水平衡示意分別見圖1和圖2。

(1)變換系統增加1臺除氧器和2臺高壓給水泵，用于輸送激冷水及碳洗塔塔盤洗滌用水，使變換冷凝液及機泵密封水得到充分利用，不致溢流排放。目前，正常生產時的激冷水和碳洗塔塔盤洗滌水用水均由高壓給水泵供水。

圖1 改造前氣化系統水平衡示意

圖2 改造后氣化系統水平衡示意

通過管線改造，使汽提塔冷凝液泵出口、泵密封水回水及空分冷凝液可以切換至新增除氧器中;同時,在汽提塔冷凝液泵至新增除氧器入口處增設2臺換熱器(1開1備)，以降低新增除氧器內水溫，防止高壓給水泵發生氣蝕。在高壓給水泵出口配置1條至碳洗塔塔盤的管線，用以替換中壓鍋爐給水作為碳洗塔塔盤洗滌水。

(2)高壓灰水泵出口引1條至鎖斗的沖壓管線，用以替代中壓鍋爐給水，可節省中壓鍋爐給水10 m3/h, 且完全滿足工藝需求。

(3)廢水收集沉降池增加2臺液下泵，泵出口分為2路，一路管線用于沖洗制漿系統粗粒子，另一路引至重力沉降槽，在降低勞動強度的同時減少廢水排放量；低壓灰水泵出口新增1路管線至過濾機，用低壓灰水替代原新鮮水沖洗過濾機。

(4)在灰水槽新增2臺低壓灰水泵，泵出口分為4路，一路作為新增除氧器輔助補水，一路送至廢水處理系統，一路作為制漿及氣化系統打掃衛生沖洗水，一路引至添加劑槽替換之前所用的新鮮水，作為配制添加劑的用水。

(5)制漿給水泵至制漿工段新配1條管線。采用新配管線后，單臺泵打量完全能滿足制漿系統的需要；原舊管線結垢嚴重，經高壓清洗后作備用管線。用于制漿的各水水質分析結果見表3。

(6)變換系統新增冷凝液罐、冷凝液泵各1臺，收集界區內冷凝液，再送至除氧器，以作他用。

3 技改效果

采取以上技術改造措施后，滿足了氣化系統用水需求，同時大幅減少了系統的補水量和排水量，系統補水量減少了82 m3/h，灰水槽溢流量由原105 m3/h降至24 m3/h，大大降低了水處理系統的負荷并減輕了環保壓力。