滑縣60萬t/a尿素工程建設項目取用水合理性及節水分析

□ 王利敏 □ 趙莉祺

（1河南省安陽水文水資源勘測局；2林州市水務局）

水資源是我國重要的自然資源和戰略性的經濟資源，項目建設應有利于區域產業結構的調整，有利于資源的合理配置和高效利用，有利于促進經濟社會可持續發展，有利于人民的身體健康和生活水平的提高。

1 建設項目的必要性

滑縣是河南省的糧食生產大縣尿素工程項目的實施，將更加有利于推動滑縣地區的農業發展。

國內現有33套大型合成氨生產裝置，這些生產裝置提供國內氮肥需求量不足25%。隨著能源價格的上漲，以天然氣、渣油和輕油為原料的企業受到很大沖擊，造成企業虧損嚴重。根據我國多煤、少氣、缺油的能源結構特點，在煤炭豐富地區建設以煤炭為原料的大型化肥裝置，發展化肥產業，是積極參與市場競爭的有效途徑。

滑縣60萬t/a尿素工程項目建成投產后，不僅可以帶動滑縣的綜合開發，促進滑縣資源型城市的產業結構調整和轉變，而且能夠帶動地方其他產業發展，增加地方財政稅收，提升滑縣整體經濟和技術水平。

2 項目主要用水工藝符合節約水資源的要求

全廠給水系統由清水池、加壓水泵和給水處理設備組成。自工廠界外來的原水先進入清水池，然后用加壓水泵加壓，經過纖維束過濾器和弱酸離子交換設備處理合格后，分別送至循環冷卻水系統、除鹽水系統、工藝生產裝置和生活水用戶。

生產給水系統和消防給水系統為環狀管網布置，其余系統均為枝狀管網布置。本項目主要用水工藝符合節約水資源的要求，主要從以下幾點可以體現:

第一，本項目各用水系統用水根據水質要求，體現出了節約水資源，簡化供水系統組成的原則。

第二，本項目充分回收蒸汽冷凝液作為除鹽水循環使用，完全予以回收，工藝冷凝液經過蒸汽汽提后用作氣化工段的補充水，使水資源得到充分利用。

第三，在工藝設計中，工藝物料均通過間冷器與循環水交換，避免使用直流水作為冷卻介質。

第四，循環冷卻水系統單獨設置反滲透裝置，采用二段式流程，將本系統排污水及原水處理系統等排出的含鹽量較高的污水及全廠清潔生產廢水進行反滲透處理，處理得到的水作為本系統的補充水使用，節約了水資源。

3 項目取水合理性分析

為了提高水資源的利用效率，合理的調配水資源，滑縣水利局對滑縣水資源進行了優化配制，確定“用足境外配額水、設法蓄住天上水、盡量攔住過境水、合理開發地下水、提高標準抗洪水、水土保持涵養水、關鍵措施搞節水”的指導方針，根據此方針，本次項目利用的是大功總干渠引黃水量，并且在生產過程中采用了一水多用等節水措施，符合水資源規劃、配置原則和管理要求。

根據前述分析，現狀條件下，該建設項目通過大功總干渠引黃工程取用地表水，符合區域水資源開發利用規劃。

4 項目用水合理性分析

合理性分析的基本思路:概述該建設項目用水系統及其用水量，給出全廠各項裝置生產用水量和生活用水量。首先分析各項用水指標的合理性，然后論述各用水系統用水的合理性，最終給出該建設項目合理的取用水量。

4.1 主要用水系統

根據工程用水對水質、水量要求，本項目的給水系統劃分為該建設項目的用水分別由三個給水系統供給。

根據工程用水對水質、水量的要求，本項目給水系統劃分為生產、生活給水系統,消防給水系統,循環冷卻水給水及回水系統;生活給水有滑縣水廠獨立供給，故不考慮。

4.1.1 生產給水系統

本工程生產用水主要是生產過程中的工藝生產裝置用水、鍋爐房脫鹽水設備用水、地面沖洗用水、循環水補充水、生活用水和未預見用水，正常用水量為36432m3/d。

本工程按同一時間發生一處火災考慮。消防最大用水量≥450L/s，一次消防用水量≥8120m3，消防用水存貯于凈水廠清水池內，采用穩高壓消防給水系統。

4.1.3 循環冷卻水系統

本工程循環冷卻水系統主要為工藝裝置區、鍋爐房及空壓站提供循環冷卻水用水，其平均用水量為32309m3/h，最大用水量為34865m3/h，供水壓力為0.45MPa，供水溫度為32℃。循環冷卻水經過換熱器后的回水壓力為0.25MPa，回水溫度為42℃。回水利用回水壓力進入冷卻塔。

4.2 用水系統設計用水量的合理性

4.2.1 消防用水的合理性

根據該建設項目可研報告，本工程按同一時間發生一處火災考慮。

消防用水主要目的是為了防范于未然，從這一原則出發，根據該工程全廠布設位置圖，廠區大體可分為兩大部分，即工藝裝置及灌區和輔助生產設施區。因此，本項目廠區消防用水量最大處為氣化主裝置和液氨罐區，根據《石油化工企業設計防火規范》以防范消防最大用水量≥450L/s計算，則年內需要備用的消防用水量為0.90萬m3。

4.2.2 循環冷卻水的合理性

街道名稱更改前要充分追根溯源，弄清原街道名稱的歷史淵源，如名稱中確實沒有能夠體現地域和文化特色的因素，且不符合旅游語言景觀資源的特點可予以更改。如四合頭街因原來是一條死胡同，老百姓叫它“死葫蘆頭”，后來處于雅化的目的更名為“四合頭”。

本項目的循環水設計參數符合實際，設計合理。

根據初設報告，該用水系統循環水設計采用的氣象參數如下:

5日平均干球溫度 33.50℃

5日平均濕球溫度 27.50℃

年平均大氣壓力 99.19kPa

冷卻塔選用工業型逆流冷卻塔8臺，單塔運行參數如下:

循環水量 4500m3/h

供水溫度 42℃

回水溫度 32℃

風機電機功率 1400kW

冷卻塔尺寸 18m×8m

本項目循環水選冷水泵七臺，5用2備,參數:Q=7100m3/h，P=0.50MPa,配電機功率N=1400kW，V=10000V。參數:Q=7500 m3/h，P=0.50MPa,配電機功率 N=1400kW，V=10000V。

為了保證循環冷卻水水質要求，須對循環冷卻水進行旁濾處理。旁濾處理裝置選用全自動無閥過濾器2座，露天設置，單座處理水量700m3/h，單座處理水量1100m3/h。

為了保證換熱器的換熱效果和使用壽命，循環冷卻水系統須進行水質穩定處理，水質穩定處理包括投加緩蝕、阻垢藥劑和殺滅水中的藻類。

5 項目節水潛力與節水措施分析

通過前述用水指標分析，本工程各類用水指標基本都達到了節水要求。本著節約用水原則，本工程挖掘最大節水潛力，對裝置內的各種工藝用水最大限度地加以回收利用。

本工程通過采用合理規劃供排水流程，積極采用先進節水技術，選用成熟的水處理工藝，達到了節約用水的目的。節水主要措施如下:

第一，在工藝設計中，工藝物料均通過間接與循環水換熱，避免使用直流水作為冷卻介質。

第二，變換裝置中產生的變換工藝冷凝液經過蒸汽汽提后，返回氣化裝置用作系統補充水，對整個工藝裝置的蒸汽冷凝液進行余熱回收后返回全廠脫鹽水系統使用，從而避免水資源浪費，節約用水。

第三，采用二次循環供水系統，降低風吹損失率。

第四，充分回收蒸汽冷凝液，經過處理后循環使用，使水資源得到充分利用。

第五，為了便于在運行中監測和考核，加強節水管理工作，在補給水管進廠處設置流量計，在生活用水及各主要建筑物、用水車間安裝水表。

6 結語

滑縣60萬t/a尿素工程項目，符合國家節能與環保的產業政策，符合國家戰略規劃，把滑縣的資源優勢為產業優勢，進而轉化為經濟優勢，促進全縣經濟快速發展，都具有十分重大的意義，前景十分廣闊。

[1]陶蓓.滑縣水資源利用與可持續發展探析[J].現代農村科技，2013（3）.

[2]盧慧英，薛衛麗，孫良辰，姜宏軍.河南省滑縣供水區水資源供需預測分析[J].東北水利水電，2001（12）.

[3]張勇，瑞敏.安陽市城市節水工程現狀分析及建設目標[J].科學時代，2014（10）.