天然氣分公司迴圈水系統改造方案
一、 現狀
天然氣分公司共有油氣初加工裝置28套， 由於生產工藝要求及特點，其中冷換裝置較多，用水量巨大，迴圈水場的建立緩解了水資源的浪費，但由於迴圈水場執行多年，各種問題制約著迴圈冷卻水的冷卻效果，部分裝置目前只有依靠大量補充新鮮水維持執行。據統計，僅2023年天然氣分公司冷卻用新鮮水補充量約為100-150萬噸。目前天然氣分公司共有迴圈水場14座，執行狀況見表1：
表1 天然氣分公司迴圈水場狀況表
二、存在問題
迴圈冷卻水經過不斷迴圈使用，水溫公升高、流速變化、蒸發、各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及裝置的結構和材料等多種因素的綜合作用，會產生水垢附著、裝置腐蝕、生物的滋生與粘泥等問題。長時間執行，導致不同程度的換熱器結垢、裝置腐蝕、水質濁度超標等現象，嚴重影響裝置的正常執行。
1、普遍存在的共性問題
（1）迴圈水場加藥設施、旁濾設施不完善，影響迴圈水水質，水質硬度、濁度超標，造成換熱裝置結垢、腐蝕嚴重，降低了換熱裝置的傳熱效果，影響裝置的正常執行。
由於大慶地區水質較差，鹼度、硬度均較高，各迴圈水場水處理方案主要為磷系配方，加藥方式為非連續性衝擊投藥。由表1可以看出，大部分迴圈水場採用人工加藥的方法，致使加藥不均、濃度不准，影響了迴圈水水質，水中鹽類積聚過多、菌類滋生，導致換熱裝置結垢、腐蝕現象較嚴重。結垢降低了換熱裝置的傳熱效率，腐蝕導致物料洩露，造成裝置停機、搶修等後果，影響了生產裝置的安全平穩執行。
目前杏v-i迴圈水場、南壓深冷迴圈水場、喇二淺冷迴圈水場採用了水質軟化技術；北i-i迴圈水場、北壓迴圈水場採用柱塞幫浦自動加藥；其餘迴圈水場均為人工手動加藥或不加藥。
由表1可以看出，分公司大部分迴圈水場沒有旁濾設施或不能正常執行，使得迴圈水不能得到過濾，水中的雜質、灰塵等不能除去，系統內經常有淤泥沉積，導致換熱器腐蝕、堵塞，嚴重影響裝置的換熱效果和裝置的平穩執行。由於杏v-i迴圈水場、北i-i迴圈水場
南壓深冷迴圈水場為近年新建，旁濾效果比較好，其他迴圈水場旁濾設施由於使用時間長，濾料年久實效，已不能起到過濾效果。
（2）迴圈冷卻水的化驗、檢測的根本目的在於指導水質處理和穩定，分公司各迴圈水場除薩南迴圈水場、北i-i迴圈水場有水質化驗、檢測外，其餘迴圈水場均沒有對水質進行必要的化驗、檢測。
（3）分公司各迴圈水場均沒有完善良好的計量設施，裝置各用水量基本靠估算，給裝置調節、考核帶來很大困難。
（4）分公司部分迴圈水場迴圈水幫浦、涼水塔及支架、系統閥門、管線均存在不同程度的腐蝕、滲漏，破損等現象，這些都嚴重影響迴圈水場的正常執行，存在隱患。
（5）各迴圈水場沒有完善的操作流程、管理體系與制度，對水場加藥、系統補水量、排汙水量沒有依據，僅依靠個人經驗操作。
2、其他存在的較嚴重問題：
一大隊杏三站、杏九站迴圈水場自2023年投用以來，由於沒有加藥、旁濾設施，迴圈水水質不合格，導致裝置腐蝕、結垢嚴重，影響換熱效果。排汙水直接排至站外幹渠，距離較遠，冬季容易凍堵，且不易管理。為保證排汙管線不凍睹，只有大量外排汙水，大量補充新鮮水維持執行。
2023年對杏
三、杏九迴圈水場進行改造，新增了加藥設施和旁慮設施，採用人工加藥的方法，由於加藥不均、濃度不准，造成加藥後汙水外排量增大，排放的汙水中有大量的磷和有機物，站內沒有汙水處理設施，排放的汙水達不到國家二級排放標準。現在迴圈水場停用，每天只能靠補充大量新鮮水來保證裝置執行。每天合計補水量約為3500噸。
三、相關標準
sh3016-1990《石油化工企業迴圈水場設計規範》規定：
第4.4.1條迴圈水場應設旁率水處理設施。
第4.6.4條迴圈水系統的常規檢驗專案宜在迴圈水場內進行，其他專案可在全場化驗室進行。
第6.0.1條迴圈給水和回水總管應設流量、壓力和溫度測量儀表；旁率水管、補充水管和排汙水管宜設流量測量儀表。
四、改造方案
1、為了徹底解決目前天然氣分公司各迴圈水場水質問題，針對各迴圈水場狀況，擬對各迴圈水場進行徹底改造，完善自動加藥設施。
2、增加迴圈水補水與處理設施，改善迴圈水補水水質。採用弱酸樹脂軟化法對迴圈水場補水進行處理，能較好的解決迴圈水補水水質問題，有效地降低水的含鹽量和鹼度，去除水中的鈣鎂離子，避免或減少系統水垢的生成，提高換熱效率。目前分公司已在五大隊喇二迴圈水場、六大隊中七迴圈水廠安裝了補水處理設施，效果良好。
3、由於自動盤式過濾器具有反沖洗水量少，免維護的優點，因此旁濾系統改造建議優先選擇新型全自動盤式過濾器。選擇過濾精度為55微公尺，完全能夠滿足迴圈水旁濾的要求。經盤式過濾器過濾後的水，55微公尺以上懸浮物去除率為100%，55微公尺以下懸浮物去除率大於60%，懸浮物總體去除率在85%以上，迴圈水濁度在原有基礎上下降至少50%。
4、對13座迴圈水場給水和回水總管線安裝流量、壓力和溫度測量儀表，並引入me顯示，對迴圈水水質進行監測，為裝置調節、考核提供依據。
5、根據規範規定，迴圈水系統的常規檢驗專案宜在迴圈水場內進行，其他專案可在全場化驗室進行。建議為各大隊購置必要的化驗、試驗器材，要求大隊定期對迴圈水水質進行化驗、檢測並制定完善的迴圈水場管理與操作制度。
主要工程量及投資估算：
股份公司擬立項改造六座迴圈水場（薩南迴圈水場、南壓淺冷迴圈水場、南壓深冷迴圈水場、北ⅰ-1迴圈水場、紅壓迴圈水場、北壓迴圈水場）的補水設施、旁濾設施以及**分析及自動加藥系統，本方案不再考慮。
1、新建喇一迴圈水場、北i-i迴圈水場、六大隊原穩迴圈水場的全自動加藥系統、全自動盤式過濾器。
投資估算約為：
2、新建杏三迴圈水場、杏九迴圈水場迴圈水補水與處理設施、自動加藥系統以及全自動盤式過濾器。改造後汙水外排量大大減少，建議與鍋爐汙水一起處理。
投資估算約為：700萬元
3、配套安裝13座迴圈水場給水和回水管線的流量、壓力和溫度測量儀表，並引入me顯示。
投資估算約為：26萬元
4、為各大隊迴圈水場購買可攜式水質多引數分析儀。對迴圈水補水及塔水水質進行定期化驗與監測。
投資估算約為：30萬元
5、建議各大隊根據實際情況，制定適合自己迴圈水場的一套管理與操作制度。
以上改造專案建議在每年的檢修期間逐年實施。
工程技術大隊
2023年12月29日
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