一舉多得的乏水熱能再利用

蘇 林，錢偉彬，蔣冬梅，范光榮

（1.中國石油長慶油田第二采氣廠米脂天然氣處理廠，陜西 榆林 718199；2.中國石油長慶油田交通處，陜西 西安 710018）

一、前言

米脂天然氣處理廠有額定功率6t/h的蒸汽鍋爐3臺，負責甲醇回收原料加熱器、重沸器的供熱及冬季供暖任務。保證蒸汽鍋爐連續穩定運行是設備管理工作的一項重要內容。

二、現狀

1.蒸汽鍋爐運行現狀

蒸汽鍋爐的運行受季節影響較大，在非采暖季啟用1臺鍋爐間歇運行；供氣高峰期啟用2臺鍋爐連續運行，運行負荷較大。在2011~2012年高峰供氣期間，3臺鍋爐均出現緊急停車的情況，被迫倒運進行非計劃性搶修，使設備管理工作處于被動狀態。

2.乏水回收利用現狀

米脂處理廠蒸汽鍋爐乏水采用閉式回收方案，蒸汽經各換熱單元后所形成的乏水集中回收并與低溫軟化水混合進入鍋爐進行再利用。乏水回收量在采暖季約9m3/h，非采暖季約4m3/h。乏水回收溫度高達105~115℃，進入回收器與軟化水混合后溫度仍保持在90℃以上。

三、存在問題

1.水資源浪費及熱能損失

因回收乏水溫度過高，造成鍋爐上水泵氣蝕損壞。為降低回收器中混合水溫度，不得不將大部分回收乏水外排，外排量約3m3/h，造成了水資源嚴重浪費及大量熱能損失。

2.燃料氣浪費

采暖季各換熱單元實際蒸汽總需求量為7.4t/h(表1)，由于單臺鍋爐蒸發量為6t/h，故1臺鍋爐不能滿足熱量供給，必須啟用2臺鍋爐。造成了燃料氣的大量浪費及鍋爐的長時間連續運行。

表1 各單元熱量需求表

四、改進措施

如果對乏水熱能合理再利用，鍋爐的蒸發量需求就會較低，只要能降低到1臺鍋爐運行就能滿足蒸汽供給的話，問題就能夠徹底解決。

通過對表1中各換熱單元實際蒸汽需求量進一步核算，最后確定通過工藝改造，將回收的乏水引入生產區供暖板換進行二次換熱(表2)。

表2 各單元介質換熱前后溫度變化情況 ℃

2012年10月12日，將乏水引入廠區供暖板換進行二次換熱的工藝改造順利完成，改造后廠區供暖板換乏水換熱流程與蒸汽換熱流程并聯，既可獨立運行，亦可合作運行(如圖1、2所示)。

圖1 改造前凝結水回收流程

圖2 改造后凝結水回收流程

五、效果評價

優化改造施工完畢，于2012年10月15日正式啟用新流程，通過現場實際檢測和化驗分析，1臺鍋爐運行時，甲醇回收濃度保持在90%以上，符合指標要求；生產板換采暖水出口溫度62℃左右，能夠滿足冬季生產區供暖要求；二次換熱后進入回收器的乏水溫度約75℃，與低溫軟化水混合后溫度40℃左右，上水泵氣蝕問題得到解決。2012~2013年高峰供氣期間，優化運行后的3臺蒸汽鍋爐在合理的倒運和維護保養下運行連續平穩。此次改造優點主要體現在以下幾方面。

1.達到了鍋爐減負的目的

乏水熱量的充分再利用，有效降低了鍋爐蒸發量的需求，使得1臺鍋爐運行即可滿足熱量供給，使蒸汽鍋爐運行狀態由原來的每隔15天連續運行30天變為每隔30天連續運行15天，降低了鍋爐連續運行負荷，給鍋爐檢維修、保養提供了充足的時間，設備管理變得更加主動。

2.節約了燃料氣用量

單臺鍋爐運行燃料氣用量約0.66×104m3/d，改造前供氣高峰期鍋爐啟運2臺，改造后啟運1臺，則每天節約燃料氣量約0.66×104m3/d，高峰供氣期按180天計算，每年可節約燃料氣量約118.8×104m3。

3.節約了用水量

通過改造，鍋爐乏水熱能得到充分再利用，回收器水溫得到有效控制，上水泵氣蝕問題消除，鍋爐乏水無需外排。根據2011年10月~2012年2月外排量統計結果計算，平均每天減少凝結水排放56m3，按照所在地區采暖周期約180天計算，則每個供暖周期內節約軟化水用水量10 080m3。

4.經濟效益可觀

本次乏水熱能再利用工藝改造費用共計2 452元，改造后不計維修費用，每年可減少鍋爐運行費用888 552元。