凝結水回收裝置工藝改造及效果評價

黎桉安，魏 霞，劉延東，魏 超，姬冠華

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

榆林處理廠采用閉式工藝進行凝結水回收，從用熱裝置返回的凝結水進入回收裝置實現汽水分離，分離出的凝結水流入閃蒸罐下面的集水罐，經兩臺凝結水泵給鍋爐連續補水，蒸汽通過引射器攜帶入鍋爐循環利用（見圖1）。

1 存在問題及原因分析

1.1 凝結水回水溫度過高，造成裝置運行不穩定

連續一個月從凝結水回水管線測試其溫度，經統計凝結水的溫度平均為91 ℃。凝結水回收裝置在高溫水中長期運轉，運行條件苛刻，極易造成裝置汽化、機泵不上量，影響運行（見圖2）。

1.2 設備選型與運行參數不匹配，造成機泵故障率

根據現場設備故障原因分析，認為機泵、疏水閥等設備不滿足系統工況下的技術要求，造成設備長期帶病運行。

（1）凝結水回收裝置給水泵排量為13 m3/h，而2臺鍋爐消耗水量為3～7 m3/h，泵長時間處于憋壓的狀態，極易造成機泵汽蝕或電機繞組燒壞，是其故障率高的主要原因。

（2）鍋爐補水泵選用的是單級離心泵，在應對高溫水的汽蝕方面效果比較差，是補水泵故障率高的重要原因。

（3）污水處理裝置蒸汽疏水閥由于老化、選型方面的原因，一直效果不佳，大量蒸汽直接回到凝結水裝置，造成其汽化嚴重，加速機泵的故障頻率。

1.3 裝置回流為手動操作，無法滿足運行需求

凝結水裝置回流閥門為手動閥門，當鍋爐水位達到上限不需要補水時，回流手動閥門無法及時調整開度，造成凝結水在泵體內循環，阻力增大、溫度升高，長期運行導致設備故障、裝置無法正常運行，降低凝結水回收裝置運行時率（見圖3）。

圖1 榆林天然氣處理廠供熱單元流程圖

圖2 凝結水回水溫度統計圖

圖3 凝結水裝置回流調節閥示意圖

2 優化調整改造

2.1 凝結水再次引入換熱設備，進一步降低回水溫度

將2#甲醇回收裝置重沸器凝結水流程引入原料加熱器，同時將凝結水回收裝置回收的凝結水引入供暖熱交換機組。一方面對換熱介質進行加熱，節約蒸汽用量；另一方面凝結水溫度進一步降低，保證了凝結水的回收效率。

2.2 對相關設備重新選型，解決制約生產的主要瓶頸

將原單級離心泵更換為多級離心泵，額定排量由13 m3/h 降低為7 m3/h，有效抑制機泵在運行過程中的汽蝕現象，且噪音、耗電量相應下降。

根據重沸器換熱后產生的凝結水量，合理選擇疏水閥通量，閥體選用不銹鋼材料代替原鑄鐵材料，提高疏水效果，保證疏水閥不腐蝕穿孔。

2.3 回流增加氣動調節閥，并與鍋爐液位連鎖

在目前處理廠BB 控制系統基礎上，新增一套回水調節控制閥，并將新增調節閥信號接入鍋爐房已建AO 卡件，通過修改污水單元控制器程序，將調節閥與已有鍋爐液位信號建立連鎖，并在上位機進行組態，實現PI 自動控制。

具體功能：當鍋爐液位低于設定值需要補水時，回流調節閥關閉，凝結水通過凝結水泵給鍋爐補水。當鍋爐液位高于設定值時不需補水時，回流調節閥打開，部分凝結水回流至集水器，減輕機泵的運行負荷（見圖4）。

3 效果分析評價

3.1 節水效益

改造前日凝結水排放量約為35 m3，改造后檢測結果日均凝結水排放量約10 m3，日均節約軟化水25 m3，預計改造后年月節約用水9 000 m3。

3.2 節電、節氣效益

改造后，凝結水蒸汽利用率提升，鍋爐消耗天然氣日均約降低1 000 m3（見表1）。

表1 改造前后日鍋爐消耗氣量對比

改造后，日均節電250 千瓦時。

表2 改造前后日凝結水排放量對比

3.3 其他效果

工藝改造優化后凝結水裝置平均運行溫度由改造前90 ℃降至75 ℃，改造后裝置降溫目的明顯，即有效提升閃蒸罐內蒸汽引射效率，又消除了由回水溫度過高造成氣蝕，機泵頻繁故障，裝置運行時率達到95 %以上（見圖5）。

（1）改造后設備故障頻次降低，裝置運行平穩，僅由于更換凝結水泵循環水接頭停用凝結水裝置1 小時，大幅降低維修強度。

（2）試用期內節約維修費：7 000 元×2+2 048 元×5+1 500 元×2+350 元×3=28 290 元。

（3）裝置運行平穩，降低新鮮水系統、軟化水裝置及回注系統日運行時間，降低崗位員工勞動強度，設備運轉時間，降低生產耗能等（見表3）。

圖4 榆林天然氣處理廠供熱單元流程圖

圖5 改造前后日凝結水回水溫度對比

表3 改造全年凝結水泵故障情況對比

對比評價可以看出，對凝結水回收工藝優化調整改造后，降低了燃料天然氣和新鮮水的用量，節能降耗的效果非常明顯，保證裝置平穩運行的同時，降低員工操作與維修勞動強度，降低設備故障維修頻次，節約維護維修費用。

閉式凝結水回收工藝杜絕了蒸汽的外漏，降低了二次閃蒸汽的浪費和對環境的熱污染，同時也大大降低了回注系統的生產壓力。通過評價，認為本次工藝優化調整改造是成功的，各個方面的效益十分明顯。

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