冷卻水對焦化脫硫系統泵的冷卻工藝設計

李 靜

（河鋼集團唐鋼公司，河北 唐山 063000）

焦化脫硫系統泵冷卻水對泵系統起到冷卻作用，對泵系統正常運轉起著至關重要的作用。由于焦化脫硫工藝特點，泵體一旦發生串漏、脫硫液會進入冷卻水中，由于脫硫液含有重金屬離子，導致焦化脫硫系統泵冷卻水污染。傳統的泵冷卻水為冷卻后直接外排，會造成嚴重水污染。當發生意外情況，出現冷卻水突發停水現象，由于泵系統得不到冷卻，不得不采取停泵處理，造成生產停產，經濟損失嚴重，因此有必要對傳統的焦化脫硫系統泵冷卻水供水及處理方式加以改進，實現焦化脫硫系統泵冷卻水的應急供應及循環利用。

1 設計方案

焦化脫硫系統泵冷卻水應急處理裝置，包括高位緩沖槽、換熱器、氣動閥、供水泵、收集槽、進水管道、出水管、高位緩沖槽上水管管道、高位緩沖槽回水管管道、收集槽匯合回水管管道、放空閥，所述高位緩沖槽與換熱器之間通過高位緩沖槽上水管管道連通；換熱器、供水泵、收集槽之間通過管道連通，換熱器與氣動閥之間通過管道連通，氣動閥與收集槽之間通過管道連通，收集槽與脫硫系統泵之間通過收集槽匯合回水管管道連通，換熱器與出水管連通連接，放空閥設置在收集槽底部，高位緩沖槽回水管管道將高位緩沖槽和脫硫系統泵的冷卻系統連通。

收集槽上設置有液位計，液位計與氣動閥通過PLC程序中設置連鎖關系，控制收集槽的液位。

收集槽的容積為7～11m3。

換熱器為列管換熱器，換熱面積為30～60m2。

高位緩沖槽距離脫硫系統泵地基的垂直高度差為40m～70m。

如圖1脫硫系統泵冷卻水應急處理裝置結構示意圖結構示意圖。

圖1 脫硫系統泵冷卻水應急處理裝置結構示意圖

2 實施步驟

下面結合圖1和具體實施方式對本設計作進一步詳細的描述。

2.1 實施例1

高位緩沖槽2、換熱器3、氣動閥6、供水泵7、收集槽9、進水管4、出水管5、高位緩沖槽上水管管道12、高位緩沖槽回水管管道13、收集槽匯合回水管管道14、放空閥8，高位緩沖槽2與換熱器3之間通過高位緩沖槽上水管管道12連通；換熱器3、供水泵7、收集槽9之間通過管道連通，換熱器3與氣動閥6之間通過管道連通，收集槽9與脫硫系統泵11之間通過收集槽匯合回水管管道14連通，換熱器3與出水管5連通連接，放空閥8設置在收集槽9底部，高位緩沖槽回水管管道13將高位緩沖槽2和脫硫系統泵11的冷卻系統連通。

收集槽9上設置有液位計10，為遠傳磁翻板液位計、測量高度為3m。液位計10與氣動閥6通過PLC程序中設置連鎖關系，控制收集槽9的液位。氣動閥6與收集槽9之間通過管道連通。

高位緩沖槽2安裝在脫硫廠房1頂部，體積為9m3，其中冷卻水高位槽底部距離脫硫系統泵地基的垂直高度差為40m，以重力回落為脫硫系統泵11提供冷卻水保證泵體冷卻水壓力0.4MPa。

換熱器3為列管換熱器，換熱面積為30平方米。

供水泵7為立式多級離心泵、流量為5m3、揚程為80m。

收集槽規格為直徑1.72m，高度3m，容積約為7 立方米。

當發生意外情況，出現冷卻水突發停水現象時，基于如上所述焦化脫硫系統泵冷卻水應急處理裝置的焦化脫硫系統泵冷卻水應急處理工藝，工藝步驟為：

（1）關閉放空閥，打開收集槽匯合回水管管道，將焦化脫硫系統泵冷卻水引入收集槽中。

（2）啟動換熱器、供水泵，對焦化脫硫系統泵冷卻水進行冷卻。

（3）將冷卻后的焦化脫硫系統泵冷卻水泵入高位緩沖槽中。

（4）依靠高位緩沖槽中焦化脫硫系統泵冷卻水的重力勢能通過高位緩沖槽回水管管道對焦化脫硫系統泵進行冷卻水補充。

實施效果：收集槽底部冷卻水出口管連接至供水泵進口，供水泵冷卻水出口管進入換熱面積為30m2的列管換熱器，其中供水泵輸送的冷卻水走管呈、低溫水走殼呈，兩種介質為逆向間接接觸換熱；供水泵的流量為2立方米/小時、經列管換熱器降溫后冷卻水溫度為30.5℃，低溫水進水溫度為16℃、低溫水流量為20立方米/小時。

再由換熱器高位緩沖槽上水管送至高位緩沖槽，高位緩沖槽回水管為脫硫系統泵提供冷卻水，脫硫系統泵的收集槽匯合回水管至收集槽，其中脫硫系統泵包括脫硫液循環泵、堿液輸送泵、脫硫劑輸送泵、泡沫泵。

收集槽配有液位計，并與氣動閥連鎖，液位計遠傳液位數值一旦低于設定值時，信號反饋至氣動閥的控制系統，氣動閥便開啟，液位計的遠傳液位數值一旦高于設定值時，信號反饋至自動補氣動閥控制系統，氣動閥便關閉；設定低位氣動閥開啟高度為1.0m，當液位低于1.0m時氣動閥自啟對收集槽補水，以保證為供水泵提供足夠高度進水；設定高位氣動閥關閉高度為2.0m，當液位高于2.0m時，氣動閥自動關閉停止對收集槽補水。

2.2 實施例2

高位緩沖槽2、換熱器3、氣動閥6、供水泵7、收集槽9、進水管4、出水管5、高位緩沖槽上水管管道12、高位緩沖槽回水管管道13、收集槽匯合回水管管道14、放空閥8，高位緩沖槽2與換熱器3之間通過高位緩沖槽上水管管道12連通；換熱器3、供水泵7、收集槽9之間通過管道連通，換熱器3與氣動閥6之間通過管道連通，收集槽9與脫硫系統泵11之間通過收集槽匯合回水管管道14連通，所述換熱器3與出水管5連通連接，放空閥8設置在收集槽9底部，高位緩沖槽回水管管道13將高位緩沖槽2和脫硫系統泵11的冷卻系統連通。

收集槽9上設置有液位計10，為遠傳磁翻板液位計、測量高度為3m。液位計10與氣動閥6通過PLC程序中設置連鎖關系，控制收集槽9的液位。氣動閥6與收集槽9之間通過管道連通。

高位緩沖槽2安裝在脫硫廠房1頂部，體積為9m3，其中冷卻水高位槽底部距離脫硫系統泵地基的垂直高度差為50m，以重力回落為脫硫系統泵11提供冷卻水保證泵體冷卻水壓力0.5MPa。

換熱器3為列管換熱器，換熱面積為50平方米。

供水泵7為立式多級離心泵、流量為5m3、揚程為80m。

收集槽規格為直徑2m，高度3m，容積約為9立方米。

當發生意外情況，出現冷卻水突發停水現象時，基于如上所述焦化脫硫系統泵冷卻水應急處理裝置的焦化脫硫系統泵冷卻水應急處理工藝，工藝步驟為：

（1）關閉放空閥，打開收集槽匯合回水管管道，將焦化脫硫系統泵冷卻水引入收集槽中。

（2）啟動換熱器、供水泵，對焦化脫硫系統泵冷卻水進行冷卻。

（3）將冷卻后的焦化脫硫系統泵冷卻水泵入高位緩沖槽中。

（4）依靠高位緩沖槽中焦化脫硫系統泵冷卻水的重力勢能通過高位緩沖槽回水管管道對焦化脫硫系統泵進行冷卻水補充。

實施效果：收集槽底部冷卻水出口管連接至供水泵進口，供水泵冷卻水出口管進入換熱面積為50m2的列管換熱器3，其中供水泵輸送的冷卻水走管呈、低溫水走殼呈，兩種介質為逆向間接接觸換熱；供水泵的流量為4立方米/小時、經列管換熱器3降溫后冷卻水溫度為30℃，低溫水進水溫度為16℃、低溫水流量為20立方米/小時。

再由換熱器高位緩沖槽上水管送至高位緩沖槽，高位緩沖槽回水管為脫硫系統泵提供冷卻水，脫硫系統泵的收集槽匯合回水管至收集槽，其中脫硫系統泵包括脫硫液循環泵、堿液輸送泵、脫硫劑輸送泵、泡沫泵。

收集槽配有液位計，并與氣動閥連鎖，液位計遠傳液位數值一旦低于設定值時，信號反饋至氣動閥的控制系統，氣動閥便開啟，液位計的遠傳液位數值一旦高于設定值時，信號反饋至自動補氣動閥控制系統，氣動閥便關閉；設定低位氣動閥開啟高度為1.0m，當液位低于1.0m時氣動閥自啟對收集槽補水，以保證為供水泵提供足夠高度進水；設定高位氣動閥關閉高度為2.0m，當液位高于2.0m時，氣動閥自動關閉停止對收集槽補水。

3 結論

通過供水泵、換熱器、高位緩沖槽實現脫硫系統各泵冷卻水內部循環，依靠高位緩沖槽重力作用，在突然停水情況下仍能實現為各泵供冷卻水，防止因突發停水，停泵，造成生產停產的后果，實現循環利用，減少外排，具有環保、穩定生產的作用。