华北石化分公司水平衡测试及节水分析

2017-06-19张雷

地下水 2017年3期

关键词：水平衡盐水新鲜

张雷

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州 061000)

华北石化分公司水平衡测试及节水分析

张雷

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州 061000)

2002年和2012年先后两次对华北石化分公司进行水平衡测试工作，综合介绍两次水平衡测试的方法及使用设备。通过对两次水平衡测试结果的对比分析可知，该公司在10年的发展中无论从节水管理还是用水工艺上采取的节水措施取得了实效。根据2012年的测试结果对各用水单元的供、用、耗、排水情况进行合理性用水分析，结合用水环节发现问题，提出了节水建议，挖掘节水潜力，寻找节水途径，采取节水措施，提高合理用水水平。

水平衡测试；用水分析；节水

华北石化分公司始建于1987年，隶属于中国石油天然气股份有限公司，位于河北省任丘市。该公司属于中型炼油石化企业，生产规模为原油加工能力300万 t/a，聚丙烯生产能力6万 t/a，产品主要包括汽柴油、液化石油气、化工轻油、航煤、200#溶剂油、工业用燃料油、丙烷、丙烯、聚丙烯等。结合市场需求，公司生产规模近几年呈逐渐增大态势，相应的用水量也在逐年增加。国务院2015年发布了“水十条”(关于印发水污染防治行动计划的通知)，其中明确提出着力节约保护水资源，明确了要控制用水总量，提高用水效率，抓好工业节水。华北地区地下水超采严重，面临着更加严峻的节水压力。为了节约水资源，华北石化分公司通过对全厂开展水平衡测试工作来挖掘节水潜力，从而做到合理调配厂内水资源的使用、增加水的重复利用率，进而也减少了末端污水的排放量。华北石化分公司水平衡测试工作的开展，对于其他石化企业节水工作的开展有一定的借鉴意义。

1 水平衡测试

1.1 测试程序、方法及仪器

1.1.1 测试程序

采用逐级平衡法，即按企业水量平衡测试单元，自下而上、从局部到整体，逐级进行水平衡测试。在生产情况稳定的情况下，首先进行设备水平衡测试，之后再做车间水平衡测试，最后是全厂水平衡测试。

1.1.2 测试方法

水平衡测试方法包括水表法、超声波流量计法、容积法、小浮标法、流速仪法、定额法。根据华北石化分公司的实际情况，本次水平衡测试主要以超声波流量计法、容积法、水表法为主，测试时间定为连续三昼夜。

其中超声波流量计法，按测点等级进行测试，一级点3天测记7次，二级点3天测记4次，三级点3天测记3次；容积法，每日3次，测试3天共9次；水表法，3天读记7次。

测试位置包括联合二催、联合三催、联合常压、联合双脱、联合气分、污水汽提、聚丙烯、硫磺回收、动力车间、循环水场、污水处理、空分、空压站、液化气、油品储运、锅炉房、化验楼、供电公司、钳修车间汽及生活用水等各进水干管及支管水量。

1.1.3 测试仪器

本次水平衡测试使用的仪器包括：TDS-100P便携式超声波流量计、FLUXUS F601手持式超声波液体流量计、LS45A型旋杯式流速仪、WQG-17型水温表、气温表、电子秒表、盒尺、塑料桶、塑料瓶、台秤、刮刀、锉刀、耦合剂等。超声波流量计选择安装在管材均匀致密，易于超声波传输的直管段。探头安装方法有V法、Z法和W法等。本次测试根据不同管道实际情况，三种安装方法均有采用。

1.2 测试结果对比分析

1.2.1 主要用水单元分析

华北石化分公司主要用水工艺为除盐水站水处理用水、循环水补水、机泵冷却用水、装置水封、冲洗、补水等用水、消防用水、生活用水、外供水及管网漏溢。企业生产用水来自4眼自备井，井水被提取后汇合进入供水站的蓄水罐。供水站主要为公司生产提供新鲜水，另外还用于全厂消防用水、办公和辅助单位的生活和卫生用水。2012年的测试结果如下：

1)除盐水站水处理用水。除盐水主要用于公司蒸汽锅炉和其他需要使用除盐水的生产装置。日取新鲜水量6 172.8 m3，约占企业日取水总量的63.8%。

2)循环水补水。4个循环水场和空分装置内部水循环装置。循环水的损耗主要包括风损和热损，日补新水量1 905.6 m3，占企业日取新水量的19.7%。

3)机泵冷却用水。公司大部分机泵冷却采用了循环水冷却，但常减压装置、减粘装置、油品装置及二、三催装置的机泵冷却使用的是新鲜水直接冷却，这些装置日取新鲜水量为953.9 m3，约占企业日取新水量的9.9%。

4)装置水封、冲洗、补水等用水。气柜、污水罐水封、水罐冲洗、水箱补水、纯净水装置及其它生产装置或工艺用新鲜水，日取新鲜水量约166.1 m3，约占企业日取新鲜水量的1.7%。

5)生活用水。办公楼、食堂等用水，日取新鲜水量471.6 m3，约占企业日取新鲜水量的4.9%。

1.2.2 用水技术考核指标对比分析

通过两次水平衡测试结果对比分析，可以看出公司在10年的发展中所采取的管理措施及投入的资金改造从经济效益上取得收益。依据CJ 41—1999《工业企业水平衡测试方法》、CJ 42—1999《工业用水考核指标及计算方法》、GB/T 12452—2008《企业水平衡测试通则》和GB/T 7119—2006《节水型企业评价导则》等标准要求，对企业各项用水技术指标进行了统计计算。两次水平衡测试工业用水技术考核指标对比分析见表1。

表1 两次水平衡测试工业用水技术考核指标对比分析表

1.2.3 用水合理性分析

结合企业的实际生产情况，在对2012年水平衡测试的数据进行整理和分析的基础上，计算出各用水单元的供、用、排、耗水量。

1)日取新水量、新水利用系数、排水率。公司日取新水量为9 670.0 m3，新水利用系数为0.631，排水率为36.9%。公司排水率远远低于国家规定的石油炼制行业废水量排放标准(GB3551-83)中的要求，属先进水平。

2)重复利用量、重复利用率。公司重复利用量为517 494.3 m3/d，重复利用率为98.0%，高于国内对石油炼制行业规定的节水型企业技术考核标准中要求的重复利用率97.5%，用水合理。

3)间接冷却水循环率。公司间接冷却水循环率为99.0%，循环利用率较高，说明公司冷却水用水合理。

4)人均生活日取水量。公司人均生活日取水量为248.2 L/(人·d)，而石油化工企业生活用水定额为180 L/(人·d)，所以公司人均生活用水量高于本行业用水定额标准。在水平衡测试过程中发现，公司部分车间的卫生间用水粗放，存在比较严重的浪费现象，导致生活用水量偏高，所以建议公司对卫生间应该进行节水改造，应采用节水型器具，降低生活用水定额，从而节约新鲜水资源。

2 节水措施及潜力分析

2.1 现状节水措施

1)华北石化分公司完成了除盐水站的改建扩建，减少了中和污水的排放量；循环水反冲洗排污水和除盐水排污水综合利用、冷凝水回收利用工程已经完成施工，将有150 m3/h的污水经深度处理后能够继续回用。

2)液化气车间更换使用新的压缩机，同时将原冷却用的一次新鲜水改为循环水，该改造可实现节水20 m3/h。

3)除盐水站除硅水由原来排入浓水系统改为进入浇花系统，解决了除盐水站浓水过剩而大量放空的现象，从而补充了绿化用水。

4)在改扩建90 000 m3成品油罐的施工过程中，使用外排污水代替新鲜水，节约了新鲜水的消耗，同时为扩建项目节约投资约5万元。

5)公司机关办公楼、空分车间、销售公司及基建工程部的卫生间冲洗用的新鲜水改为深度处理后的污水，该改造可节约新鲜水3～5 m3/h。

2.2 节水潜力分析

1)除盐水站水处理。除盐水站是全厂第一用水大户，除盐水一部分经过进一步除氧后，供蒸汽锅炉使用，另一部分供生产装置或产品用水。除盐水站每日产生浓水1 893.6 m3，每天为Ⅲ循、Ⅳ循补充1 412.6 m3，其余的481.0 m3则排入地沟白白流走，若将这部分水收集利用，每年可节水14.4万 m3。

2)蒸汽冷凝水的回收与排放。炼油行业蒸汽用量较大，因此产生的冷凝水量也是很可观的。全厂发汽设备产蒸汽4 800 t/d，供全厂单位用汽，产生冷凝水3 715.2 t/d，回收利用2 812.8 t/d冷凝水回收利用率达75.7%，利用率较高。然而，一部分冷凝水白白流走，一部分排入含油污水系统，所以公司在蒸汽冷凝水回收利用方面还是存在潜力的。

3)机泵冷却用水。公司常减压、油品等车间部分机泵冷却水用的是新鲜水，用水量达811.2 m3/d，如果将这部分机泵冷却水改用循环水，每年将节约水量24.3万 m3。况且按目前4个循环水场的供水能力是可以实现的，尽量减少新鲜水量的浪费。

4)提高浓缩倍率。公司循环水浓缩倍率为1.88，与国家规定的5倍浓缩倍率还有很大的差距，与国际先进水平相比相差更远。建议公司通过实验确定最佳浓缩倍数，严格控制人工外排水量，排水只在水厂进行，关闭车间内的排水阀门，真正形成闭路循环系统。

5)生活用水。公司对于生活用水节水比较重视，已经采用了部分节水型的卫生器具和阀门，包括采用节水型水龙头及脚踏板开关等。国内一些厂家已研制出延时自闭冲洗阀门，可节水50%，该阀门在50 kPa压力下即可启动，1～2 s即可供水，3～5 s后自动关闭，一次只耗水4 kg左右(普通水箱为9～11 kg)。公司可根据实际情况，在今后进一步采用切实可行的节水器具来减少生活用水用量。若按用水定额为180 L/(人·d)计算，可节约水量48.2 L/(人·d)。

6)管理节水。目前公司节水管理工作较粗放，存在跑、冒、滴、漏现象；部分用水环节水表型号配备不合理，对新化验楼、供应站日取水量不大的单元安装了大规格的水表，一方面计量不准确，另一方面也造成了经济上的浪费。建议公司需要加强节水宣传，提高全体员工的节水意识；健全节水管理机构及职能，建立节水考核、奖惩制度，并严格执行。通过加强节水工作的精细化管理来达到以最小的成本获取更大的节水效益、经济效益是公司节约用水的首选途径。