浙江交投集团宁波镇洋化工水汽工程综合节能降耗解决方案
■ 企业概况
本案客户为浙江镇洋发展股份有限公司,这是一家以氯碱化工为基础,同时涉及有机化工、化工新材料的化工企业。企业位于国家级石化产业园区——宁波石化经济技术开发区内,为浙江省交通投资集团控股子公司。浙江交投连续十年入选中国企业500强,资产总额列浙江省省属企业第1位。
■ 项目背景
一、化水系统存在的问题
原有脱盐水系统采用“砂碳缸预处理+RO膜反渗透+混床离子交换”工艺制取脱盐水(脱盐水电导率控制指标为≤10 μs/cm),该套系统在实际使用中存在如下问题:
(1)系统出水水质不稳定,出水电导率随原水电导率的波动而波动,冬季工业水电导率升高时存在出水水质不合格的风险,故该系统主要使用生活水作为原水制取脱盐水;
(2)RO膜除盐效率受水温影响较大,为保证RO膜的产水率每年11月至次年4月需要用蒸汽对原水进行加热;
(3)系统运行成本偏高,吨水制水成本高达11.322元/吨(此价按工业自来水价折算,如按技改前实际使用生活自来水,则制水成本近15元/吨);
(4)系统存在自动化,但故障率偏高,车间操作人员劳动强度依然较高。
二、MIBK厂蒸汽加热系统
经检测发现镇洋MIBK厂原有蒸汽加热系统存在如下问题:
(1)使用调节阀节流减压,节流减压本身是一种典型的不可逆过程,造成蒸汽能量的贬值和浪费;
(2)再沸器存在再沸器积水问题,导致再沸器换热效果变差,引起进汽压力偏高,蒸汽消耗量增加;
(3)加热系统未设置排空气阀,不凝气体累积会降低再沸器加热效率;
(4)凝液梯级利用不充分,凝液余热还有梯级利用空间。
■ 解决方案概况
一、脱盐水系统
根据原水水质以及水量、出水水质指标等要求,结合安耐杰科技多年来成功的工程设计经验,设计并新建一期一套100m³/h,二期120m³/h 一级EFDT高效脱盐水系统代替原有脱盐水系统,原有脱盐水系统作为备用系统。
EFDT高效脱盐水系统工艺流程如下:
消防水池(原有)→EFDT普瑞器→EFDT阳床→EFDT阴床→脱盐水箱。
二、MIBK厂蒸汽加热系统
安耐杰公司定睛整个蒸汽使用系统,通过对运行工况参数的采集,仿真模拟分析热交换数据,进行热平衡分析,诊断引起高能耗的各种原因,并采取先进技术手段优化蒸汽系统,包含:
(1)蒸汽循环优化方案:在再沸器进汽管道调节阀前后开旁路,安装Syclonic汽旋隆主体装置,替代原调节阀门进行节流减压,原调节阀作为旁路备用。
(2)蒸汽管线高位排空气方案:在换热器进汽管道的高位安装自动排空气阀,系统启动时,迅速排除管道中的空气;正常工作时,及时排除蒸汽管网中积聚的空气或其他不凝性气体。
(3)疏水排水优化方案:在换热器排水管道上安装高效汽水分离装置,分离的乏汽返回汽旋隆循环利用,分离的冷凝水通过液位自动控制排水阀进行连续排放。
(4)自动控制方案:搭配GC控制平台运行,确保汽旋隆装置精确、稳定、智能运行。
■ 方案应用效果
一、脱盐水系统
相比原有脱盐水系统,EFDT系统投运后具有如下优势:
(1)系统出水水质好
一级EFDT系统的EFDT阴床出水水质电导率在0.1~2 μs/cm(运行期间大部分时间,电导率≤1 μs/cm)
(2)安全稳定
EFDT系统原水水质耐受弹性大,抗负荷冲击强,采用工业水作为原水制取脱盐水,在冬季原水电导率升高时出水电导率不受原水水质影响。通过对设备内部结构改进,提高了设备运行的稳定性,减少了设备故障率。
(3)运行成本低
EFDT系统投运后电耗小于0.5 kwh/m³、水耗小于0.05m³/m³且不需要蒸汽加热,通过对设备结构的革新及运行方式的优化延长了耗材的使用寿命,减少耗材补充和更换费用。系统吨水制水成本低至4.59元/吨,仅为原系统制水成本的40%(按工业自来水价计算)。
(4)环保
EFDT系统水耗仅为0.05 m³/m³,全年排放废水量很少,减少了水资源浪费。
(5)系统占地面积小
EFDT系统运行流速高,同等规模情况下占地面积仅为原系统的1/3,并且对生产环境要求低。
(6)自动化程度高,劳动强度低
设备仅4个主控阀门,可全自动控制,配合特有的GC控制平台(安耐杰软著),系统可以实现“一键再生”和“一键运行”。
二、MIBK厂蒸汽加热系统
相比MIBK厂原有蒸汽加热系统,汽旋隆系统投运后具有如下优势:
(1)蒸汽减压势能得到充分利用,使低品位蒸汽提升品质后循环利用;
(2)增加再沸器内部蒸汽流速,降低水膜厚度,提高换热器传热系数,使蒸汽在品位和数量上都能够得到充分合理地使用;
(3)有效避免疏水阀体的无效蒸汽排放;
(4)高精度的蒸汽控制调节系统能有效控制换热器进汽压力,利于工艺参数的稳定控制;
(5)降低凝液排水温度,高效回收凝液余热;
(6)节能效果明显,平均节能8.2%。