滑县60万t/a尿素工程建设项目取用水合理性及节水分析

□ 王利敏 □ 赵莉祺

（1河南省安阳水文水资源勘测局；2林州市水务局）

水资源是我国重要的自然资源和战略性的经济资源，项目建设应有利于区域产业结构的调整，有利于资源的合理配置和高效利用，有利于促进经济社会可持续发展，有利于人民的身体健康和生活水平的提高。

1 建设项目的必要性

滑县是河南省的粮食生产大县尿素工程项目的实施，将更加有利于推动滑县地区的农业发展。

国内现有33套大型合成氨生产装置，这些生产装置提供国内氮肥需求量不足25%。随着能源价格的上涨，以天然气、渣油和轻油为原料的企业受到很大冲击，造成企业亏损严重。根据我国多煤、少气、缺油的能源结构特点，在煤炭丰富地区建设以煤炭为原料的大型化肥装置，发展化肥产业，是积极参与市场竞争的有效途径。

滑县60万t/a尿素工程项目建成投产后，不仅可以带动滑县的综合开发，促进滑县资源型城市的产业结构调整和转变，而且能够带动地方其他产业发展，增加地方财政税收，提升滑县整体经济和技术水平。

2 项目主要用水工艺符合节约水资源的要求

全厂给水系统由清水池、加压水泵和给水处理设备组成。自工厂界外来的原水先进入清水池，然后用加压水泵加压，经过纤维束过滤器和弱酸离子交换设备处理合格后，分别送至循环冷却水系统、除盐水系统、工艺生产装置和生活水用户。

生产给水系统和消防给水系统为环状管网布置，其余系统均为枝状管网布置。本项目主要用水工艺符合节约水资源的要求，主要从以下几点可以体现:

第一，本项目各用水系统用水根据水质要求，体现出了节约水资源，简化供水系统组成的原则。

第二，本项目充分回收蒸汽冷凝液作为除盐水循环使用，完全予以回收，工艺冷凝液经过蒸汽汽提后用作气化工段的补充水，使水资源得到充分利用。

第三，在工艺设计中，工艺物料均通过间冷器与循环水交换，避免使用直流水作为冷却介质。

第四，循环冷却水系统单独设置反渗透装置，采用二段式流程，将本系统排污水及原水处理系统等排出的含盐量较高的污水及全厂清洁生产废水进行反渗透处理，处理得到的水作为本系统的补充水使用，节约了水资源。

3 项目取水合理性分析

为了提高水资源的利用效率，合理的调配水资源，滑县水利局对滑县水资源进行了优化配制，确定“用足境外配额水、设法蓄住天上水、尽量拦住过境水、合理开发地下水、提高标准抗洪水、水土保持涵养水、关键措施搞节水”的指导方针，根据此方针，本次项目利用的是大功总干渠引黄水量，并且在生产过程中采用了一水多用等节水措施，符合水资源规划、配置原则和管理要求。

根据前述分析，现状条件下，该建设项目通过大功总干渠引黄工程取用地表水，符合区域水资源开发利用规划。

4 项目用水合理性分析

合理性分析的基本思路:概述该建设项目用水系统及其用水量，给出全厂各项装置生产用水量和生活用水量。首先分析各项用水指标的合理性，然后论述各用水系统用水的合理性，最终给出该建设项目合理的取用水量。

4.1 主要用水系统

根据工程用水对水质、水量要求，本项目的给水系统划分为该建设项目的用水分别由三个给水系统供给。

根据工程用水对水质、水量的要求，本项目给水系统划分为生产、生活给水系统,消防给水系统,循环冷却水给水及回水系统;生活给水有滑县水厂独立供给，故不考虑。

4.1.1 生产给水系统

本工程生产用水主要是生产过程中的工艺生产装置用水、锅炉房脱盐水设备用水、地面冲洗用水、循环水补充水、生活用水和未预见用水，正常用水量为36432m3/d。

本工程按同一时间发生一处火灾考虑。消防最大用水量≥450L/s，一次消防用水量≥8120m3，消防用水存贮于净水厂清水池内，采用稳高压消防给水系统。

4.1.3 循环冷却水系统

本工程循环冷却水系统主要为工艺装置区、锅炉房及空压站提供循环冷却水用水，其平均用水量为32309m3/h，最大用水量为34865m3/h，供水压力为0.45MPa，供水温度为32℃。循环冷却水经过换热器后的回水压力为0.25MPa，回水温度为42℃。回水利用回水压力进入冷却塔。

4.2 用水系统设计用水量的合理性

4.2.1 消防用水的合理性

根据该建设项目可研报告，本工程按同一时间发生一处火灾考虑。

消防用水主要目的是为了防范于未然，从这一原则出发，根据该工程全厂布设位置图，厂区大体可分为两大部分，即工艺装置及灌区和辅助生产设施区。因此，本项目厂区消防用水量最大处为气化主装置和液氨罐区，根据《石油化工企业设计防火规范》以防范消防最大用水量≥450L/s计算，则年内需要备用的消防用水量为0.90万m3。

4.2.2 循环冷却水的合理性

街道名称更改前要充分追根溯源，弄清原街道名称的历史渊源，如名称中确实没有能够体现地域和文化特色的因素，且不符合旅游语言景观资源的特点可予以更改。如四合头街因原来是一条死胡同，老百姓叫它“死葫芦头”，后来处于雅化的目的更名为“四合头”。

本项目的循环水设计参数符合实际，设计合理。

根据初设报告，该用水系统循环水设计采用的气象参数如下:

5日平均干球温度 33.50℃

5日平均湿球温度 27.50℃

年平均大气压力 99.19kPa

冷却塔选用工业型逆流冷却塔8台，单塔运行参数如下:

循环水量 4500m3/h

供水温度 42℃

回水温度 32℃

风机电机功率 1400kW

冷却塔尺寸 18m×8m

本项目循环水选冷水泵七台，5用2备,参数:Q=7100m3/h，P=0.50MPa,配电机功率N=1400kW，V=10000V。参数:Q=7500 m3/h，P=0.50MPa,配电机功率 N=1400kW，V=10000V。

为了保证循环冷却水水质要求，须对循环冷却水进行旁滤处理。旁滤处理装置选用全自动无阀过滤器2座，露天设置，单座处理水量700m3/h，单座处理水量1100m3/h。

为了保证换热器的换热效果和使用寿命，循环冷却水系统须进行水质稳定处理，水质稳定处理包括投加缓蚀、阻垢药剂和杀灭水中的藻类。

5 项目节水潜力与节水措施分析

通过前述用水指标分析，本工程各类用水指标基本都达到了节水要求。本着节约用水原则，本工程挖掘最大节水潜力，对装置内的各种工艺用水最大限度地加以回收利用。

本工程通过采用合理规划供排水流程，积极采用先进节水技术，选用成熟的水处理工艺，达到了节约用水的目的。节水主要措施如下:

第一，在工艺设计中，工艺物料均通过间接与循环水换热，避免使用直流水作为冷却介质。

第二，变换装置中产生的变换工艺冷凝液经过蒸汽汽提后，返回气化装置用作系统补充水，对整个工艺装置的蒸汽冷凝液进行余热回收后返回全厂脱盐水系统使用，从而避免水资源浪费，节约用水。

第三，采用二次循环供水系统，降低风吹损失率。

第四，充分回收蒸汽冷凝液，经过处理后循环使用，使水资源得到充分利用。

第五，为了便于在运行中监测和考核，加强节水管理工作，在补给水管进厂处设置流量计，在生活用水及各主要建筑物、用水车间安装水表。

6 结语

滑县60万t/a尿素工程项目，符合国家节能与环保的产业政策，符合国家战略规划，把滑县的资源优势为产业优势，进而转化为经济优势，促进全县经济快速发展，都具有十分重大的意义，前景十分广阔。

[1]陶蓓.滑县水资源利用与可持续发展探析[J].现代农村科技，2013（3）.

[2]卢慧英，薛卫丽，孙良辰，姜宏军.河南省滑县供水区水资源供需预测分析[J].东北水利水电，2001（12）.

[3]张勇，瑞敏.安阳市城市节水工程现状分析及建设目标[J].科学时代，2014（10）.