冷却水对焦化脱硫系统泵的冷却工艺设计

李 静

（河钢集团唐钢公司，河北 唐山 063000）

焦化脱硫系统泵冷却水对泵系统起到冷却作用，对泵系统正常运转起着至关重要的作用。由于焦化脱硫工艺特点，泵体一旦发生串漏、脱硫液会进入冷却水中，由于脱硫液含有重金属离子，导致焦化脱硫系统泵冷却水污染。传统的泵冷却水为冷却后直接外排，会造成严重水污染。当发生意外情况，出现冷却水突发停水现象，由于泵系统得不到冷却，不得不采取停泵处理，造成生产停产，经济损失严重，因此有必要对传统的焦化脱硫系统泵冷却水供水及处理方式加以改进，实现焦化脱硫系统泵冷却水的应急供应及循环利用。

1 设计方案

焦化脱硫系统泵冷却水应急处理装置，包括高位缓冲槽、换热器、气动阀、供水泵、收集槽、进水管道、出水管、高位缓冲槽上水管管道、高位缓冲槽回水管管道、收集槽汇合回水管管道、放空阀，所述高位缓冲槽与换热器之间通过高位缓冲槽上水管管道连通；换热器、供水泵、收集槽之间通过管道连通，换热器与气动阀之间通过管道连通，气动阀与收集槽之间通过管道连通，收集槽与脱硫系统泵之间通过收集槽汇合回水管管道连通，换热器与出水管连通连接，放空阀设置在收集槽底部，高位缓冲槽回水管管道将高位缓冲槽和脱硫系统泵的冷却系统连通。

收集槽上设置有液位计，液位计与气动阀通过PLC程序中设置连锁关系，控制收集槽的液位。

收集槽的容积为7～11m3。

换热器为列管换热器，换热面积为30～60m2。

高位缓冲槽距离脱硫系统泵地基的垂直高度差为40m～70m。

如图1脱硫系统泵冷却水应急处理装置结构示意图结构示意图。

图1 脱硫系统泵冷却水应急处理装置结构示意图

2 实施步骤

下面结合图1和具体实施方式对本设计作进一步详细的描述。

2.1 实施例1

高位缓冲槽2、换热器3、气动阀6、供水泵7、收集槽9、进水管4、出水管5、高位缓冲槽上水管管道12、高位缓冲槽回水管管道13、收集槽汇合回水管管道14、放空阀8，高位缓冲槽2与换热器3之间通过高位缓冲槽上水管管道12连通；换热器3、供水泵7、收集槽9之间通过管道连通，换热器3与气动阀6之间通过管道连通，收集槽9与脱硫系统泵11之间通过收集槽汇合回水管管道14连通，换热器3与出水管5连通连接，放空阀8设置在收集槽9底部，高位缓冲槽回水管管道13将高位缓冲槽2和脱硫系统泵11的冷却系统连通。

收集槽9上设置有液位计10，为远传磁翻板液位计、测量高度为3m。液位计10与气动阀6通过PLC程序中设置连锁关系，控制收集槽9的液位。气动阀6与收集槽9之间通过管道连通。

高位缓冲槽2安装在脱硫厂房1顶部，体积为9m3，其中冷却水高位槽底部距离脱硫系统泵地基的垂直高度差为40m，以重力回落为脱硫系统泵11提供冷却水保证泵体冷却水压力0.4MPa。

换热器3为列管换热器，换热面积为30平方米。

供水泵7为立式多级离心泵、流量为5m3、扬程为80m。

收集槽规格为直径1.72m，高度3m，容积约为7 立方米。

当发生意外情况，出现冷却水突发停水现象时，基于如上所述焦化脱硫系统泵冷却水应急处理装置的焦化脱硫系统泵冷却水应急处理工艺，工艺步骤为：

（1）关闭放空阀，打开收集槽汇合回水管管道，将焦化脱硫系统泵冷却水引入收集槽中。

（2）启动换热器、供水泵，对焦化脱硫系统泵冷却水进行冷却。

（3）将冷却后的焦化脱硫系统泵冷却水泵入高位缓冲槽中。

（4）依靠高位缓冲槽中焦化脱硫系统泵冷却水的重力势能通过高位缓冲槽回水管管道对焦化脱硫系统泵进行冷却水补充。

实施效果：收集槽底部冷却水出口管连接至供水泵进口，供水泵冷却水出口管进入换热面积为30m2的列管换热器，其中供水泵输送的冷却水走管呈、低温水走壳呈，两种介质为逆向间接接触换热；供水泵的流量为2立方米/小时、经列管换热器降温后冷却水温度为30.5℃，低温水进水温度为16℃、低温水流量为20立方米/小时。

再由换热器高位缓冲槽上水管送至高位缓冲槽，高位缓冲槽回水管为脱硫系统泵提供冷却水，脱硫系统泵的收集槽汇合回水管至收集槽，其中脱硫系统泵包括脱硫液循环泵、碱液输送泵、脱硫剂输送泵、泡沫泵。

收集槽配有液位计，并与气动阀连锁，液位计远传液位数值一旦低于设定值时，信号反馈至气动阀的控制系统，气动阀便开启，液位计的远传液位数值一旦高于设定值时，信号反馈至自动补气动阀控制系统，气动阀便关闭；设定低位气动阀开启高度为1.0m，当液位低于1.0m时气动阀自启对收集槽补水，以保证为供水泵提供足够高度进水；设定高位气动阀关闭高度为2.0m，当液位高于2.0m时，气动阀自动关闭停止对收集槽补水。

2.2 实施例2

高位缓冲槽2、换热器3、气动阀6、供水泵7、收集槽9、进水管4、出水管5、高位缓冲槽上水管管道12、高位缓冲槽回水管管道13、收集槽汇合回水管管道14、放空阀8，高位缓冲槽2与换热器3之间通过高位缓冲槽上水管管道12连通；换热器3、供水泵7、收集槽9之间通过管道连通，换热器3与气动阀6之间通过管道连通，收集槽9与脱硫系统泵11之间通过收集槽汇合回水管管道14连通，所述换热器3与出水管5连通连接，放空阀8设置在收集槽9底部，高位缓冲槽回水管管道13将高位缓冲槽2和脱硫系统泵11的冷却系统连通。

收集槽9上设置有液位计10，为远传磁翻板液位计、测量高度为3m。液位计10与气动阀6通过PLC程序中设置连锁关系，控制收集槽9的液位。气动阀6与收集槽9之间通过管道连通。

高位缓冲槽2安装在脱硫厂房1顶部，体积为9m3，其中冷却水高位槽底部距离脱硫系统泵地基的垂直高度差为50m，以重力回落为脱硫系统泵11提供冷却水保证泵体冷却水压力0.5MPa。

换热器3为列管换热器，换热面积为50平方米。

供水泵7为立式多级离心泵、流量为5m3、扬程为80m。

收集槽规格为直径2m，高度3m，容积约为9立方米。

当发生意外情况，出现冷却水突发停水现象时，基于如上所述焦化脱硫系统泵冷却水应急处理装置的焦化脱硫系统泵冷却水应急处理工艺，工艺步骤为：

（1）关闭放空阀，打开收集槽汇合回水管管道，将焦化脱硫系统泵冷却水引入收集槽中。

（2）启动换热器、供水泵，对焦化脱硫系统泵冷却水进行冷却。

（3）将冷却后的焦化脱硫系统泵冷却水泵入高位缓冲槽中。

（4）依靠高位缓冲槽中焦化脱硫系统泵冷却水的重力势能通过高位缓冲槽回水管管道对焦化脱硫系统泵进行冷却水补充。

实施效果：收集槽底部冷却水出口管连接至供水泵进口，供水泵冷却水出口管进入换热面积为50m2的列管换热器3，其中供水泵输送的冷却水走管呈、低温水走壳呈，两种介质为逆向间接接触换热；供水泵的流量为4立方米/小时、经列管换热器3降温后冷却水温度为30℃，低温水进水温度为16℃、低温水流量为20立方米/小时。

再由换热器高位缓冲槽上水管送至高位缓冲槽，高位缓冲槽回水管为脱硫系统泵提供冷却水，脱硫系统泵的收集槽汇合回水管至收集槽，其中脱硫系统泵包括脱硫液循环泵、碱液输送泵、脱硫剂输送泵、泡沫泵。

收集槽配有液位计，并与气动阀连锁，液位计远传液位数值一旦低于设定值时，信号反馈至气动阀的控制系统，气动阀便开启，液位计的远传液位数值一旦高于设定值时，信号反馈至自动补气动阀控制系统，气动阀便关闭；设定低位气动阀开启高度为1.0m，当液位低于1.0m时气动阀自启对收集槽补水，以保证为供水泵提供足够高度进水；设定高位气动阀关闭高度为2.0m，当液位高于2.0m时，气动阀自动关闭停止对收集槽补水。

3 结论

通过供水泵、换热器、高位缓冲槽实现脱硫系统各泵冷却水内部循环，依靠高位缓冲槽重力作用，在突然停水情况下仍能实现为各泵供冷却水，防止因突发停水，停泵，造成生产停产的后果，实现循环利用，减少外排，具有环保、稳定生产的作用。