锅炉定排井冒水的原因分析与处理

王利元 马宏 徐向东 田元平 贾裕

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 陕西 榆林 719000

1 项目背景及现状

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司一期启动项目主要建设180万吨/年甲醇、150万吨/年渣油催化热裂解（DCC）、60万吨/年甲醇制烯烃（DMTO）、60万吨/年聚乙烯（PE）、60万吨/年聚丙烯（PP）等5套主装置及配套公用工程。

锅炉型号为HX320/10.6—π1型，是由华西能源有限公司设计的高温高压煤粉锅炉，锅炉设计为半露天布置，锅炉9m操作平台以上部分采用紧身封闭。炉前竖井为炉膛，炉膛四周布满膜式水冷壁。在炉膛顶部悬吊全辐射式屏式过热器，折焰角上方布置高温过热器，水平烟道处布置低温过热器。烟道尾部竖井从上到下依次布置两级省煤器、选择性催化还原法（SCR）脱硝反应器和两级管式空气预热器。单台锅炉配有热一次、送、引、密封、火检、微油火检、脱硝稀释风机各2台，密封风来自送风机出口。4台锅炉合用1座烟囱，烟囱高150m、出口直径6m。

锅炉连续排污从汽包左右两侧引出，合并后接入连续排污扩容器，闪蒸后的蒸汽接入除氧器汽平衡管，排污水进入定排扩容器。锅炉的事故放水由汽包接入定排污扩容器，水冷壁下集箱的定期排污管汇成一根母管进入定排污扩容器，定排污扩容器的污水排入排污井，通过重力流进入污水池，再经排污水泵打至回用水。

原始设计1#、2#锅炉共用1台连、定期排污扩容器，3#、4#锅炉共用1台连、定排扩容器。连续排污水经连排扩容器扩容减压后，排污水进入定排扩容器，排汽接入除氧器汽平衡管回收。定期排污通过定排扩容器扩容减压后，排污水进入污水池回到回运水处理，排汽对空排入大气。设计4台锅炉共用1台疏水扩容器，锅炉蒸汽吹灰疏水、蒸汽管道的有压疏水进入疏水扩容器，疏水扩容器冷凝水排至疏水箱，排汽直排大气。

热动力站锅炉污水池主要收集锅炉捞渣机溢流水、锅炉排污水及第一循环水厂排污水，污水池大小为10mm×8mm×5m，排污水通过重力流汇流到污水池后，通过3台液上立式离心泵经过DN200的地下管道输送至公用工程中心回用水站进行处理。现有三台立式离心泵参数：额定流量46m3/h，扬程45m，污水泵电机额定电压380V，额定电流34.7A。

在正常运行过程中，捞渣机溢流水含有一定量的锅炉灰渣（主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等），在锅炉停炉高压清洗空气预热器时，大量灰水混合物进入污水池，过去2年内积泥达到100m3，造成污水泵和管道堵塞、污水池积泥严重、回用水装置进水品质变差，严重影响锅炉、一循和回用水装置的正常运行。

在锅炉排污、锅炉开车过程中，定排井排污水溢流至定排井外，流入雨水系统，严重时进入电缆沟，存在极大安全隐患。

2 锅炉定排井冒水原因分析

当前新型煤化工过程具有工艺复杂、流程长且排放点多等特点，产生的污水种类多、成分复杂，治理难度大。《国家环境保护“十一五”规划》 明确要求 “在钢铁、电力、煤化工、煤炭等重点行业推广废水循环利用，努力实现废水少排放或‘零排放’”。2011 年，《国家环境保护“十二五”规划》提出了“研究鼓励企业废水‘零排放’的政策措施”。2012 年，国家发布了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，明确划出了至 2030 年前全国用水总量红线、用水效率红线和区域纳污红线 3 条不可逾越的红线。

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司以“低碳引领企业发展，绿色点染美好生活”的环保理念持续为国家经济发展提质增效，通过对锅炉排污系统全面分析探究，针对锅炉定排井冒水问题分析，得出以下几点原因：

（1）热动力站一期锅炉定排井敞口设计，定排井周边有电缆沟、排污水靠重力流排至污水池。因为定排井原始设计容积较小，且围堰存在破损现象。在锅炉排污、锅炉开车过程中，排污水量较大，且温度较高，定排井排污水会不可避免飞溅至井外，导致锅炉定排期间有少量流入雨水系统。

（2）锅炉排污水温度高、压力高，经扩容减压后在排污口仍有较高的压力，导致定排井内水冲击外溅。

（3）锅炉排污水靠重力流排至污水池，排污水管道堵塞或污水池液位高时导致锅炉排污水排出不畅，定排井内水聚集，高液位运行，导致定排井冒水。

（4）热动力站一期锅炉污水池三台立式离心泵结垢、堵塞严重，污水泵频繁故障（每周一台次），导致污水池内污水不能及时输送至公用工程中心回用水站进行处理，污水池液位高

（5）热动力站一期锅炉污水池污水温度高（约60℃），运行中容易造成污水泵汽蚀，污水泵不上量，泵体振动大，导致污水池内污水不能及时输送至公用工程中心回用水站进行处理，污水池液位高。

3 制定对策，消除隐患

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司公用工程中心针对定排井冒水原因分析，制定以下详细整改措施：

（1）在定排扩容器、连排扩容器排汽口增加乏汽回收系统，将乏汽回收再利用，减少排污水，降低排污水温度。该系统采用HJ型喷射式乏汽回收装置2台，用来抽吸各台定排扩容器和疏水扩容器的闪蒸汽，回水送入疏水箱流程：从除盐水母管引一支管接入HJ型喷射式乏汽回收装置，将各台定排扩容器及疏水扩容器的排汽抽吸到喷射式乏汽回收装置中，与除盐水再混合换热，乏汽全部凝结变为凝结水与被加热了的喷射水一起再送入疏水箱。再用疏水泵将其送入除氧器，不凝性气体则由疏水箱顶排空气口排入大气。

（2）在锅炉排污水管道出口增加减压装置，排污管道出口设置不锈钢圆桶，圆桶四周开孔，固定在定排井内，圆桶内填充丝网减压，丝网用拉筋固定在圆桶内，排污水经丝网减压后排出，有效缓减因排污水压力过大造成定排井内水冲击，排污水外溅。

（3）利用锅炉大检修停车机会，修复定排井围堰，对生产污水管道、污水池积泥彻底清理。生产污水管道为地埋管道，人工疏通时需借助吸污车和地下管道清洗车，在管道两端检查井中冲洗，并将携带的杂物用吸污车吸走。彻底消除排污水管道堵塞，排水不畅，导致定排井冒水的问题，保证锅炉正常排污，杜绝排污水外溅至雨水井事件发生。

（4）新建锅炉污水池，主要收集锅炉捞渣机溢流水、锅炉排污水，排污水通过重力流汇流到污水池后，污水池分两侧，一用一备，在污水池前设置2级沉淀池，通过2台污水泵经过DN100的管道经冷却塔降温后，通过管廊输送至公用工程中心回用水站进行处理，管廊上方设置清洗口，彻底解决了因排污泵故障导致污水池液位高、定排井冒水的问题。

4 运行操作注意事项

（1）乏汽回收运行操作注意事项

①保持污水池低水位（50%以下）。

②乏汽回收投运前检查确认疏水箱A/B放水手动阀关闭。

③密切关注疏水箱液位，保持疏水箱液位低于1.5米。

④巡检时注意检查疏水泵运行情况。

⑤若定排扩容器地坑大量排汽、不正常的排水现象时，确认定排扩容器及疏水扩容器排汽阀是否正常打开，若排汽阀大量冒汽，开大脱盐水手动阀，观察排汽阀排汽情况，仍得不到改善则停运乏汽回收系统，待系统运行稳定后重新投运。

⑥定排时，确认定排扩容器及疏水扩容器排汽阀是否正常打开，同时注意观察乏汽回收系统运行情况。若发生管线振动，立即停运乏汽回收系统，待系统运行稳定后重新投运。

⑦乏汽回收装置投运前务必关闭进汽阀，建立水系统，防止冷热温差过大造成管线振动，若发生管线振动，立即停运乏汽回收系统，待系统运行稳定后重新投运。

⑧蒸汽吹灰时，注意检查乏汽回收排汽情况，若9米排汽口排汽时，及时调整阀15开度，控制排汽口停止排汽的临界点。

⑨启、停炉过程中需退出乏汽回收系统。

⑩目前1#、2#、3#、4#锅炉定排乏汽回收采用旁路调节脱盐水量，日常巡检时，注意检查定排扩容器排汽情况，及时调整。

（2）污水泵首次启动注意事项

①注油：应按要求向轴承箱内加注润滑油（一般为46#，极高温及极寒地区除外），油位至视油窗的1/2处即可。

②注水：打开管道进口阀门，排尽泵腔空气，（确保泵腔内充满介质，无空气）。

③先手动盘车，检测转动是否灵活，无磨擦和异常响动再开启电源。

④检查污水泵出口阀关闭。

⑤选择起泵方式（就地、远程），启动污水泵，观察是否正常。

⑥缓慢打开出口阀，就地检测污水泵振动、温度是否正常，有无异音。

⑦冬季停泵后需将入口管道内积水排掉。

⑧检查污水泵出口阀关闭。

（3）冷却塔投运操作注意事项

①安装结束后，根据电气接线图再检查一次电机接线，检查有无遗漏，检查风叶及水泵叶轮有无卡住，转向是否正确，冷却盘管及承接水盘应清洗干净，浮球阀应完好，补水正常，水位应在正常位置。集水槽加水由浮球阀自动控制，打开补水阀门即可，加注到位置后浮球阀自动关闭。

②检查冷却塔风机及喷淋泵运行是否正常，其中冷却风机的风向应向上吹风；喷淋泵转向应为顺时针方向，检查喷淋水分布是否均匀，观察水压和漏水情况等。

③如循环管路全封闭，则循环管道上必须装有排气阀（自动或手动），应设在进水管道的最高处和出水管道的顶部；排污则在管道的最低处安装排污阀。

④冷却塔的停车时，循环水泵应工作一段时间，将余热带走后再停止冷却塔。

⑤如果循环水泵为一备一用，应将停运的一台循环水泵出水口处蝶阀关闭，防止循环水回流使其逆转，烧坏循环水泵电机。

⑥室外温度低于0℃以下时，应往循环水中加入一定比例的防冻液体。

⑦在极度严寒地区，集水盘应该设置电加热器，在系统运行前对水加热，以免发生冻结事件，造成喷淋泵损坏。

⑧风量：降低风量，会使冷媒温度上升。建议使用此方法控制冷媒温度。即水温过低时可以关闭风机运行；水温过高时可以重新启动风机。

⑨喷淋水量：降低喷淋水量，会使冷媒温度上升。本闭式冷却塔通过自动控制喷淋水启停来控制冷媒温度，即冷媒温度低于设定的温度时自动关闭喷淋水泵；当冷媒温度高于设定温度时，自动启动喷淋水泵。

⑩集水槽补水操作：集水槽水位由匹配的浮球阀自动控制，喷淋通过蒸发后水量不断损耗，补水管路阀门应一直保持开启状态。喷淋水箱内的水有一定的晃动，有可能对浮球阀造成损坏，建议定期检查浮球阀的工作状态。以确保喷淋水得到及时的补充。

5 项目实施成果

项目实施后，一年内未发生因定排井冒水引发环境污染事件。

乏汽回收系统投运后，每小时共可回收近6吨左右二次乏汽及凝结水。每吨蒸汽热量约为60万大卡，系统按年运行7000小时计算，回收的热量折合成标煤为：（6吨/小时×3500小时×60万大卡）÷（7000大卡/吨标煤）=1800吨/半年。每吨标煤按500元算，半年产生经济效益为90万元。

其中回收的凝结水成本价按照5 元/吨计算，半年可回收的凝结水折合人民币约为6×5×3500=10.5万元。

两项合计，产生效益约90+10.5=100.5万元。

疏水泵耗电费：37.5KW×3500小时×0.6元=7.85万元。

半年日常维护费：3万元。

半年可节约资金约：100.5-7.85-1=92.65万元。

项目改造投运后，不但能产生较大的经济效益，同时减少了能源的消耗，减少了向大气排放不凝结气体携带的热量，大大降低排汽噪音，消除了锅炉排污水进入雨水系统带来的隐患，起到了环保的作用。社会综合经济效益也极为可观。

6 结束语

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司“零排放”项目的稳定、可靠运行是公司各化工装置运行的必要前提，系统投运后彻底解决了定排井冒水问题，保证生产污水全部回收处理再利用。主要有以下实施意义及价值。

（1）锅炉在运行过程中，定排扩容器和疏水扩容器的排汽口产生大量的对空排放的蒸汽，这部分蒸汽具有一定的低位热能，这部分热能长期得不到有效的利用，造成能源浪费严重。

（2）本次改造回收的蒸汽，是对燃料煤和电能的综合节省，对企业的水平衡、热平衡有着重要的集约优化作用。大大的减少了能源的消耗，降低排汽噪音，起到了一定的节能环保作用。

（3）通过本次改造，可有效避免生产污水外溢，进入雨水系统，造成环境污染事件。

（4）保证锅炉和一循汽水质量指标达标，为企业提质增效。

（5）减少污水泵故障频次，降低了现场设备检维修强度。

（6）彻底消除了因定排井冒水，导致电缆沟进水，影响全厂安全稳定运行的隐患。