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摘要:石油化工企业给排水系统的设计过程中存在着很多需要关注的问题,比如给排水系统的划分,给排水管道材质的选择,给排水管道上仪器的安装,给排水管道上阀门的使用,还有给排水管道的防腐问题等。这些问题都与石油化工的实际生产息息相关,如果不处理好这些问题,在整个生产过程中会存在很大的安全隐患。
关键词:石化企业;给排水节水系统;装置设计
1.石化企业给排水系统的特点
1.1给排水系统种类繁杂
由于石油化工生产的需要,给排水系统众多,例如:扬巴项目中仅仅埋地的给排水系统就有10多个。因此,给水排水系统设计需做到统筹规划、合理划分系统、科学制定给排水流程,尽最大可能达到安全生产、节能、节水、保护环境的目的。区别于其他工业与民用给排水系统,突出表现在消防水系统和排水系统。
1.2排水系统管路众多
石油化工生产过程中经常需要排放含有各种污染物的污水,如:含油污水、含硫污水、含氰污水、含酚污水、含氨污水、酸性污水等。设计中应采取措施,清污分流,由于排水水质、水温以及不同的处理要求,必须划分成若干个独立的排水系统,便于污、废水的处理排放和有用物质的回收。因此排水管路系统众多,设计中常用的污水系统隔离划分的措施是:塔、泵、炉、换热器、罐区、装卸区等易受化工物料或油品污染场所都应根据实际情况采用围堰或边沟将这些区域和其他未受污染区域加以区分;在装置内建低位储罐或污水池,收集不同工艺设备排放的不同性质的污废水。
2.石油化工企业供水、用水特点
石化企业用水主要为生产用水,还包括一部分职工生活用水。生产用水要求与工业生产的工艺和产品有关,用水的水压、水质和水温往往与生活用水不同。因此,石化企业供水系统的设计往往比较复杂,需要对企业各部门的生产工艺、用水量和排水量及其变化规律、对水质、水温和水压的要求、排水水质等进行详细的调查研究,再做出供水系统方案。
3.给排水设计的主要节能措施
根据我国目前石化企业供水以及用水的特点,给排水的节能设计主要集中在生产用水和生活用水两方面:
3.1生活用水节能
(1)充分利用清洁、环保型能源。石化企业生活用热水主要为淋浴用水。将太阳能制备的生活热水用到给排水节能设计方面,由于减少了大量传统能源的消耗,从而减少了对环境的污染。太阳能还具有保温性好、集热效率高以及操作简单维修方便等优点,并且热水系统可安装在屋顶从而方便了建筑设计,但是在设计时,一定要加强建筑构件与太阳能元件的一体化设计。(采用节水型管材、卫生器具及配水器具。石化企业办公楼、倒班宿舍等建筑用水也可以采取一定的措施进行节能节水。如:为了杜绝漏水以及渗水等资源浪费问题采用新型管材:选用节水节能型卫生器具:改善淋浴以及盥洗等用水器具的节水配件等。对水的节约就可以减少输送水过程中的能源的消耗,从而达到节能的目的。
3.2生产用水节能
①应尽量重复利用,多采用循环给水系统或复用给水系统。循环给水系统是使用过的水经适当处理后再进行回用的给水系统,最适合于冷却水的供给。在冷却水的循环使用过程中会有蒸发、风吹、渗漏和排污等水量损失,需从水源取水加以补充。复用给水系统是按照各用水点对水质的要求不同,将水顺序重复使用的供水系统。在工业用水给水系统中,生产用水占很大一部分,这些水能重复利用,不仅可以缓解城市水资源缺乏问题,还可以减少污染水源的废水排放量,对节能环保有很重要的意义。不仅生产用水,生活杂用水如冲厕、绿化用水等,也可以利用复用水系统。②合理利用市政供水管网余压,采用分区供水方式。城市市政供水管网基本都可以满足五层以内建筑的供水压的要求。土地资源随着经济的快速发展变得越来越紧张,石化企业在建设过程中为了提高土地利用率一般的建筑要高于五层。因此,为了满足正常的供水,必须采用二次加压技术。因此,为了避免楼层管网压力过高带来的生活不便以及水资源的浪费,必须合理利用市政管网压力,采用分区供水的方式,有效的减少二次加压的能量消耗。③采用无负压变频供水设备。石化企业用水量大,水压要求不尽相同。采用二次加压供水能够满足企业水压较高的要求,但是不能解决二次污染的问题,由于无负变频供水设备具有降低成本以及减少污染的优点,因此,环保性好、能耗更低的无负压变频供水设备便成为了首选。传统的二次供水方式,首先通过加压将水输送到储水池,然后再经过一次加压进行供水从而造成了能源浪费。而无负压变频供水设备的水泵与市政管网直接相连,能够有效的利用市政管网的压力供水,有效的节约了能源、传统的二次供水方式的储水池由于都是混凝土结构,因此抗渗防漏性能很一般,因此,日积月累造成的浪费非常惊人,并且还需要定期清理储水池或水箱防止水污染,但是无负压变频供水设备就不会出现以上情况。另外,选择供水设备时,尽可能选用低耗能设备,既可减少运行费用,又能减少能量消耗。
3.3其他节能措施
此外,还有很多的节能措施应用在建筑给排水设计上,如:雨水回收利用、充分利用中水、设计热水管道时尽量采用塑料管代替金属管、采用自动计量等。
4.给排水管道设置
由于石油化工的产品及原料具有易燃、易爆的特性,为保证生产安全,在给排水设计中常采取以下措施:(l)各个排水系统不应相互连通,且应采取防火隔断措施,如:在工艺装置生产污水管道系统上设置水封或易开关的隔断阀;排放含有易燃、易爆、易挥发物质的污水系统也应有防爆通风设施。(2)石化装置中的生产污水管道常在下列部位设置水封,且水封高度不小于250mm,确保某区的排水管道发生火灾事故后,不致串入另一个区:①工艺装置内的塔、炉、泵、冷换设备等区围堰的排水出口;②工艺装置、罐组或其他设施及建筑物、构筑物、管沟等的排水出口;③全厂性的支干管与干管交汇处的支干管上;④全厂性支干管、干管的管段长度超过300m时,应采用水封井隔开。(3)生产污水排水管道系统常常为密闭系统。与一般的市政工程不同的是,石化装置内生产污水管道的下水井井盖与盖座接缝处应密封,且井盖不得有孔洞,防止少量可燃气体随意飘散,避免与火源接触。(4)设置专用排气管,使污水系统中的少量可燃气体有组织排放。生产污水管道的支干管、干管的最高处设排气管,其管径不宜小于100mm。排气管出口宜安装阻火帽(器),并高出地面2.5m以上,同时还应高出距排气管3m范围内的操作平台、空气冷却器2.5m以上。
5.加强排水系统监控保护环境
石化生产中的原料、中间品和成品很多是液态和气态的,并且多数是有毒有害的。为确保环境安全,装置排水出口应设水质采样和水量监测设施,可及时发现问题并采取紧急处理措施。生产废水亦不应直接排入雨水管渠,必须经监控设施确定达到污水外排标准后方可外排。生产污水管道的检查井、水封井、跌水井等应采用混凝土结构或钢筋混凝土结构,管道穿井壁处应设防水套管,防止污废水渗漏到地下。值得一提的是,由于钢管的事故几率低,为防止因管道渗漏而影响生产或污染环境,石化装置内输送腐蚀性较小的重力流污水管道和部分雨水管道也常采用钢管。但应由专门的管材专业对其进行耐腐蚀度计算后选定管道壁厚,以保证有足够的使用年限和安全性。
6.结语
综上所述,石油化工装置给排水的设计应在技术先进、经济合理的前提下,保证安全生产和环境保护,更应注重系统的可靠性、安全性和连续性。满足上述要求,依赖于我们对工艺生产特点、物料特性的熟悉和对给排水技术的熟练运用。
参考文献:
[1]毛剑,石油化工装置给排水设计探讨[J],石油化工设计,2013,05(25).
[2]尹伊军,有关石油化工装置的管道设计与工艺探讨[J],中国石油和化工标准与质量,2012,09(15).