二十一世紀(jì)大型煉油廠給排水系統(tǒng)節(jié)水設(shè)計(jì)

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摘要： 分析了我國(guó)煉油廠環(huán)境污染存在的問(wèn)題,提出了21 世紀(jì)煉油廠給排水系統(tǒng)節(jié)水的具體措施。
關(guān)鍵詞： 煉油廠　給排水系統(tǒng)　節(jié)水措施

　　1 前言

　　目前,國(guó)內(nèi)煉油廠的新鮮水用量、污水排放量、噸原油的單耗、單排與國(guó)外的先進(jìn)水平差距較大,隨著原油加工量的不斷擴(kuò)大,環(huán)保要求日益嚴(yán)格,一味的擴(kuò)大治理設(shè)施的規(guī)模,不能從根本上解決污染問(wèn)題。

　　當(dāng)前,若要建成一座二十一世紀(jì)煉油廠,要求將新的理念、新的設(shè)計(jì)思路引入全廠設(shè)計(jì),使之成為花園式煉油廠。全廠給排水系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)基于工藝裝置最優(yōu)化用水量,通過(guò)重復(fù)利用、水回用等方法使新鮮水用量降至最低,裝置采用環(huán)境友好工藝,優(yōu)化排水系統(tǒng),減少污染物的排放,將工藝污水的排放量降至最低,嚴(yán)格控制環(huán)境污染。目前,國(guó)內(nèi)許多老煉油廠由于工藝過(guò)程中排出的含油污水與污染區(qū)的徑流雨水排入同一個(gè)系統(tǒng),管道內(nèi)含油量高,地下排水管道及排水井的滲漏,造成煉油廠土壤污染、地下水含油,形成環(huán)境污染;在以往的設(shè)計(jì)中對(duì)于雨水系統(tǒng)的污染區(qū)和非污染區(qū)的劃分有一定缺陷,造成雨量大時(shí)污水處理場(chǎng)進(jìn)水量增大,這樣既加大了污水處理場(chǎng)的負(fù)荷,又增加了能耗。同時(shí)清凈雨水含油,形成環(huán)境污染。通過(guò)參考一些與國(guó)外設(shè)計(jì)公司合作的項(xiàng)目,結(jié)合國(guó)內(nèi)外煉油廠排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

　　2 全廠給排水系統(tǒng)優(yōu)化的基本條件

　　(1) 裝置內(nèi)的工藝設(shè)備技術(shù)先進(jìn),設(shè)備材質(zhì)高,正常操作無(wú)泄漏。

　　(2) 工廠管理先進(jìn)、工人操作水平高。

　　(3) 有較強(qiáng)的環(huán)境管理意識(shí)及措施。

　　(4) 嚴(yán)格施工管理,防止雜物以及工藝管道沖洗贓物進(jìn)入密閉含油污水管道。

　　(5) 防止由于排水管道及排水井的滲漏,污染地下水及土壤。

　　3 全廠給排水系統(tǒng)優(yōu)化采取的措施

　　3. 1 系統(tǒng)管道

　　3. 1. 1 取消或減少系統(tǒng)重力流含油污水管道含油污水在裝置或原油罐區(qū)的含油污水提升泵站加壓后,壓力管道管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)。其它罐區(qū)含油污水均密閉重力流排入污水處理場(chǎng),原則是不設(shè)排水井,以法蘭式清掃口代替。

　　3. 1. 2 取消系統(tǒng)重力流含鹽污水埋地管道電脫鹽污水、油輪壓艙水壓力管道輸送,管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)。循環(huán)水排污(濾池反洗水) 在循環(huán)水場(chǎng)加壓后,壓力管道管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)含鹽污水處理系統(tǒng)。循環(huán)水場(chǎng)正常排污由壓力循環(huán)熱水管道經(jīng)計(jì)量及在線儀表檢測(cè)合格后,排往污水處理場(chǎng)含鹽污水排放水池,與其它含鹽污水一并深海排放。

　　3. 1. 3 取消系統(tǒng)重力流含堿污水埋地管道在產(chǎn)出含堿污水的裝置內(nèi)加壓,含堿污水經(jīng)

　　壓力管道管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)含鹽污水處理系統(tǒng)。(同時(shí),煉油工藝裝置也應(yīng)采取一些先進(jìn)的工藝,減少或不排出含堿污水)

　　3. 1. 4 取消系統(tǒng)重力流生活污水埋地管道廠前區(qū)設(shè)生活污水提升泵站,廠前區(qū)的中控

　　室、化驗(yàn)樓、辦公樓的生活污水經(jīng)化糞池后排入生活污水提升泵站,加壓后管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)的含油污水生化池。

　　3. 2 裝置及單元排水

　　在裝置內(nèi)將雨水與含油污水系統(tǒng)分開(kāi),清凈雨水與含油雨水系統(tǒng)分開(kāi)。減少雨水、地面水進(jìn)入含油污水系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。

　　(1) 裝置區(qū)設(shè)集中含油污水池,含油污水經(jīng)泵提升密閉送往污水處理場(chǎng),減少含油污水井的設(shè)置。輕油裝置區(qū)取消含油污水井,采用密閉重力流敷設(shè),排入含油污水池,支管進(jìn)主干管前U 形水封;重油裝置區(qū)盡量減少含油污水井的設(shè)置;干管出裝置前水封。裝置區(qū)的含油污水排入指定的含油污水池,含油污水經(jīng)泵提升密閉送往污水處理場(chǎng)的含油污水調(diào)節(jié)罐。

　　(2) 取消調(diào)節(jié)閥前的排水溝,改設(shè)漏斗,防止雨水、大塊污物進(jìn)入含油污水系統(tǒng)。

　　(3) 裝置內(nèi)泵區(qū)取消泵前溝,由泵自帶收水盤(pán),收集機(jī)泵盤(pán)根冷卻水,由管道密閉送至含油污水池。重油裝置若無(wú)法取消,溝邊應(yīng)適當(dāng)抬高,防止地面沖洗水進(jìn)入。

　　(4) 將清凈雨水與含油雨水分開(kāi),減少含油雨水量。重油裝置如重油催化、常減壓、焦化、減粘、加氫等裝置區(qū)的雨水均劃為含油雨水,因此調(diào)整裝置內(nèi)的豎向,裝置地面坡向一處,埋地管道送至裝置區(qū)集中的雨水池。輕油裝置如雙脫、氣分、制氫、異構(gòu)化、重整等裝置區(qū)的雨水要?jiǎng)澐智鍍粲晁畢^(qū)和含油雨水區(qū),如裝置內(nèi)的控制室、配電間、爐區(qū)、壓縮機(jī)廠房等為清凈雨水區(qū),圍堰內(nèi)的初期雨水為含油雨水。因此應(yīng)調(diào)整裝置內(nèi)的豎向,清凈雨水區(qū)的雨水流入廠內(nèi)的清凈雨水管道。含油雨水經(jīng)埋地管道送至指定的含油雨水池,經(jīng)泵提升密閉送往污水處理場(chǎng)的含油雨水調(diào)節(jié)罐。

　　(5) 裝置區(qū)圍堰內(nèi)的污水排放,設(shè)切換閥。含油雨水排入裝置內(nèi)的含油雨水管道,檢修、事故時(shí)含油污水排入裝置內(nèi)的含油污水管道。

　　(6) 水處理站中和后的反洗水排入廠內(nèi)的清凈雨水管道。

　　(7) 給水及消防加壓泵站儲(chǔ)水罐放空、溢流水、清罐水排入廠內(nèi)的清凈雨水管道。

　　3. 3 罐區(qū)排水

　　(1) 輕油罐的切水閥后由儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)增設(shè)切水器,以利于油品回收。

　　(2) 由于油罐邊的排污坑易造成含油污水泄漏,油罐邊取消排污坑。切水閥或切水器的排水排入帶篦子的漏斗再接入含油污水管道。

　　(3) 罐區(qū)的含油污水干管只在各罐區(qū)排入含油污水干管的第一口井設(shè)排水井,取消干管上的其它排水井,在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)增設(shè)用于清掃的DN200mm 的法蘭及法蘭蓋。含油污水出防火堤后必須加切斷閥,再接入水封設(shè)施。若無(wú)冰凍問(wèn)題,罐區(qū)內(nèi)含油污水管道盡量淺埋,以利于管道的清掃。

　　(4) 原油罐區(qū)部分,設(shè)帶蓋的含油雨水池,以收集罐頂25～30 mm 降雨量的初期雨水,含油雨水池上設(shè)泵,將含油雨水提升后壓力送往污水處理場(chǎng)的含油雨水調(diào)節(jié)罐。后期雨水溢流排入全廠清凈雨水管道。

　　(5) 原油罐區(qū)的含油污水排入罐區(qū)內(nèi)設(shè)置的含油污水池,含油污水經(jīng)設(shè)于池頂?shù)暮臀鬯嵘眉訅汉?排入全廠壓力含油污水管道,送往污水處理場(chǎng)的含油污水調(diào)節(jié)罐。若原油罐切水的氯離子含量高,提升后管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)的含鹽污水調(diào)節(jié)罐。

　　(6) 原油罐的中央雨水排水管,出罐經(jīng)閥,排入帶篦子的漏斗,再接入密閉埋地含油雨水管道。

　　4 系統(tǒng)劃分

　　4. 1 給水系統(tǒng)劃分

　　全廠給水、消防管道分為4 個(gè)系統(tǒng)。

　　4. 1. 1 生產(chǎn)給水管道系統(tǒng)

　　若原水接自于市政的自來(lái)水廠處理后的生活飲用水,水質(zhì)符合國(guó)家GB 5749 - 85“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”,則生產(chǎn)給水管道與生活給水管道可合并為生產(chǎn)給水管道。廠前區(qū)的生活給水管道可從給水及消防加壓泵站單獨(dú)引一條生產(chǎn)給水管道;若原水需經(jīng)廠內(nèi)凈化水場(chǎng)處理后供給生產(chǎn)、生活用水,同時(shí),生活飲用水水質(zhì)要求超過(guò)國(guó)家GB5749 - 85“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”,可分為生產(chǎn)給水管道系統(tǒng)和生活飲用水管道系統(tǒng)。廠內(nèi)系統(tǒng)管道工作壓力0. 4～0. 5 MPa ,若裝置及單元有特殊水壓要求時(shí),由所在裝置及單元局部加壓。如供給化驗(yàn)室、水處理站、化學(xué)藥劑配制、油品洗滌、生活用水、消防補(bǔ)充水、循環(huán)水補(bǔ)充水等。

　　4. 1. 2 消防給水管道系統(tǒng)

　　采用穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng),系統(tǒng)管道工作壓力0. 70～1. 2 MPa ( G)供給裝置區(qū)、油罐區(qū)儲(chǔ)罐、輔助生產(chǎn)區(qū)等火災(zāi)時(shí)消防冷卻水及消防車(chē)配制泡沫混合液用水。

　　4. 1. 3 循環(huán)冷卻給水管道系統(tǒng)

　　系統(tǒng)管道壓力0. 45～0. 5 MPa ( G)

　　裝置入口處壓力0. 40～0. 45 MPa ( G)

　　供給冷凝器、冷卻器、壓縮機(jī)、機(jī)泵等冷卻用水。

　　4. 1. 4 泡沫液用水管道系統(tǒng)

　　用于配制泡沫混合液的專(zhuān)用消防用水管道。由給水及消防加壓泵站輸送至泡沫站的平衡壓力比例混合器,配制罐區(qū)消防所用的泡沫混合液。系統(tǒng)管道壓力1. 2～1. 4MPa (表)

　　4. 2 排水系統(tǒng)劃分

　　將全廠排水管道分為10 個(gè)系統(tǒng)。

　　4. 2. 1 循環(huán)冷卻回水管道系統(tǒng)

　　系統(tǒng)管道壓力0. 15～0. 25 MPa

　　裝置出口處壓力0. 25 MPa

　　4. 2. 2 含油污水管道系統(tǒng)

　　含油污水與含油雨水分開(kāi),含油污水主要來(lái)自裝置的油水分離器排水、裝置及單元含油容器的沖洗水,機(jī)泵填料函排水;油罐切水(不包括原油罐切水) 及洗罐水、化驗(yàn)室含油污水等。除原油罐區(qū)外的其它罐區(qū),含油污水均密閉重力流或經(jīng)泵加壓后排入污水處理場(chǎng);裝置及其他單元的含油污水經(jīng)含油污水提升泵站加壓后,送往污水處理場(chǎng)。原油罐區(qū)的切水可根據(jù)水質(zhì)情況,壓力送往含鹽污水管道系統(tǒng)或含油污水管道系統(tǒng)。含堿污水、含鹽污水、含硫污水、廢油、有機(jī)溶劑不得直接排入含油污水管道。

　　4. 2. 3 含鹽污水管道系統(tǒng)

　　污水主要來(lái)自電脫鹽污水、油輪壓艙水。壓力、密閉全廠系統(tǒng)管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)。

　　4. 2. 4 含硫污水管道系統(tǒng)

　　含硫污水汽提后未回用的含硫污水,壓力、密閉全廠系統(tǒng)管架敷設(shè)送往污水處理場(chǎng)。

　　4. 2. 5 生產(chǎn)廢水管道系統(tǒng)

　　廢水來(lái)自水處理站含酸廢水中和后的排水,循環(huán)水場(chǎng)達(dá)標(biāo)排放的廢水,給水及消防加壓泵站儲(chǔ)水罐溢流、放空水,排往清凈雨水管道。

　　4. 2. 6 生活污水管道系統(tǒng)

　　來(lái)自廁所、食堂、浴室、辦公樓、化驗(yàn)樓的生活

　　污水,經(jīng)泵加壓后排往污水處理場(chǎng)的生化池。

　　4. 2. 7 清凈雨水管道系統(tǒng)

　　廠前區(qū)雨水,裝置區(qū)未被油品污染的雨水排入此系統(tǒng),經(jīng)監(jiān)控后排出廠外。

　　4. 2. 8 含油雨水管道

　　原油罐區(qū)浮頂罐頂?shù)暮陀晁把b置的含油雨水匯集到含油雨水池,經(jīng)泵提升后,壓力送往污水處理場(chǎng)含油雨水調(diào)節(jié)罐。

　　4. 2. 9 再生水管道系統(tǒng)

　　含油污水、含油雨水經(jīng)處理后成為再生水,可回用于循環(huán)水場(chǎng),各罐區(qū)的洗罐、試壓、各裝置的沖洗地面及開(kāi)停工用水,綠化用水、洗車(chē)用水、焦化冷切焦水補(bǔ)充水等。

　　4. 2. 10 排放污水管道系統(tǒng)

　　含鹽污水處理達(dá)標(biāo)后,經(jīng)廠外排水管道排放。污油管道、蒸汽管道、凝結(jié)水管道、壓縮空氣管道、藥劑管道等根據(jù)單元的需要再行設(shè)置。

　　5 其它節(jié)水措施

　　5. 1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)要嚴(yán)格閉路,在設(shè)計(jì)時(shí)各用水裝置不設(shè)排放、補(bǔ)水口,不得與其它水管道之間加連通。各裝置的生產(chǎn)給水及循環(huán)冷熱水要設(shè)有流量、壓力和溫度測(cè)量設(shè)施;循環(huán)水場(chǎng)的回用污水、旁濾水管、補(bǔ)充水管設(shè)有計(jì)量設(shè)施,統(tǒng)一納入DCS 管理;為了便于日常水質(zhì)監(jiān)測(cè)及物料向循環(huán)水系統(tǒng)泄漏后查漏工作,在循環(huán)水場(chǎng)總回水、回用污水、濾前和濾后水、循環(huán)水排污、主要煉油裝置循環(huán)冷熱水總管要設(shè)有取樣管。循環(huán)冷水在裝置內(nèi)的水頭損失不大于0. 15～0. 2 Mpa 。在用生產(chǎn)給水作為循環(huán)水補(bǔ)充水時(shí),循環(huán)水的濃縮倍數(shù)K = 4～5 ;在用回用污水作為循環(huán)水補(bǔ)充水時(shí),循環(huán)水的濃縮倍數(shù)可根據(jù)回用污水的水質(zhì)情況而定。回用循環(huán)水系統(tǒng)的污水水質(zhì)要嚴(yán)格按照《中國(guó)石油化工集團(tuán)公司及股份公司工業(yè)水管理制度》中的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　5. 2 管材的選用

　　每年各煉油廠給排水管網(wǎng)的滲漏量以及由于滲漏而造成環(huán)境的污染是非?？捎^的,所以管材的選用是節(jié)水、環(huán)保的另一重點(diǎn)。近年來(lái),在新煉油廠設(shè)計(jì)中,特別是沿海的大型煉油廠的給排水管道系統(tǒng)采用的管材如下:

　　(1) 循環(huán)水、消防水、生產(chǎn)給水、含油污水支管、輕油裝置內(nèi)重力流的含油污水干管、提升后的壓力含油污水管、油罐區(qū)含油污水干管,均采用鋼管。

　　(2) 再生水管、裝置、罐區(qū)的重力流含油雨水管、提升后的含油雨水管、生產(chǎn)廢水管、污水處理場(chǎng)的外排污水管道均采用玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂夾砂管。

　　(3) 廠界內(nèi)道路下敷設(shè)的清凈雨水管道采用承插口鋼筋混凝土管( II 級(jí)管) 外,非道路下敷設(shè)的清凈雨水管道采用大口徑PVC - U 硬聚氯乙烯纏繞管。

　　(4) 重油裝置內(nèi)的含油污水干管井與井之間采用連續(xù)鑄鐵管。

　　(5) 生產(chǎn)給水管道除室內(nèi)部分采用鍍鋅焊接鋼管外,其余均采用焊接鋼管。

　　(6) 廁所排水管采用PVC- U 硬聚氯乙烯管。

　　(7) 污油、蒸汽、凝結(jié)水、壓縮空氣管道采用輸送流體用無(wú)縫鋼管。

　　(8) 藥劑管道采用硬聚氯乙烯管材( 1. 6MPa) ,輸送介質(zhì)氯離子含量較低的可采用輸送流體用不銹鋼無(wú)縫鋼管。

　　(9) 液氯管道采用硬聚氯乙烯管材(1. 6 MPa) 。

　　6 對(duì)裝置工藝節(jié)水的要求

　　(1) 優(yōu)化換熱流程,盡量采用熱進(jìn)料,以減少冷卻水用量。

　　(2) 盡量采用空冷,節(jié)約冷卻水用量。

　　(3) 機(jī)泵輸送介質(zhì)溫度≤150 ℃時(shí),機(jī)泵不接冷卻水點(diǎn)。

　　(4) 采樣冷卻器應(yīng)采用密閉式,給水為循環(huán)冷水,排水為壓力循環(huán)熱水。

　　(5) 廢熱鍋爐、蒸汽發(fā)生器的排污降溫池,給水為循環(huán)冷卻給水,排污降溫池上設(shè)加壓泵,排水提升后送入循環(huán)冷卻回水管道。

　　(6) 常減壓電脫鹽、催化富氣水洗水以及加氫裝置的高、低壓分離器前的注水均采用酸性水脫硫后的凈化水。

　　(7) 盡量減少生產(chǎn)給水服務(wù)點(diǎn),以減少生產(chǎn)給水用量。

　　(8) 凝結(jié)水盡量回收,以減少生產(chǎn)給水用量。

　　(9) 含油污水經(jīng)處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后,再生水可回用于循環(huán)水場(chǎng)、裝置沖洗地面、開(kāi)停工等。

　　7 從設(shè)計(jì)開(kāi)始做好節(jié)水

　　節(jié)水減排是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,要求在全行業(yè)內(nèi)樹(shù)立節(jié)水的意識(shí)。要實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排,設(shè)計(jì)是源頭,要吸取國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況,使二十一世紀(jì)的煉油廠的單排、單耗達(dá)到先進(jìn)水平。