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【技术分享】凝结水回收对水平衡的影响分析
摘要：凝结水回收装置的投用，凝结水回用量达到了30吨/小时，减少了除氧水站除盐水补充量。中水回用外供除盐水负荷大幅降低。综合对比中水回用装置与原除盐水装置的新鲜水利用率，使用原除盐水装置产水经济效益更佳。凝结水回收补充除盐水对全厂用水系统水平衡有较大影响。
关键词：凝结水；中水回用；循环水
引言
凝结水回收装置未调试投用前，各生产装置凝结水汇集后经热媒水系统补充至循环水系统。凝结水回收装置投用后，凝结水部分经过深度处理后补充至除氧水站除盐水箱。除氧水站补充除盐水量明显减少，中水回用外供除盐水负荷大幅降低。中水回用低负荷运行，双膜系统流速降低，不利于双膜系统长周期运行。同时综合对比中水回用装置与原除盐水装置的新鲜水利用率，使用原除盐水装置产水经济效益更佳。
一、中水回用与原除盐水站收率对比
原除盐水站原水全部使用新鲜水，产水量45~48t/h满足装置用水需求，运行数据如表1所示。
表1 原除盐水运行数据表
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进水流量 |
产水流量 |
浓排水量 |
收水率 |
|
66t/h |
48t/h |
18t/h |
72.7% |
中水回用装置运行期间，为保证原水水质在设计指标之内，原水为新鲜水掺和中水。掺和后控制进水电导率在1700~1800μs/cm。中水电导率：3100~3500μs/cm，新鲜水电导率650~700μs/cm，可知中水回用原水新鲜水占比约为60%左右。由于中水回用装置运行期间，超滤膜及反渗透膜为防止堵塞必须定期反洗和冲洗，冲洗水量为产水流量的1.5~2倍，产水被自身消耗一部分，造成总体收水率较低。中水回用运行期间数据如表2所示。
表2 中水回用运行数据表
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总进水量 |
120~140t/h |
反渗透浓排 |
20~25t/h |
|
超滤产水 |
110~125t/h |
反渗透收水率 |
76% |
|
超滤浓排 |
7~10t/h |
总收率 |
65% |
|
反渗透产水 |
75~90t/h |
|
|
原除盐水系统新鲜水用量65~70t/h，中水回用新鲜水用量75~85t/h，中水回用新鲜水用量略大于原除盐水系统。综合考虑新鲜水使用量，在满足装置除盐水用量的前提下，使用原除盐水系统供给除盐水比较经济合理。
二、凝结水回收装置运行工况
凝结水回收单元调试投用后，产水指标合格。当前凝结水进水流量计显示不准确，通过投用前后中水回用外供除盐水量变化，可判断凝结水回收量已达35t/h。凝结水回收处理后水质如表3所示。
表3 凝结水水质
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含油量 |
＜1mg/L |
总硬度 |
≤3µmol/L |
|
含铁 |
≤50µg/L |
电导率 |
≤0.2µs/cm |
凝结水回收预处理需要降温，即与除盐水箱来的除盐水进行换热，除油除铁后再进入除盐水箱。但除氧水站除氧器运行负荷约30%左右，负荷较低，进除氧器除盐水量约为50~60t/h。当前凝结水进板式换热器前温度90~100℃，除盐水温度25℃，如凝结水全部回收，则进入凝结水精处理
工段的温度会超过60℃。且流程限制，随着凝结水回收量的提高，除盐水箱内温度也会上升，故凝结水回收需考虑热平衡状态。
凝结水回收阳床树脂为001×7树脂，混床树脂为001×7MB和201×7MB树脂，均为苯乙烯凝胶型树脂。苯乙烯系强酸树脂短时间可耐受120℃，苯乙烯系强碱树脂可耐受60℃。苯乙烯凝胶型树脂正常运行工况温度小于45℃为宜。尤其是阴离子树脂，如超过45℃，树脂降解速率大大增加，减少树脂使用寿命且影响体积交换容量等重要指标。故凝结水回收单元进精处理工段温度指标最高不超45℃，现运行温度已达44℃。
针对凝结水回收进树脂吸附器前温度过高，影响树脂吸附器运行稳定的问题。拟通过工艺技改措施，在凝结水进树脂吸附器前增加凝结水与循环水换热器，降低凝结水回收温度，达到凝结水全部回收利用的目的。
三、中水回用系统的充分利用
凝结水原流程为经热媒水系统补充至循环水系统，凝结水大部分回收作为除盐水使用后，循环水补充新鲜水用量大幅上升，目前循环水系统补水量900~1200吨/天。由于补水水源发生较大变化，循环水水质随之发生较大变化。主要体现在PH值上涨、浓缩倍数提高、碱度升高等。
现拟中水回用原水全部使用中水，自反渗透产水水箱补充至循环水系统，以降低新鲜水用量。
1) 中水回用全部使用清水池出水；
2) 加大超滤及反渗透浓排量，提高浓水侧流速，降低超滤膜及反渗透膜堵塞速率；
3) 反渗透产水掺和超滤产水补充至循环水，降低反渗透负荷；
4) 需增加离心泵增压至0.4MPa补水至循环水给水管线；
5) 超滤及反渗透一列进中水运行，产水补充循环水，另一列作为备用；
6) 中水硬度较高，约500mg/L（以碳酸钙计），循环水系统需投加硫酸。
总结
凝结水回收利用后，对循环水系统、中水回用系统、除氧水系统都有一定程度的影响。通过启用原除盐水装置，提高新鲜水使用率；完善中水回用运行方案，产水补充循环水等措施，可以进一步提高全厂用水效率，节省新鲜水使用量，达到更好的经济效益。
参考文献：《江苏苏青离子交换树脂设计指导手册》