冷凝水系统完善可研.docx
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冷凝水系统完善可研
1概况
1.1项目及建设单位基本情况
1.1.1项目基本情况
1.1.1.1项目名称
兰州石化公司助剂厂节能节水措施
1.1.1.2项目建设性质
本项目为改扩建项目，经营体制为国营股份制企业。
1.1.1.3项目建设地点
兰州石化公司炼油厂区（东区）内。
1.1.2项目建设单位基本情况
1.1.2.1建设单位全称、性质及负责人
建设单位全称:
中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司
企业性质:
国有股份制企业
建设单位行政负责人：
玄昌伟
1.1.2.2建设单位概况
兰州石化公司是由原兰州炼油化工总厂和兰州化学工业公司经过多次重组改制后组成的炼化一体化企业，是目前中国西部最大的炼油化工企业，目前公司总资产290亿元，拥有在职员工近5万人。
兰州炼油厂和兰州化学工业公司是“一五”计划时期建成的两家国有大型石油化工企业，1998年从原中国石化总公司划归中国石油天然气集团公司，1999年分别进行了主辅业分离改制，其核心业务重组成为中国石油天然气股份有限公司的地区分公司。
2000年10月10日，根据中国石油天然气股份公司的发展要求，由兰州炼化公司（原兰州炼油化工总厂核心业务）和兰州石化公司（原兰州化学工业公司核心业务）重新整合，组建为中国石油兰州石化分公司，隶属中国石油天然气股份有限公司。
2005年5月原“两兰”未上市部分合并成立了中国石油兰州石油化工公司。
2007年6月由原上市公司和兰州石油化工公司合并组建成为新的中国石油兰州石化公司。
公司地处甘肃省省会城市——兰州。
公司集炼油、化工和化肥生产为一体，具有雄厚的生产和科研开发实力。
进入新世纪以后，中国石油天然气集团公司和中国石油天然气股份公司做出战略性部署，将兰州石化公司建成西部最大石油化工生产基地。
2003年以来新建的500万吨/年常减压装置、300万吨/年重油催化装置、70万吨/年大乙烯及聚烯烃工程已相继建成，并实现一次开车成功，标志着千万吨级炼油基地在兰州石化公司已正式建成。
与此同时与炼化业务配套的大型芳烃及橡胶装置正在紧锣密鼓的建设中。
这些项目的建设，必将增加产品品种，改善产品品质，提高特色产品的技术含量，显著增强兰州石化公司的技术实力和市场竞争能力，提高企业的综合效益；并可最大限度地发挥炼油化工一体化优势，提高企业经济效益和核心竞争力，同时为促进西部地区石化工业的更大发展奠定坚实的基础。
经过“十五”期间的进一步扩建和改造，兰州石化公司炼油业务原油配套加工能力将达到1050万吨/年，二次加工能力主要有440万吨/年催化裂化、120万吨/年延迟焦化、120万吨/年催化柴油加氢、40万吨/年航空煤油加氢、60万吨/年焦化汽柴油加氢、60万吨/年连续重整-40万吨/年芳烃抽提、40万吨/年润滑油基础油、12万吨/年硫酸法烷基化、8万吨/年MTBE、64万吨/年气体分离等。
化工生产能力主要有70万吨/年乙烯裂解、120万吨/年合成树脂（其中67万吨/年聚乙烯、41万吨/年聚丙烯）、7.5万吨/年合成橡胶、30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素、15万吨/年浓硝酸及5万吨/年裂化催化剂等，已经成为中国西部最大的炼油化工生产基地。
1.2编制依据及原则
1.2.1编制依据
1.2.1.1兰州石化公司规划处提供的《中国石油兰州石化公司助剂厂节能节水措施》可行性研究报告设计任务委托书（2008年8月）。
1.2.1.2兰州石化公司技术处提供的《中国石油兰州石化公司动力厂冷凝水系统改造完善工程》资料（2008年1月）。
1.2.1.3兰州石化公司规划处提供的《兰州石化公司润滑脂厂润滑脂车间冷凝水系统完善》（2008年9月）。
1.2.1.4中国石油天然气股份有限公司《炼油化工建设项目可行性研究报告编制规定》中油计字[2002]第234号。
1.2.1.5中国石油天然气股份有限公司《石油建设工程项目可行性研究投资估算办法》中油计字[2000]第131号。
1.2.2编制原则
1.2.2.1严格执行国家、地方和行业的标准、规范,遵守现行的有关政策和法规，坚持设计的科学性。
1.2.2.2充分依托兰州石化公司现有公用工程及辅助设施、尽可能节省投资。
1.2.2.3利用现已有建设区域场地，合理布置工艺设备，节约用地。
1.2.2.4严格执行国家有关环境保护，职业安全及工业卫生有关规定，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生与工程同步规划、同步实施、同步发展；避免环境污染，保证安全生产。
1.2.2.5积极采用新工艺、新技术，降低能耗；
1.2.2.6装置优先采用国内先进而且可靠成熟的技术。
1.2.2.7贯彻中国石油天然气集团公司HSE项目建设模式，强化安全意识，优化设计方案。
1.3研究范围
1.3.1研究范围
本项目包括两个单体部分，分别为动力厂冷凝水系统改造完善、润滑脂装置冷凝水系统完善。
其各单体研究范围如下：
1.3.1.1动力厂冷凝水系统改造完善部分
研究范围包括：
1）沿5#路将2#至8#路段旧有DN200/DN150冷凝水系统管线更新改造；
2）沿3#路段从2#至14#路新铺设一条DN150冷凝水系统管线，并将新铺DN150冷凝水管线与旧有DN200/DN150冷凝水系统管线在3#/12#路东侧、2#/5#路北侧相碰接；
3）根据现场实际情况，新增冷凝水单、双联疏水加压装置21套及完善相应的回收系统配套设施。
其21套单、双联疏水加压装置位置具体情况见附图2008155A-01/厂所示，流程图见2008155A-02～08/厂所示。
1.3.1.2润滑脂装置冷凝水系统完善部分
研究范围包括：
1）将润滑脂车间皂基脂装置8个基础油储罐由主蒸汽加热改成乏汽加热，同时将8个基础油储罐冷凝水出口管线及换热器E-3冷凝水出口管线由直接排放改造为系统回收利用，并新铺设一条DN80冷凝水回收管线与原DN80冷凝水主线碰接。
2）将烃基脂装置所有伴热线改为乏汽伴热，同时将烃基脂装置厂房用的主蒸汽管线与乏汽线相连接，同时设置控制阀门，并在管架上碰接处设置梯子平台。
3）将润滑脂车间冷凝水总管线在42/2罐区南侧新铺DN80管线至与55罐区东南角系统冷凝水管线碰接。
1.3.2建设内容
主要建设内容见表1.3-1。
表1.3-1主要建设内容
序号
主项名称
建设
规模
备注
一
动力厂冷凝水系统改造完善部分
1
冷凝水疏水加压装置
21套
1.1
双联自动疏水泵HPT30S
11套
分别设置在3#或5#及冷凝水泵房处
1.2
单联自动疏水泵HPT30D
10套
分别设置在3#或5#及冷凝水泵房处
2
计量仪表
25套
其中：
蒸汽仪表12套
冷凝水仪表13套
3
设备
3.1
汽水分离器
12台
分别设置在3#或5#北侧冷凝水泵房处
4
无缝钢管（DN300、DN250、DN200、DN150、DN100、DN80、DN50、DN40DN25）
8820米
5
复合硅酸盐（δ=40mm）
350m3
二
润滑脂装置冷凝水系统完善
1
设备
1.1
疏水器
9套
设置在八个罐及换热器冷凝水出口上
2
无缝钢管（DN80、DN50、DN25）
350米
3
复合硅酸盐（δ=40mm）
5m3
1.4项目背景及建设理由
中国石油兰州石化公司是国有特大型骨干企业，多年来为国民经济的发展及国防建设做出了巨大的贡献。
随着国家对环境保护和节能节水的日趋重视，对石油化工企业的要求也越来越高。
兰州石化公司为响应中国石油天然气集团公司的节水、减污要求，对不同性质的废水积极进行治理和回用。
目前兰州石化公司东区炼油装置、化工装置、储运系统、动力系统等冷凝水回收系统有许多不完善、不健全的地方。
一些装置、罐区、排凝系统蒸汽冷凝水长期排放。
而系统冷凝水主要来自中、低压蒸汽系统、乏汽系统及回收排凝站冷凝水。
全厂区（东区）约达60t/h（最小量为29t/h）的冷凝水排放掉，造成了很大的浪费和环境污染。
其中润滑脂厂润滑脂车间有烃基脂、皂基脂两套生产装置，均为间断生产，目前罐区蒸汽冷凝水全部直接排放掉，没有接入兰州石化公司冷凝水系统。
全装置约有6t/h（夏季为5t/h）的冷凝水排放，也造成了很大的水资源浪费。
由于高温冷凝水的水质较好，属高价值的水资源，所以直接排放掉对水资源来说是一种浪费。
因此对高温冷凝水经系统回收至除油除铁装置处理达标后再次利用，将冷凝水作为中低压锅炉用水、软化水补充用水等，不但节约了水资源，提高了经济效益，同时也减少了环境污染。
因此，很有必要对兰州石化公司东区炼油装置、化工装置、储运系统、动力系统及润滑脂车间等冷凝水回收系统进行改造、完善。
1.5主要研究结论
1.5.1主要研究结论
1.5.1.1动力厂冷凝水系统改造完善部分
冷凝水系统经过改造完善后，约达60t/h的蒸汽冷凝水被回收利用。
年回收冷凝水量约24万吨。
通过增加蒸汽和冷凝水的计量仪表，对全公司蒸汽用量和冷凝水量有了准确的数据，将有利于全公司节能计划的实施。
1.5.1.2润滑脂装置冷凝水系统完善部分
润滑脂装置冷凝水系统经过改造完善后，有约6t/h以上的高温蒸汽冷凝水被回收利用。
年回收冷凝水量约420吨。
因此本项目在公司节水节能的任务和目标上发挥着举足轻重的作用，它的社会效益和环境效益不可估量。
本项目在技术上、经济上都是可行的。
1.5.2公用工程和建设条件落实
1.5.2.1动力厂冷凝水系统改造完善部分
冷凝水自动疏水加压装置所利用的蒸汽源可就近从蒸汽系统接入，仪表所需要的电源可由电池供给或DCS供给；新增管道可利用原有管架敷设，部分新建管墩敷设；新增仪表可在原有系统上接入。
1.5.2.2润滑脂装置冷凝水系统完善部分
本部分为在原有润滑脂装置冷凝水系统基础上进行改造，依托旧有设施，无公用工程条件。
新增仪表可接入原控制系统。
1.5.3主要技术经济指标
主要经济技术指标见下表1.5-1。
表1.5-1主要经济技术指标表
序号
指标名称
数值及单位
备注
1
设计规模
A、冷凝水回收量约24万吨/年
B、冷凝水回收量约420吨/年
2
消耗指标：
低压蒸汽
192Kg/h（最大量）
3
装置占地
42.57m2
21套疏水装置占地
4
三废排放
废水
废气
废渣
无
少量（排入乏汽系统管网）
无
5
工艺设备总台数
冷凝水系统改造部分
润滑脂装置完善部分
33套
9套
见表1.3-1
6
工程建设总投资
工程费用
958.52万元
796.48万元
1.5.4存在的问题及建议
1.5.4.1本项目实施后，21套单双联自动疏水加压装置（泵）产生的二次乏汽量很少，而兰州石化公司低温余热项目投运后产生的乏汽量很大，相比较，本项目产生的乏汽量特别少，相应的对乏汽系统的压力影响也很小。
本项目中不再考虑乏汽系统压力的平衡情况。
1.5.4.2本项目实施后，其自动疏水加压装置（泵）主要回收中、低压蒸汽系统及乏汽冷凝水及回收排凝站冷凝水，但有些装置、罐区、排凝系统蒸汽冷凝水存在含油量大的现象，因此疏水加压泵技术厂家提出会影响到自动疏水加压装置（泵）的正常运行。
建议使用方应结合生产实际和突发情况，对系统冷凝水进疏水泵前进行在线检测或技术厂家配套提供疏水泵入口除油除渣过滤器，以确保设备长期正常运行。
同时建议使用方应对疏水泵进行定期的检修和维护清洗，以防止油量在泵体内积聚堵塞。
2建设规模、建设规模确定的原则及总工艺流程
2.1建设规模
2.1.1项目建设的规模
《中国石油兰州石化公司助剂厂节能节水措施》包括以下两个单体部分。
2.1.1.1动力厂冷凝水系统改造完善部分
1）通过现场考察和结合动力厂的实际情况，系统回收冷凝水最大量约60t/h。
冷凝水收集平衡水量见图1所示。
2）根据实际情况，需要在3#路、5#路及冷凝水泵房处等不同地点设置21套自动疏水加压装置，同时新增系统计量仪表25套，新建及更新管道约8820米。
2.1.1.2润滑脂装置冷凝水系统完善部分
系统回收冷凝水总量大约6t/h（冬季），根据实际情况，需要在润滑脂车间皂基脂装置8个基础油储罐冷凝水出口管线及换热器E-3冷凝水出口管线上共设置9套疏水器，增加及更新管道约350米。
2.2建设规模确定的原则
本项目“动力厂冷凝水系统改造完善”部分和“润滑脂装置冷凝水系统完善”部分建设规模的确定主要遵循以下几个原则：
1）根据现有动力厂冷凝水系统及润滑脂车间冷凝水的排放情况，本着节约投资原则，充分利用旧有设备、管线，仅对项目中不足部分进行改造、更新。
2）项目中新上设备立足国内采购。
采用技术可靠、性能稳定耐用的自动疏水加压设备和疏水器。
3）采用国内先进、成熟的自动疏水加压工艺技术。
4）在自控设备的选型上尽量选择安全、可靠、易维护的设备。
2.3总工艺流程简述
沿3#马路北侧（自2#路至14#路）新铺设一条DN150冷凝水系统管线，在原有的冷凝水系统的各个排放点设冷凝自动疏水加压装置（泵），将回收的冷凝水接入自动疏水加压装置（泵），出水管接到新增的DN150冷凝水管上。
将新增DN150冷凝水管与原有DN150（DN200）冷凝水系统连接，同时润滑脂车间冷凝水系统管线接入兰州石化公司冷凝水系统管网（接入地点在55罐区东南侧），再后将系统回收的冷凝水输送至冷凝水除油除铁装置进行净化处理后回用。
冷凝水经过除油除铁装置处理净化后的分别回用到中、低压锅炉、软化用水等。
工艺流程图见附图2008155A-01/厂。
3工艺装置技术及设备方案
3.1工艺技术选择
“动力厂冷凝水系统改造完善”部分由于冷凝水排放点均在系统管网上，距电源较远，因此冷凝水提升泵选用以蒸汽为动力的自动疏水加压泵。
计量仪表也选用了以电池为电源或使用DCS供电的二线制仪表。
3.2工艺概述、流程及消耗定额
3.2.1冷凝水系统改造完善流程简图
3.2.2工艺流程说明
沿3#马路北侧（2#路至14#路）新铺设一条DN150冷凝水管线，在原有的低压蒸汽冷凝水系统及乏汽系统的各个排放点设冷凝自动疏水加压装置（泵），将回收的冷凝水接入自动疏水加压装置（泵），出水管接到新增的DN150冷凝水系统回收总管上。
在5#马路北侧（2#路至8#路）将冷凝水管线更新，并将新增DN150冷凝水管与原有DN150（DN200）冷凝水系统连接，同时也将原有的中、低压蒸汽冷凝水系统及乏汽系统的各个排放点设冷凝自动疏水加压装置（泵），将回收的冷凝水接入自动疏水加压装置（泵），出水管接到更新或旧有的DN150（DN200）冷凝水系统回收总管上。
润滑脂车间冷凝水系统管线接入兰州石化公司冷凝水系统管网（接入地点在55罐区东南侧），将系统回收的冷凝水输送至冷凝水除油除铁装置进行净化处理后回用。
冷凝水经过除油除铁装置处理净化后的分别回用到中低压锅炉、软化用水等。
工艺流程见附图2008155A-01/厂。
3.2.3消耗定额
本项目公用工程消耗主要为“动力厂冷凝水系统改造完善”部分中自动疏水加压装置（泵）消耗的动力蒸汽。
蒸汽用量非常少。
具体用量见下表3.2-1。
表3.2-1蒸汽用量表
序号
名称
单位
消耗定额
来源、用途
1
低压蒸汽
kg/h
192
系统蒸汽；作为动力蒸汽
3.2.4工艺安装方案
3.2.4.1设备布置方案
1）在设备布置原则方面严格遵循国家颁布的有关规范、规定及标准规程，确保生产及人身安全。
2）设备布置要满足工艺要求，做到工艺流程顺畅、管线连接较短。
3）占地合理利用，设备集中布置，节约投资、方便管理；同时工艺设备的布置应符合安装和使用要求，方便操作管理。
4）自动输送加压装置（泵）布置在马路边系统管架旁或管架下，并成撬布置。
3.2.4.2工艺安装方案
1）“动力厂冷凝水系统改造完善”部分主要内容为新建21套自动输送加压装置（泵）及配套管线安装，无拆除内容；
2）“润滑脂装置冷凝水系统完善”部分的主要内容为项目的配套管线及疏水器安装，其拆除内容为将润滑脂车间八个基础油储罐冷凝水出口20米管线及4个DN20闸阀拆除。
3）工艺管线安装尽可能利用原有管架或管墩等敷设，以节约投资。
4）对于热力管线，应充分考虑保温和热力补偿措施。
5）工艺管线在管架或高处敷设时，如有阀门等，为了便于检修及操作，应设置梯子平台。
3.2.5设计中采用的主要标准和规范
《石油化工企业设计防火规范》（1999年版）GB50160-92
《石油化工管道布置设计通则》SH3012-2000
《石油化工设备和管道隔热设计规范》SH3010-2000
《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059-2001
《石油化工管道柔性设计规范》SH3041-2002
《石油化工工艺装置管径选择导则》SH3035-1991
《室外排水设计规范》GB50014-2006
《石油化工工艺装置设备布置设计通则》SH3011-2000
《石油化工环境保护设计规范》SH3024-1995
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
《石油化工给排水管道设计规范》SH3034-1999
《石油化工给排水管道工程施工及验收规范》SH3533-2003
《化工企业爆炸和火灾环境电力设计规范》GB50058-92
3.3工艺设备技术方案
3.3.1概述
本工程中“动力厂冷凝水系统改造完善”部分根据现场实际情况，主要共新增冷凝水自动疏水加压设备21套、汽水分离器12台，计量仪表25套，无缝钢管约3500米。
“润滑脂装置冷凝水系统完善”部分根据工艺要求，主要共新增疏水器9套，无缝钢管约50米。
3.3.2设备汇总
主要设备汇总表见下表3.3-1。
表3.3-1主要设备汇总表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
一
动力厂冷凝水系统改造完善
1.1
冷凝水提升加压装置
单联压力疏水泵
HPT30D
套
10
成套定货
双联压力疏水泵
HPT30S
套
11
成套定货
1.2
汽水分离器
台
12
成套定货
1.3
计量仪表
阿纽巴流量计
DN100，PN3.0～3.8，温度300～450℃，2.36～3.93t/h
套
2
介质为中压
蒸汽
阿纽巴流量计
DN100，PN0.8～1.3，温度200～300℃，2.88～4.8t/h
套
2
介质为低压
蒸汽
阿纽巴流量计
DN80，PN0.8～1.3，温度200～300℃，2.67～4.46t/h
套
8
介质为低压
蒸汽
涡街流量计
DN150，PN0.3～0.6，温度90～100℃，5～30t/h
套
1
介质为冷凝水
涡街流量计
DN80，PN0.3～0.6，温度90～100℃，3～5t/h
套
12
介质为冷凝水
二
润滑脂装置冷凝水完善
2.1
设备
疏水器
DN50PN1.6
套
4
成套定货
DN25PN1.6
套
5
成套定货
3.4工艺装置“三废”排放
3.4.1废水
本项目各装置部分在正常运行过程中无废水产生。
只是装置在检修时才会产生部分废水，水量非常少。
可就近排入生产污水系统。
3.4.2废气
本项目“动力厂冷凝水系统改造完善部分”自动疏水加压装置排放的少量二次乏汽排入乏汽系统管网回收。
“润滑脂装置冷凝水系统完善”部分在正常运行过程中无废气产生。
3.4.3废渣
本项目各装置部分在正常运行过程中无废渣产生。
3.5占地、建筑面积及定员
3.5.1装置占地、建筑面积
本项目中“动力厂冷凝水系统改造完善部分”每套双联疏水加压装置（泵）占地2.77m2，每套单联疏水加压装置（泵）占地为1.21m2。
21套疏水加压装置（泵）共占地42.57m2。
“润滑脂装置冷凝水系统完善部分”是在原有润滑脂车间装置冷凝水系统的基础上进行改造完善，因此无需新增占地。
3.5.2装置定员
“动力厂冷凝水系统改造完善”部分自动疏水加压装置无需专门的操作人员，由兰州石化公司动力厂指定负责人定期巡视即可。
“润滑脂装置冷凝水系统完善”部分定员由兰州石化公司润滑脂厂负责统一安排，不需新增人员。
3.6工艺及设备风险分析
3.6.1工艺技术风险
“动力厂冷凝水系统改造完善”部分采用单、双联自动疏水加压装置（泵）的技术为国内自主研发技术，该技术先进、成熟，目前已经在各石油化工企业得到了广泛的运用，无工艺技术风险。
3.6.2设备风险
“动力厂冷凝水系统改造完善”部分装置采用的单、双联自动疏水加压泵为国内外可靠的设备，其核心疏水泵是将电动泵的工作原理与疏水阀相结合的一种凝结水加压装置。
凝结水的收集和提升是自驱式、无电动机，只要在凝结水自动泵的蒸汽管路系统中通入少量的蒸汽（或压缩空气），即可连续工作，因此也称为凝结水自动输送泵。
该设备结构简单，即能加压，又能兼作疏水阀，管理方便，经济效益显著，设备可靠、亦无风险。
4自动控制
4.1设计依据
4.1.1《兰州石化公司石油化工建设项目建议书》；
4.1.2《北京建工金源环保发展有限公司动力厂凝结水系统改造完善工程》；
4.2系统现状
由于冷凝水处理能力增加，冷凝水系统管线计量仪表需相应改造。
4.3自控方案
冷凝水系统管线计量仪表相应改造为满足工艺条件的涡街流量计和阿纽巴蒸汽流量计。
4.4自动化水平
由于冷凝水排放点均距电源较远，计量仪表选用以电池为电源或使用DCS供电的二线制仪表。
本装置将对各仪表的数据进行测量和记录，并远传到冷凝水泵房原有的DCS上及3#和4#计量站上。
本装置无设备进行自动控制。
4.5仪表选型
4.5.1仪表选型必须安全可靠﹑技术先进﹑经济合理。
现场仪表选型应满足工艺过程温度﹑压力等级及所处环境防护等级的要求,并应具有高可靠性及稳定性。
远传信号的检测仪表全部采用电动仪表,并尽可能选用高精度﹑高可靠性的智能型仪表。
4.5.2流量仪表
4.5.2.1冷凝水计量仪表选用涡街流量计。
4.5.2.2蒸汽计量仪表选用阿纽巴蒸汽流量计。
4.6控制室
仪表信号远传到冷凝水泵房原有的DCS上及3#和4#计量站上，控制室利旧。
4.7设计采用的标准和规范
《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》GB2625-1981
《石油化工企业自动化仪表选型设计规范》SH3005-1999
《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》SH3006-1999
《石油化工仪表接地设计规范》SH/T3081-2003
《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2003
《石油化工企业仪表供气设计规范》SH3020-2001
4.8仪表供电
仪表供电采用电池供电或依托原有DCS供电。
4.9仪表的防护
4.9.1仪表的防护
4.9.1.1根据本装置的介质特点及爆炸危险场所的级别和组别划分，所有仪表设备均选用防爆产品。
4.9.1.2仪表的防腐主要是根据工艺介质的性质及操作条件选用相应的材料。
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