随着老装置的淘汰及新项目的投运，兖矿鲁南化工有限公司（简称鲁化）东厂区锅炉系统热水供需出现不平衡，造成热水相对过剩、除盐水供不应求的被动局面。通过改造，锅炉系统热水供需得到平衡，同时又减少了除盐水用量。
1.改造背景
随着鲁化聚甲醛装置的试车，蒸汽冷凝液、预热除盐水等热水供需形成局部不平衡的现象，造成部分热水现场排放。鲁化除盐水系统有2套管网，即一级除盐水（SiO2含量≤100 μg/L）及二级除盐水（SiO2含量≤20 μg/L）管网，热水来自各蒸汽换热器蒸汽换热后形成的冷凝液、汽轮机凝结水及净化系统除盐水加热器除盐水回水（又称预热除盐水）。鲁化热电界区水平衡情况如下。
（1）去热电界区热水：净化Ⅱ预热除盐水50 t/h；净化Ⅲ预热除盐水60 t/h；热电Ⅰ回水（冷渣机、风机、分析取样）110 t/h；热电Ⅱ回水（冷渣机、风机、分析取样）70 t/h；热电Ⅲ回水（冷渣机、汽机轴封冷却器）110 t/h；空分冷凝液130 t/h；醋酐冷凝液50 t/h。合计580 t/h。
（2）热电界区外供锅炉水：锅炉界区385 t/h；合成Ⅲ界区25 t/h；合成Ⅳ界区35 t/h；硫回收界区10 t/h；气化界区35 t/h；醋酐界区5 t/h；聚甲醛界区20 t/h；净化Ⅲ界区5 t/h。合计520 t/h。
由上述数据可以看出，正常情况下，热电锅炉水系统富余60 m3/h热水。经分析，造成热水过剩或不平衡的主要原因为，净化系统预热除盐水的用量较大，远远超出蒸汽冷凝液的损失量，其界区废热锅炉只能回用约1/3，其余部分全部送至热电界区。
而锅炉系统预热除盐水主要为冷渣机、风机及汽机轴封冷却器换热用，锅炉系统冷渣机、汽机轴封冷却器等换热设备由于热介质温度高（均在100 ℃以上），或者说冷却水的接触温度高，必须使用除盐水进行冷却，因为其他常见的冷却水如新鲜水、循环水在该接触温度下结垢倾向很严重，换热器易结垢堵塞，既影响换热效果，又影响换热器列管流通面积及使用寿命。
换热器工艺介质接触温度较高的，不宜用新鲜水或循环水冷却，需用除盐水冷却。硬度适中的新鲜水在达到40 ℃时就有明显结垢倾向，一般接触温度超过60 ℃，持续接触时间超过2 h，水中的碳酸钙、碳酸镁开始由游离状态沉淀为晶石状态（俗称结垢）。鲁化新鲜水硬度较高，其接触温度不能超过50 ℃；循环水因添加了阻垢剂，其接触温度可以适当放宽，但也不能超过65 ℃。
鲁化热电系统新鲜除盐水用量受回用热水量（预热除盐水、蒸汽冷凝液）的制约，锅炉系统热水供需出现不平衡，严重影响冷渣机、风机等正常运行。为此，计划将锅炉系统部分设备由预热除盐水（主要供冷渣机、风机及汽机轴封冷却器换热用）直接冷却改为由循环水间接冷却。
2.改造内容
密闭循环水系统新增1台换热器（又称密闭循环水冷却器，其作用是将冷渣机、风机等设备内工艺介质的热量由闭式循环的除盐水传递给循环水）、3台循环水泵（给闭式循环水冷却器的除盐水加压）、1台除盐水箱（中间水箱）。通过3台循环水泵（二开一备）将中间水箱内的除盐水送至密闭循环水系统进行冷却后送往界区冷渣机、风机等换热设备，利用密闭的循环水冷却后的密闭循环除盐水对冷渣机、风机等进行冷却；换热后温度较高的除盐水再回流到中间水箱，密闭循环水冷却器用的循环水就近引自生产系统循环水管网。
改造后，冷渣机、风机冷却水（闭式循环的除盐水）与锅炉水系统的除盐水实现了物理隔离，减少了60 t/h的除盐水浪费，以除盐水价格3.5元/t、年运行8000 h计算，年可实现经济效益60×3.5×8000÷10000＝168万元。
3.结语
本次改造形成了独立的密闭循环水冷却系统，接触需换热工艺介质的仍为除盐水，保留了除盐水冷却的方式，满足了锅炉系统的用水要求，除盐水作为热交换的传递介质，将热量导出，由循环水进行有效冷却，实现了循环水的间接冷却，如此一来，扩充并优化了除盐水用水结构，将原来粗放式的直接冷却、直排式冷却升级为闭式循环冷却，同时改善了换热器冷却用水的结构，减少了新鲜除盐水的用量，进一步降低了生产成本。
鲁化热电系统所有冷渣机冷却水改为循环水间接冷却后，减轻了除盐水系统的负荷，解决了东厂区预热除盐水和蒸汽冷凝液的外排问题，实现了煤化工装置用除盐水由热电系统向化工系统的转移，同时保证了全厂生产系统的稳定运行和热电锅炉的稳定运行。
（兖矿鲁南化工 周清）