天然气分公司天然气处理厂循环水回收利用工程设计方案一、概述依据2008年油田基本建设工程计划，拟对萨南动力站、南压浅冷战、南压深冷站、北Ⅰ－Ⅰ动力站、红压动力站及北压动力站的循环水场的工艺进行改造。
根据目前上述循环水场循环冷却水处理现状及存在的实际问题，工艺改造方面应新建循环水场补水过滤设备，循环水旁滤设备、自动加药设备、腐蚀结垢监测设备及冷却塔化冰设备。
工艺改造结束后，应重点在运行加药管理，水质监测及系统腐蚀结垢控制上下功夫。
切实解决目前循环水水质不良及水资源浪费的现状。
二、现状分析天然气公司拟改造循环水场基本情况如下表（表一）序号装置名称工艺类别投产日期设计规模设计补水量每小时用水量加药设施旁滤设备加药状况1 萨南动力站浅冷、深冷1986 1200m3/h 28.5 m3/h 28.5 m3/h 无运行每次50kg2 南压浅冷战浅冷1990 800 m3/h 9.31 m3/h 9.31 m3/h 无无每斑8kg3 南压深冷站深冷2006 400 m3/h 6.25 m3/h 6.25 m3/h 无无每斑8kg4 红压动力站浅冷2002 1966 m3/h 29 m3/h 29-50 m3/h 有停运不加药5 北压动力站浅冷1999 1000 m3/h 41.5 m3/h 20-60 m3/h 有停运不加药6 北Ⅰ－Ⅰ动力站浅冷2005 1000 m3/h 22.5 m3/h 22.5-120 m3/h 有停运加杀菌剂1、运行方式现状据调查，夏季水温偏高压缩机冷却系统冷却效果不好，经常使压缩机排气系统温度高报警至停机。
上述6个循环水场每年的5月1日至10月1日之间采用直流供水或补充大量新鲜水的运行方式，仅在每年10月至次年的5月间采用循环冷却的方式。
由于夏季补充水量大，最高时到达120T/h，比正常循环运行时补水量高出近5倍，因此设备改造应兼顾两种不同的补水量。
2、水源水质现状由于天然气公司油气初加工装置布置分散，所采用的水源尽不相同，目前已建循环水场来自9个水源，它们分别是杏二水源、红岗水源、八百响水源、南二水源、东水源、龙虎泡水源、新村水厂、大庆水库和喇水源。
另外，大庆地区供水管网大多数是相通的，除了固定水源以外还掺有其它水源的水，实际水质与固定水源是有差别的。
例如杏二水源与南水源的水质就有很大差别表二、杏二水源水质分析报告水源与水质调查(杏三、杏二水源) 补充水水质分析报告表二：项目浊度PNU钙mg/l硬度mmol/l氯离子mg/l碳酸根mg/lPH总铁mg/l数值28．3 55．9 3．96 108 1280 7．35 6．0 表三、南水源水质分析报告水源与水质调查(萨南、南水源) 补充水水质分析报告表三：项目浊度PNU钙mg/l 硬度mmol/l氯离子mg/l碳酸根mg/l PH总铁mg/l数值0．03 31．26 2．36 34 690 7．58 0．52 根据以上水质分析数据说明，不同循环水场的水质差别很大，采用同一种水质处理方法是不科学的，也是无效的。
3、循环水旁滤现状从表一可以看出，做为循环冷却水处理的重要设备——旁滤设备，有的水场配备了，有的水场没有配备。
同时经调查，各循环水场所配备的旁滤设备尽不相同，有石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维过滤器、叠片过滤器等。
少数旁滤设备能够实现全自动运行，大多数旁滤设备为手动运行，而且设备老化严重，设备内部构件腐蚀、滤料老化、阀门失灵等现象随处可见。
同时手动的旁滤设备在运行中很难实现定时反冲洗，大大影响了循环冷却水的旁滤效果，甚至有的设备形同虚设，另外旁滤设备的参差不齐，给生产管理和生产考核带来了一定的难度。
4、加药处理现状表一中所列的加药设备均为手动加药设备，手动加药设备的缺点就是只能加药却无法准确计量。
实际操作中，人工冲击加药的方式代替了设备加药。
人工冲击加药不但起不到阻垢、防腐的目的，而且浪费了水处理药剂，对环境也造成了一定的污染。
5、循环水补水、排污、浓缩倍数控制现状目前，天然气公司多数循环水场补水、排污没有设流量仪表，补水量、排污量没有进行科学、有效的控制，有的循环水场一直采用直流冷却的方式，也就是说其运行的循环冷却水浓缩倍数是1，至使循环冷却这一技术失去了其应有的意义，浪费了大量水资源，排污水的回收也成了生产中的一大难题。
6、系统结垢、腐蚀现状由于循环冷却水系统没有进行必要的水质稳定处理，设备泥砂沉积，结垢，腐蚀现象严重，具体举例如下：一大队：2002年杏三E502水冷器更换不锈钢管束，2004年水冷器上部全部被结垢堵死。
2004年红压浅冷后冷却器腐蚀穿孔，造成停产检修,天然气串至循环水系统中。
杏三循环水泵结垢严重，每半个月检修一次，硬垢用酸泡洗三至四天才能清除。
二大队：萨南循环水泵壳体及叶轮在每年检修期都发现结垢现象，并有点蚀。
循环水池底部污泥量较大，每年清扫大约四吨左右。
南六4L压缩机钢套及油冷却器结垢2～3mm，污泥携带量较大，换热器换热效率降低。
四大队：北压二套2D12压缩机机间冷却器结垢较厚，冷却效果差，压缩机出口温度已调到上线。
夏季只能用直流水来维持装置的正常运行。
六大队：中七联氨压缩机油冷却器在2003年6月2日由于温度过高造成连锁停机，检修发现冷却器回水管束95%已堵死，来水管束40%堵死。
7、水质监测现状循环冷却水运行过程中，应定时，定期地通过水质分析，仪器监测的方式准确判断水处理效果，判断水质结垢或腐蚀的倾向和趋势，不断调整水质处理的方式，确保循环水质稳定运行，以防止结垢，腐蚀现象的发生。
目前各循环水场所设的化验岗位多数没有起到应有的作用，化验仪器破损，化验试剂失效，化验数据不准，化验不及时等现象严重，有的循环水场虽然坚持水质化验，化验数据不知代表什么意义，起不到指导水质处理的作用。
另外，各循环水场未使用旁路结垢腐蚀监测仪，系统中设备的结垢和腐蚀不能直观判断，不能及早发现。
8、冷却塔冬季结冰现状由于大庆地区冬季气温低，在运行过程中所有的冷却塔均有不同程度的结冰现象，冷却塔的山板、风叶板、塔池表面等结成了厚厚的冰层，悬挂了很大的冰溜，严重时不但造成塔的损坏，同时结冰的产生，减少了运行循环水量，阻挡了循环水与外界空气的换热，造成了冬季循环水水温偏高的现象，影响了设备的换热效果。
三、解决循环水系统存在的问题的思路和方法解决循环冷却水系统腐蚀、结垢、泥砂沉积及补水，排污量过大的问题应从设备改造及严格的水质加药监督管理两个方面入手，设备改造包括以下几个方面：1、循环冷却水系统补水增设自清洗过滤器。
2、循环水旁滤增设盘式过滤器。
3、补充水增设电磁流量计，补充水加药采用全自动加药设备。
4、补水、循环水增设电导仪，即时检测循环水的浓缩倍数。
5、循环水系统增设腐蚀结垢监测仪。
6、冷却塔增设化冰设备。
严格的水质加药监督管理包括以下几个方面：1、对现有的循环冷却水系统中的设备进行除垢及防腐保护处理。
2、补充水量、排污量的控制，提高循环冷却水浓缩倍数。
3、对不同的循环水场进行不同的水处理药剂配方筛选。
4、循环冷却水连续稳定的加药处理。
5、对循环冷却水进行连续的水质监督管理。
循环冷却水系统改造后系统流程如图一:从改造后的循环水系统可以看出，循环水主要处理方式为去除水中悬浮物后进行连续稳定的加药处理，此方式是目前国内循环水处理的通用模式，其主要特点是水处理成本低，节水减排效果明显。
表四循环水加药处理与循环水补水除盐处理成本比较（以北Ⅰ－3循环水加药处理循环水补水除盐处理（电渗析）补充水量120T/h补充水量120T/h缓蚀剂使用浓度30ppm夏季运行150天夏季运行150天处理水量120×24×150＝432000吨处理水量120×24×150＝432000吨水利用率100％水利用率75％即324000吨总计加药量30ppm（0.03公斤）吨×432000吨＝127600公斤缓蚀阻垢剂单价13元/公斤制水成本1.5元/吨药剂总费用：13×129600＝168480元制水成本1.5×432000＝648000.00制水过程中排放浓水108000吨成本为 4.95×108000＝534600元制水总成本为1182600元表四仅以每年夏季运行150天计算便可以看出，以除盐水做为循环水补水浪费巨大，而循环水加药处理是最经济、实惠的有效途径。
（一）循环水系统设备改造根据GB90095《工业循环冷却水系统设计规范》要求，在去除循环水中悬浮物的基础上，对循环水进行连续稳定的加药处理（缓蚀阻垢、杀菌灭藻）、控制循环水的补水量、排污量、提高循环水的浓缩倍数，达到节约药剂、节水减排的目的。
1、循环冷却水系统补水增设自清洗过滤器由于夏季运行时，循环水系统补充水量大，有时高达120T/h，软化水或除盐水均不宜采用，以除盐水系统为例，产水量120 T/h的离子交换系统总投资在300万元左右，电渗析系统在500万元左右，而反渗透系统则高达600万元以上，不但设备投资大，除盐水制水成本也很高，离子交换除盐水一般为1.2元/吨，电渗析除盐水一般为1.5元/吨，反渗透除盐水一般为3.0元/吨，由于设备投资大，制水成本高，因此，以除盐水做为循环水补水在国内还没有先例。
为了降低循环水加药量，减少系统泥砂沉积，在循环水系统补水处增设全自动清洗过滤器，过滤精度为10μm，设备外形尺寸为Φ600×h1500，设备最大出力为280吨/小时，反洗时设备流量为266吨/小时，无论在冬季或夏季运行，其补水量均能满足系统要求。
2、循环水旁滤增设盘式过滤器经验证明，循环水中悬浮物每增加1mg/L，便会吸附2 mg/L的水处理药剂并使其失效，因此采用旁滤的方式去除进入循环水的泥砂和漂浮杂质十分必要，GB90095《工业循环冷却水系统设计规范》规定，循环水的旁滤量不低于循环水量的5％，因此应按不同循环水场的循环量设计旁滤设备，过滤精度要求50μm旁滤设备的定时反洗是其正常有效运行的保证，多数循环水场不能正常运行是由于岗位人员不对其进行定时反洗造成的，因此旁滤设备应采用全自动盘式过滤器，其反洗水量不大于过滤量的1％，反洗控制为压差控制或时间控制。
3、补水增设电磁流量计，补水加药采用全自动加药设备。
在循环冷却水运行过程中，应连续、均一地向循环水中加入缓蚀阻垢剂。
夏季运行时还应连续、均一地投加杀菌剂。
水处理药剂加量不足将起不到阻垢、缓蚀的效果。
水处理药剂投加过量，不但造成不必要的浪费，也会对环境造成一定的污染。
循环冷却水加药处理最准确的方法是“补多少水，加多少药”所以应在循环冷却水补水处增设电磁流量计，补充水流量通过电磁流量计的电讯号反馈到加药泵上，用补水流量的大小准确控制加药泵的加药量。
