提高循环水浓缩倍数

提高循环水的浓缩倍数2013年度QC小组成果材料小组名称:水汽车间QC小组发布时间:二0一四年三月平煤蓝天化工股份中原甲醇厂

课题简介

平煤蓝天化工股份公司中原甲醇厂拥有目前全国单套生产能力最大的甲醇装置。我们水汽车间负责生产优质的循环水供主装置使用，本套主装置的主要设备均采用进口设备，对循环水的水质要求较高，而循环水的浓缩倍数是反映和控制循环水系统运行的一个重要综合性的指标,提高循环水的浓缩倍数不仅可以节约水资源,减少对环境的污染还可以降低水处理的本钱,因此提高循环水的浓缩倍数对企业的可持续开展具有深远的意义,我们水汽车间QC小组针对我厂现有的循环水浓缩倍数偏低的情况刻苦攻关,采取了提高循环水浓缩倍数的措施,实施后取得了较好的经济效果。1、循环水浓缩倍数：是指循环冷却水系统在运行的过程中，由于水分的蒸发，风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率〔以补充水作基准进行比较〕。它是衡量水质控制好坏的一个重要的综合指标，目前我国的循环水浓缩倍数一般控制在2.5—5之间。2、阻垢剂：为降低循环水的结垢倾向，需要向水中添加的一种药剂。3、旁滤：是一种过滤循环水的装置。

名词解释

一、小组概况小组名称

平煤蓝天化工股份公司中原甲醇厂水汽车间QC小组小组成立时间2011年6月1日小组注册编号PLZY201106课题内型攻关型课题注册编号PLZY201106课题活动时间2011年10月-2013年5月活动次数20次课题名称

提高循环水的浓缩倍数小组成员性别文化程度接受TQC教育职称主要分工徐卫东男大专140小时工程师顾问齐辉男本科180小时工程师组长、全面组织吴首宾男本科140小时工程师课题管理、策划胡飞男本科160小时工程师课题管理、策划王会升男本科160小时工程师课题管理、策划齐中杰男本科150小时工程师课题管理、策划余光勇男本科180小时工程师资料整理、策划、主编史本运男本科140小时助理工程师资料整理、许民女本科160小时诊断师课题指导吴景威男本科160小时工程师资料整理二、活动方案小组活动方案表：2011年10月2日我们QC小组根据本厂生产的实际情况，为了保证一次水的供给的总量，确定提高循环水的浓缩倍数来运行，为了更好的开展工作，我们小组特制定活动方案表具体见下表：PDCA活动计划2011年10月2011年11月2011年12月2012年1月2012年2月2012年3月2012年4月2012年5月P现状调查确定目标原因分析要因确认制定对策D对策实施C效果检查A巩固措施活动总结

三、选题理由

环保要求

生产要求本钱要求中原甲醇厂一次水总供给量为280m3/h，需要维持正常生产的实际总需求量为290m3/h〔其中生产生活用水量为40-54m3/h，循环水系统需要236m3/h〕说明：我们厂的一次水的供给量不能满足生产的需求。国家环保部门要求十一五期间,化工行业污染物的排放要求减少3%，要求我厂外排水的排放污水中的COD<50mg/L以下。我厂2010年生产本钱控制方案中要求处理每吨水本钱控制在0.007元以下。现状:我们QC小组通过对循环水的浓缩倍数进行摸底调查发现浓缩倍数在2011年4、5、6月份平均值均等于2.01,与国家控制指标2.5—5.0相差较大,具体见以以下图：〔图为2011年4—6月份平均浓缩倍数折线图〕〔2011年7月—9月份停车〕结论:我们QC小组针对以上三个要求及浓缩倍数整体偏低的现状，决定选择课题:

提高循环水的浓缩倍数

制图人：余光勇制图时间：2011年10月9日

四、现状调查我们QC小组在2011年10月10日针对2011年6月份前循环水的浓缩倍数低的现状进行了实地的调查，浓缩倍数整体偏低，具体的调查情况见表一至表三：

表一是4月份循环水浓缩倍数的指标时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数平均浓缩倍数4月1日1.984月7日2.04月13日1.974月19日1.974月25日2.13

1.974月2日1.994月8日1.994月14日1.974月20日1.904月26日1.994月3日1.924月9日1.964月15日1.924月21日1.964月27日1.994月4日1.944月10日1.964月16日1.884月22日1.924月28日1.954月5日1.904月11日1.944月17日1.984月23日2.114月29日1.974月6日1.994月12日1.964月18日1.974月24日2.104月30日1.98从以上表可以看出:2011年4月份循环水的浓缩倍数平均数为1.97

制表人：余光勇制表时间：2011年10月10日

表二是5月份循环水浓缩倍数的指标时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数平均浓缩倍数5月1日2.135月7日1.985月13日2.125月19日2.115月25日1.892.075月2日2.125月8日2.015月14日2.115月20日2.125月26日1.985月3日1.995月9日2.055月15日2.145月21日2.135月27日2.105月4日1.985月10日2.105月16日2.135月22日1.995月28日2.185月5日1.995月11日2.215月17日2.135月23日1.985月29日2.145月6日1.995月12日2.135月18日2.125月24日1.985月30日2.16从以上表可以看出:2011年5月份循环水的浓缩倍数平均数为2.07

制表人：余光勇制表时间：2011年10月10日从以上三表调查的数据可以看出:循环水的浓缩倍数控制在2.01以下，与我们国家目前控制的指标2.5—5.0的指标相差较大，因此我们QC小组来提高循环水的浓缩倍数势在必行。

结论从上述4、5、6月份循环水浓缩倍数统计表可以看出：三个月平均浓缩倍数的平均值是2.01，距我国2.5—5.0指标相差较大。

总结:

表三是6月份循环水浓缩倍数的指标时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数时间浓缩倍数平均浓缩倍数6月12.236月71.886月131.916月192.126月251.971.996月22.126月81.686月141.986月202.136月261.996月32.096月91.786月152.086月212.086月271.796月42.026月101.896月162.016月222.046月281.866月52.096月111.896月172.116月232.206月291.896月61.896月121.916月182.136月241.996月302.05

从以上表可以看出:2011年6月份循环水的浓缩倍数平均数为

1.99

制表人：余光勇制表时间：2011年10月10日1、确定目标值在2011年10月10日经过我们QC小组在现场调查和理论分析，大家一致认为循环水的浓缩倍数完全可以由现在2.01提高至2.5，所以本次活动小组确定目标值为2.5。

浓缩倍数浓缩倍数2.5

2.5

浓缩倍数2.012.0

0五:确定目标

现状

目标

制图人：余光勇制图时间：2011年10月10日

(3)、我厂和隔壁的顺达化工是多年以来利益双赢的友好战略伙伴，它厂经常性的排放大量的粉尘可以通过商讨后解决。

(4)、可以加强对循环水的杀菌灭藻。

(5)、可以加酸调节循环水中的PH值。

(6)、可以将旁滤出口水的浊度降低到标准要求。

(2)、可以选择阻垢性能较好的药剂起到阻垢作用。

大家一致认为:我们可以通过采取以下几项措施是可以实现目标值2.5(1)、加强对排污阀及补水的管理：大家都知道循环水浓缩倍数主要靠排污和补水量来调节的，车间可以派专人负责对排污阀和补水阀的控制。

2、目标可行性分析操作人员责任心不强排放水量浓缩倍数低阻垢剂的阻垢率低补充水量补充水浊度高空气中粉尘多取样点乱排放药剂配方不合理液位不稳定循环水的PH高补充水的总碱度高循环水的浊度高配方与现场水质不匹配

粘泥含量高旁滤出水不合格(一〕、原因分析我们QC小组在2011年10月23日采用头脑风暴法对影响提高浓缩倍数的几个因素进行了反复的讨论、查找并制定了关联图。隔壁化工厂烟囱排放粉尘六、原因分析

制图人：余光勇制图时间：2011年10月23日

结论:通过分析找出6项末端因素,它们分别是:1、操作人员责任心不强,2、旁滤出水不合格,3、隔壁化工厂烟囱排放粉尘,4、补充水的总碱度高,5、配方与现场水质不匹配,6、补充水的浊度高。

在2011年10月23---30日我们QC小组对找到的

6项末端因素进行逐个确认如下：七、要因确认末端因素(一)操作人员责任心不强

图为操作人员操作情况时间地点确认人员确认方法2011年10月24日现场操作站史本运吴景威现场检查确认内容2011年10月24日我们QC小组去现场检查和抽查加药和操作情况，发现有2人没有按规程来操作。

确认标准《中原甲醇厂操作规程》严格按操作规程来操作，定时定量，定人。(具体加药量和操作规程保密)要因确认

非要因

制表人：余光勇制表时间：2011年10月24日末端因素(二)系统旁滤装置出水不合格时间地点确认人员确认方法2011年10月26日旁滤现场余光勇齐辉王会升取样分析实验

确认内容2011年10月26日QC小组去旁滤现场取样分析旁滤出口水的浊度,发现其出口水浊度指标为9.04结论:旁滤出口水浊度超标。

确认标准《工业循环水水处理标准》要求旁滤出口水的浊度<2mg/L。要因确认

是要因

制表人：余光勇制表时间：2011年10月26日末端因素（三）隔壁化工厂烟囱排放粉尘时间地点确认人员确认方法2011年10月29日现场余光勇史本运吴景威排查实验确认内容2011年10月29日我们QC小组对现场循环水冷却塔周围环境检查,发现冷却塔周围空气中的粉尘较多,人在现场睁不开眼睛,而且有大量灰尘进入循环水中。结论:隔壁化工厂烟囱排放粉尘量大，影响循环水的浊度。

确认标准国家标准《工作场所空气中粉尘标准》要求空气中粉尘浓度<50mg/m3要因确认非要因图为附近的粉尘排放处

制表人：余光勇制表时间：2011年10月29日末端因素(四)补充水的总碱度高时间地点确认人员确认方法2011年10月29日现场补充水取样处余光勇王会升胡飞分析实验

确认内容2011年10月29日我们QC小组人员对补充水取样分析，发现补充水的总碱度为285mg/L。结论：该数据不在指标内（指标是240mg/L）确认标准《工业循环水水处理标准》中要求总碱度<240mg/L。要因确认是要因

制表人：余光勇制表时间：2011年10月29日

制表人：余光勇制表时间：2011年10月29日末端因素

(五)配方与现场水质不匹配

时间

地点

确认人员确认方法2011年10月29日

循环水实验室

余光勇齐辉王会升

静态和动态实验实验内容

确认内容

2011年10月29日我们QC小组人员取现场水样，取现场现用的药剂，然后在分析室内做静态和动态实验，共计作4个实验,从4个实验结果来看药剂的阻垢率均小于85%，说明现用的药剂与现场偏差很大。结论：现用的药剂与现场不匹配。

实验1实验2实验3实验481.1%80.9%83.1%82.3%

要因确认是要因

确认标准《工业循环冷却水设计标准》

中要求阻垢剂的阻垢率>90%

末端因素(六)补充水的浊度高时间地点确认人员确认方法2011年10月30日循环水现场补水口处史本运吴景威分析检查

确认内容2011年10月30日我们QC小组对循环水的补充水取样分析对比，发现补充水的浊度在4.0mg/L以上,结论：补充水的浊度高。确认标准《工业循环水水处理指标》

中要求补充水的浊度

<2.0mg/L。要因确认非要因制表人：余光勇制表时间：2011年10月30日八、制定对策表

2011年11月1日我们QC小组利用5w1h法对找出的3个要因后制定对策表，具体如下对策表：序号要因对策目标措施计划完成时间地点责任人1系统旁滤装置出水不合格查找原因尽快恢复浊度≤

2mg/L每天白班反洗两次，反洗投用后其出口水的浊度要求达到≤2mg/l,并定期清理上层污染物质，形成操作规程来管理。2011年12月10日循环水现场史本运吴景威吴首宾2补充水的总碱度高向循环水系统加硫酸循环水PH小于8.8要求每班按规定的用量来投加，以少量多次的原则，一般每班的加酸量在120公斤左右，循环水的PH通常控制在8.8左右，并形成规程。2011年12月22日循环水现场余光勇王会升史本运胡飞3配方与现场水质不匹配尽快找合适的配方及实验阻垢率不小于90%精心实验减少与实际误差，动态模拟现场运行的条件,逐步筛选合适的配方，要求阻垢率大于90%。2011年12月30日化验室及现场余光勇齐辉王会升制表人:余光勇制表时间:2011年11月1

针对要因一:系统旁滤装置出水不合格旁滤处理是指取局部循环水量进行处理后再返回系统内，以满足循环水水质的要求，一般均是降浊处理，旁滤装置在本系统中作用很大，可长时间保证循环水的水质，确保浊度≤20mg/l。1、研究对策：2011年11月12日我们QC小组在余光勇主任的带着下，深入现场对过滤器的反洗方案进行实验，并通过实验结果来确定那种反洗方案效果最正确。2、实验过程：方案1:每天白班反洗一次,时间20分钟,反洗投用后其出口水的浊度在4mg/l左右。此方法出水水质不符合要求,不采取。方案2：每天白班反洗两次，时间50分钟，反洗投用后其出口水的浊度在2mg/l，此方法出水水质符合要求，采取并形成操作规程，严格考核。九、对策实施

图为操作工现场操作(反洗过滤器)3、实验结果：通过实验我们QC小组选择方案二作为操作规程来对旁滤装置的反洗。针对要因二:补充水的总碱度高1、研究对策:我们于2011年11月15日在齐辉厂长的带着下,根据加酸后对循环水系统腐蚀的原那么,到底加多少适宜？为此我们有目的的在现场做腐蚀实验,通过实验比较出那种加酸方案在提高循环水的浓缩倍数后对系统腐蚀率最低。2、试验过程:试验方法按照中石化总公司《冷却水分析和试验方法》中旋转挂片腐蚀试验方法进行试验，试验用水质采用原水补加CaCL2，NaHCO3，用四硼酸钠调节PH，试验条件是温度控制在50℃，转速：75转/min，时间72h。3、其实验结果见表：

加酸:就是向循环水中投加浓H2SO4来调节循环水的PH值，以降低碱度运行，可使超高硬度、高碱水在较高浓缩倍数条件下运行。试验水质投加量kg材质面积腐蚀率N=2.0倍水质160黄铜0.0013不锈钢0.0008140黄铜0.0021不锈钢0.0008N=2.5倍水质140黄铜0.0021不锈钢0.0008120黄铜0.0021不锈钢0.0008制表人:余光勇制表时间:2011年11月16日通过上表可以看出:当浓缩倍数控制在2.5时,加酸量控制在120kg左右，其黄铜和不锈钢的腐蚀率均小于国家标准(<0.125mm/a)，所以我们QC小组选择加酸量在120kg左右，对每班要求按规定的用量来投加，并以少量屡次的原那么，一般每班的加酸量控制在120kg左右，循环水的PH通常控制在8.8左右，浓缩倍率由原来的2倍可提高到现在2.5倍左右，并且系统相对平安。现场加酸操作依据：

PH值的变化曲线图

制图人:余光勇制图时间:2011年11月18日针对要因三:配方与现场水质不匹配研究对策:我们于2011年11月19日在王会升厂长的带着下,根据阻垢剂的使用原理,有目的选择了三家药剂厂家做实验方案,通过实验比较出那种方最和我们的实际相匹配。实验过程如下：〔见实验1、2、3〕实验1：1、试验方法：按中石化公司《冷却水分析和试验分析方法》中碳酸钙沉积法进行试验，2、试验条件：T=80℃，浓缩倍数=1.5、2.0、2.5试验如下:

上述试验结果说明，采用磷系配方的阻垢剂，投加量在50-60mg/l时，时阻垢率均大于90.0%,阻垢效果良好。项目名称3、动态模拟试验。3.1试验装置：动态模拟试验装置采用大连光明所生产的WDM-D型敞开式循环冷却水动态模拟装置，选择水走管程，采用饱和蒸汽加热。它对现场进出口温度，换热材质、流速、传热过程等方面进行较充分模拟和适当的强化，是目前实验室最终试验，本装置通过测试挂片和试管的腐蚀失重和粘附速率及极限污垢热阻值，由此来判断水处理药剂的综合缓蚀阻垢性能。项目结果项目结果Ca2+（以CaCO3计）mg/l149.4CL-mg/L10.0Mg2+（以CaCO3计）mg/l62.3总铁mg/L0.35总硬度（以CaCO3计）mg/l211.7PH7.55总碱度（以CaCO3计）mg/l285.2电导率us/cm500.0SO42-mg/l90.0总溶固mg/L323.1浊度5.03.2试验水质见表一制表人:余光勇制表时间:2011年11月19日3.3试件规格挂片：标准I型，外表积20cm2，材质A3，黄铜，不锈钢试管：19*2*610mm，有效长度570mm，外侧镀铬，材质A3。3.4正常运行控制方案。先采用专用予膜剂予膜，然后按正常运行方案来控制具体如表五表五：正常运行控制方案水质浓缩倍数µ=2.5投加量mg/l50-60总磷（以PO43-）4.5-7.5PH8.5-9.2杀菌剂3-5天加一次，投加量100mg/l，非氧化性

3.5控制条件。水走管程，进口T=32.0±0.3℃，出口温度≤42℃，蒸汽流量600±5lm/h

，采用饱和蒸汽，浓倍数控制在之间，试验时间360h。项目名称制表人:余光勇制表时间:2011年11月19日3.6试验过程。动态模拟试验在两套独立平行的装置上进行，时间17天左右，在试验过程中，总磷控制在之间五天投加非氧化杀生剂100mg/L，采用连续排污、补水，同时连续补加药剂，浓倍控制在。3.7试验结果。塔底水池挂片腐蚀率≤0.024mm/a，监测器腐蚀率≤0.017mm/a，均小于国标0.125mm/a；试管的腐蚀率：0.029mm/a，粘附速率：，极限污垢热阻为0.95*10-4。

剂量浓缩倍数=1.5浓缩倍数=2.0浓缩倍数=2.5Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%全有机配方50177.598.0232.295.3333.490.560177.798.3233.396.1334.991.10100.5198.7197.014、表为碳酸钙阻垢试验结果：制表人:余光勇制表时间:2011年12月6日实验结论：

通过上述试验，全有机配方阻垢剂投加量50-60mg/l，浓缩倍数在2.5倍时，对碳钢腐蚀率为0.029mm/a，沉积速率：，极限污垢热阻为，阻垢率均大于90.0%,阻垢效果理想，以上指标均符合中石化《水质管理制度》有关要求，综上所述全有机配方阻垢剂完全适合本厂高硬高碱水质的要求。

实验2：

1、试验方法：按中石化公司《冷却水分析和试验分析方法》中碳酸钙沉积法进行试验，

2、试验条件：

T=80℃，浓缩倍数=1.5、2.0、2.53、实验过程与实验一相同,不同的地方是配方和药剂的用量不同，在此不再说明:4、表为碳酸钙阻垢试验结果：

结论：采用低磷配方的阻垢剂，投加量在50-60mg/l

时，N=2.5倍时阻垢率均不大于90.0%,阻垢效果不理想。剂量浓缩倍数=1.5浓缩倍数=2.0浓缩倍数=2.5Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%低磷配方50177.589.0232.285.3333.481.560177.789.3233.386.1334.982.10100.5198.7197.01制表人:余光勇制表时间:2011年12月23日

实验3：

1、试验方法：按中石化公司《冷却水分析和试验分析方法》

中碳酸钙沉积法进行试验，

2、试验条件：

T=80℃，浓缩倍数=1.5、2.0、2.5试验结果如下

3、实验过程与实验一相同在此不再说明:4、表为碳酸钙阻垢试验结果：

结论：采用高磷配方的阻垢剂，投加量在80-90mg/l时，

N=2.5倍时阻垢率均不大于90.0%,阻垢效果也不理想。剂量浓缩倍数=1.5浓缩倍数=2.0浓缩倍数=2.5Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%Ca2+mg/l阻垢率%高磷配方80177.587.0232.285.3333.482.590177.789.3233.386.1334.984.10100.5198.7197.01制表人:余光勇制表时间:2011年12月23日序号分值评价内容5分3分1分1有效性效果很有效有一定成效把握不大2可实施性本小组可自行解决需其他部门协同难度大3经济性费用低需要一定费用，但可以解决。费用高，难以承受。4可靠性问题彻底解决问题基本解决整改后，问题可能在发生。

药剂选择对策评价标准

对照上表我们QC小组对三种方案进行了打分评价,具体打分方法及得分如下:

实验分类实验一实验二实验三有效性5分3分3分可实施性5分5分1分经济性3分1分3分可靠性5分3分1分总得分18分12分8分

结论:通过对三个实验进行打分,其中实验一得18分,实验二得12分,实验三得8分,所以本次实验结果按得分最高的作为循环水的药剂的配方,为此我们QC小组确定实验一。经过我们QC小组成员的共同努力，在生产实践中不断的采取了上述几项处理措施,加强对循环水的综合处理，循环水的浓缩倍数逐渐的提高,在2010年1月~4月循环水的浓缩倍数控制在2.5,到达了QC小组的预定奋斗的指标，节能环保效果十清楚显，效果参照以下两表：十、效果评价循环水水质PHCa2+总碱度CL-浓倍率浓缩倍数平均值2011年4月份8.97249.1509.219.71.972.015月份8.92220.6515.120.72.076月份8.99233.5528.919.91.99图为2011年4、5、6月份我们厂循环水浓缩倍数的平均值及折线图水质日期表一：QC小组活动前循环水的水质制图人:余光勇制图时间:2012年4月30日表二：QC小组活动后循环水的水质

循环水水质PHCa2+总碱度CL-浓倍率