石化行业节水减排需建立系统工程

黑龙江省制造业信息化工程专家组专家、大庆石化公司信息技术中心(大庆金桥信息技术工程有限公司)副总工程师 刘伟

如今，流程加工行业的节水减排形势日趋严峻，已成为政府以及企业下一步工作的重中之重。我国是一个水资源短缺的国家，我国一方面正面临严重的供水不足问题，另一方面，我国化工、石化行业水资源利用率低，节水减排有很大潜力有待挖掘。为此，在国家《十一五规划》中的8个约束性指标中就有一个“万元工业增加值取水量下降30%%”的硬指标。从目前石化企业节水技术的发展趋势来看，当前的节水减排理念已从管理节水走向系统节水，过去那种从加强管理出发，采取局部措施，“头痛医头、脚痛医脚”的办法来节水减排的理念已经落后了，必须过渡到利用系统工程的方法，将企业用水和污水处理系统当成一个大的水网络系统来对待，建立水网络的数学模型，在计算机上进行全面的水网络系统的集成和优化。

节水减排三步法

大庆金桥信息技术工程有限公司从2003年起就开始进行水平衡和水夹点技术软件开发。针对当前石化行业用水的特点，我公司开发了“流程工业节水减排应用软件平台”系统。我们的解决方案是：三步法完成水网络优化研究，即首先进行全厂水平衡，再利用水夹点技术和数学规划方法的基本原理进行用水网络优化设计和经济评价，最后是污水深度处理回用。具体而言：
第一，要进行全厂水平衡。水平衡是当前节水减排工作中必不可少的重要环节，水平衡数据是否准确决定了用水网络设计和经济评价的准确性，鉴于全厂水网络系统的复杂性，必须有相应软件在计算机上进行水平衡分析，才能找到最佳方案，我公司利用自行开发的水平衡软件的数据校正功能可以很准确方便地完成用水网络的水平衡工作。
第二，利用水夹点技术和数学规划方法的基本原理，进行用水网络优化设计和经济评价。一般来说，从一个用水单元出来的废水如果在浓度、腐蚀性等方面满足另一个单元的进口要求，则可为其所用，从而达到节约新鲜水的目的。这种废水的重复利用是节水工作的主要着眼点，也是水夹点技术的根本出发点。我们公司从2003年起就一方面利用美国ASPENTECH公司的ASPENWATER水夹点技术软件进行石化企业的水网络优化，以获得新鲜水用量；另一方面进行自己的水夹点技术软件开发，目前正在开发之中。
第三，污水深度处理回用。节水也要“开源”，要尽可能地将排出的废水加以处理，使之成为二次水源。污水集中处理是传统的用水网络模式，污水分散式再生循环利用是当前发展趋势，我公司就是本着这种思想对生产装置排除的废水进行水质分析，最终给出合理的回用方案。

技术平台支撑

“流程工业节水减排应用软件平台”系统在技术层面主要由水平衡模版软件和水夹点软件平台两大部分构成。在水平衡模版软件，我们利用自己开发的水平衡模版软件可以按统一的格式制作水网络平衡图，能够按统一格式很方便地录入水平衡测试数据并可以在局部或全部划定的范围内检验数据的平衡度，且对于可信度差的数据能够利用数理统计方法进行自动数据校正，使之达到平衡。
在水夹点软件平台方面，2000年美国的AspenTech公司首先推出了As-penWater商品化应用软件，我公司利用ASPENWATER软件，可以绘出整个用水网络的主要供水、耗水及水处理设备的用水及排水流程，并可以在每个水设备的入口和出口给出水质指标、水量及水价等数据，以此为依据计算出整个用水网络最小新鲜水用量和水回用方案以及按照这种方案回用水所需要的改造费用等数据。
此外，我们还将开发“中国石油炼化企业水平衡测试及优化分析软件”，项目的目标是针对炼化企业各生产装置开发全系统的水平衡测试计算软件。该系统结合计算机、网络、石油化工、夹点技术、节水优化技术等多学科技术，归纳、总结水平衡测试计算规律，将测试结果图形化、数据计算机化。我们计划将该系统开发成为公用工程技术管理人员的强有力工具，通过使用该系统，企业的公用工程和工艺技术管理干部可以对公用工程装置运行状态进行监视、评价，对企业用水、用气等存在的问题进行分析和研究，最终实现公用工程的费用最小化和企业经济效益最大化。本软件包含基础代码维护、系统管理维护、水平衡测试基础模版维护、水平衡测试原始数据录入、水平衡测试数据处理、水平衡测试图表管理和节水潜力分析优化七个部分。
“中国石油炼化企业水平衡测试及优化分析软件”将结合水系统集成技术特点，将企业公用工程中的各种用水数据信息收集到数据库中，实现自动的水平衡测试计算，为工艺技术人员提供节水优化分析工具。应用该软件工具，各石化企业可以实现自身的水平衡测试及优化分析工作，并可以通过历年的数据比较，分析公用工程系统的节水优化潜力。