应用决策理论-A2O工程.doc

你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。=应用决策理论，改造传统废水蒸氨系统焦化厂化产车间王永树1.问题的提出1.1现状废水来源与产量我厂焦炭生产能力280万t/a，以剩余氨水为主的废水约60120m3/h（产量受煤种、气候等因素变化较大），设计有四、五两套剩余氨水生化前蒸氨预处理装置。其中，四蒸氨处理四炼焦260孔JN43804型焦炉所产剩余氨水，五蒸氨处理五炼焦255孔JN606型和三炼焦24233孔JN4380型焦炉所产剩余氨水，2套蒸氨装置（关键设备蒸氨塔均是一备一用）先后投产于2003、2005年。废水蒸氨预处理情况 焦化污水最有效最廉价的处理工艺是生化治理。污水生化处理的工艺前提是污水含氨必须低于300mg/L，但焦化污水含氨高达2500 mg/L以上，氨既是重要化工原料，又是主要环境污染源。因此在进入生化系统前对焦化污水进行蒸氨预处理既是必要条件，又可同时回收重要的化工原料氨以生产硫铵。长期以来脱氨后废水含氨仍高达1300mg/l左右，无法满足废水生化处理工艺要求，因此生系统长期无法正常运行实现废水达标排放。废水生化处理系统情况生化系统现有能力：公司“十五”规划实施期间，为尽快“做强做大”，实现600万吨产能，技改使生产能力急剧扩充的同时，废水治理未能同步跟上，仍然使用与三炼焦80万吨焦配套的污水处理系统处理新增废水已严重捉襟见肘，外排废水无法满足柳州市排放标准（公司总排仅NH3N指标就超标2030倍）。污水治理属技改“填平补齐”项目。生化系统改造前景：2007年我厂130t/h新型A2O废水生化治理工程即将投产。A2O工艺对进入系统的废水含氨要求十分严格，必须小于300mg/L。蒸氨制约条件我厂蒸氨装置无设计所需稳定的0.4MPa以上蒸汽供应，蒸氨系统无法稳定运行，甚至时开时停。蒸氨技术改造制约条件我厂“十五”技改都是在原80万吨规模用地范围内实施的，用地紧张直接制约蒸氨技术改造的实施。1.2废水蒸氨改造必要性废水含氨过高的危害 废水含氨过高直接危害生化处理系统的正常运行。含氨高的废水造成了后续工序严重的设备腐蚀(如生化系统气浮除油装置已严重腐蚀)和生产区空气污染(如公司防疫站监测生化区氨超标较严重)。公司外排废水情况变化公司炼铁、轧材废水集中治理和回用项目将于2006年竣工投产，将使焦化废水单独排放的使公司面临严峻环保压力。焦化废水必须预处理合格才能适应单独排放的新情况。环保要求 污水综合排放标准（GB897896）、清洁生产标准炼焦行业（HJ/T1262003）、炼焦行业准入条件等要求焦化厂污水必须达标排放。预处理合格的污水进一步生化处理合格后将为焦化污水回用(如烟气和煤气脱硫、熄焦补充水等)甚至零排放创造必要条件。蒸氨搞好蒸氨可直接回收重要的化工原料氨。如进一步配套，将为公司烧结烟气脱硫项目提供足够稳定的氨源。适应新型A2O工艺需要如前所述，只有在2007年前切实改善脱氨废水水质，才能保证新A2O工艺正常运行。1.3问题的提出目前国内在改善蒸氨效果方面有改造蒸氨塔结构（泡罩塔改斜孔塔）、改变蒸氨塔供热方式（直接蒸汽改导热油）、加碱蒸氨等技术措施。无论蒸氨塔结构如何，也不论加碱与否，其前提是必须有稳定可靠的供热条件。如前所述，影响我厂蒸氨效果的关键是无稳定可靠的蒸汽供应，解决的较好途径是“导热油代直接蒸汽”法。目前全厂剩余氨水在三、五2套蒸氨装置进行脱氨预处理，劳动强度大，运行维护费用高，互相抢夺蒸汽。技改时应加以考虑。目前国内处理剩余氨水能力45m3/h需配套功率为500600万大卡的导热油装置，其投资都在900万元左右，占地约为250300m2左右。如何节约用地和降低投资需决策。目前国内焦化行业应用导热油技术改造蒸氨的厂家不多，存在技术风险；同时国内焦化设备行业设计制造导热油装置的厂家也不多，因此对招投标工作也有一定影响。2.决策目标本项目立项计划投资950万元(国内同行济钢焦化厂首次应用该技术一套700万大卡装置实际投资920万)，通过决策，争取以合理的工艺、合适的投资实现废水蒸氨系统改造，规避技术风险，生产运行费用低，既满足生化工序对废水含氨量的工艺要求，又适应用地紧张的特点。与同行或计划投资比，节约200万元左右。3.备选方案3.1方案内容表1：备选方案表代号方案名称方案要点备注A全厂剩余氨水集中导热油供热蒸氨全厂剩余氨水集中到五蒸氨系统蒸氨集中用导热油供热装置代替直接蒸汽供热四蒸氨装置保留备用导热油装置有2650、11400万大卡方案导热油装置建设有两套方案：一是全部由厂家总包，一是关键设备（加热炉、再沸器、循环泵）由厂家总包，次要部分我厂自行设计B全厂剩余氨水分散导热油供热蒸氨全厂剩余氨水仍在四、五蒸氨系统蒸氨分别用导热油供热装置代替直接蒸汽供热四、五蒸氨分别配备1500、1750万大卡导热油装置同A方案C分散蒸氨、导热油集中供热全厂剩余氨水仍在四、五蒸氨系统蒸氨集中用导热油供热装置代替直接蒸汽供热同方案A3.2方案基本情况咨询济钢和相关导热油技术供应商，我们得到基本数据如下：表2：备选方案基本资料代号F1代方案F2代方案投资技术风险占地生产费用工期使用期A2650万大卡总包850国内只济钢应用，且与高效斜孔塔配套，我厂普通塔存在风险300m218004个月20年部分总包800同上自行设计无经验11350万大卡总包900同前250m218003个月部分总包850B500、750万大卡总包850同前500m221007个月20年部分总包800C2650万大卡总包850同前四、五蒸氨距离远，导热油输送难300m218004个月20年部分总包80011350万大卡总包900250m218003个月部分总包8504.备选方案可行性评价4.1技术分析导热油技术的先进性虽然我厂是普通蒸氨塔，但制约我厂蒸氨生产的关键是蒸汽供应紧张且不稳定，导热油技术是近年国内重要在节能、环保技术，属于国家鼓励和扶持的产业政策项目。“油代汽”在国内焦化行业只济钢一家成功引进，我厂虽属每二家“吃螃蟹”存在一定风险，但济钢的成功证明技术上是可行的。另一方面即使应用后无法满足脱氨要求，但可以解决蒸汽困难问题，仍然值得投资。各方案可操作性（可实现性）C方案除了具有和A、B相同的风险外，因四、五蒸氨装置直线距离达1600m，而且中间需跨越3条公路、绕过五栋大型工业建筑及其它许多生产工艺设施，导热油远距离输送不现实，也难以找到能力匹配的高温输送泵，因此C方案可操作性不强。导热油装置建设在国内焦化行业应用不多，可资借鉴的经验很小，因此部分自行设计风险太大，而且包总费用与部分自行设计相差并不大。因此自行部分设计方案并不可取。4.2技术经济分析4.2.1基础数据产出 根据我厂120 T/h的最大废水处理量，咨询相关单位，结合我厂实际用汽要求（约4T/h），其设计产出：表3：产出表产品名称规格设计产量蒸汽0.4MP a42万T/a脱氨废水含氨300 mg/L120T/h消耗表4：消耗表项目规格A1A2B导热油沸点32060T（一次用量，循环使用基本无损耗）回炉煤气Q4200Kcal/m32000Nm3/ h，17520KNm3/ a2100Nm3/ h，18144KNm3/ a2500Nm3/ h，21600KNm3/ a电380V145万度/a120万度/a165万度/a投资预算表5：投资费用表序号费用名称A1A2B1设备购置费6707306502安装工程费5565553建筑工程费3030504导热油购置费7575755其它202020合计（万元）8509208504.2.2经济效益年成本与费用估算表6：年运行成本表序号成本费用项目计算方法A1A2B备注1年耗煤气煤气量0.91576.816331944煤气价0.9元2年耗电年电耗0.572.56082.5电价0.5元3设备折旧83838383按5年计4年修理费用252518305导热油年耗0000忽略不计6人工费用定员年平均工资0044=16定员合计（万元）1757.317942155.5年节约、增收费用表7：年收益核算表序号节约项目计算方法费用备注1节约蒸汽800.4T/h36524902522.9按：平均废水量80T/h，汽耗0.4T/T(废水)，汽价90元2节约软水32T/h365240.267.3水价0.26元，其它同上3废水处理费32 T/h365248140.2废水处理价5元计，其它同上4氨回收效益80T/h36524（850250）10-6T/m3164/34（700550）30.4平均废水量80吨，废水含氨由850降至250 mg/L，吨硫铵成本、价分别按550、700元/吨计合 计(万元)2700.8 效益A1: 效益年节约、增收费用年成本与费用2700.81757.3=943.5万元A2: 效益年节约、增收费用年成本与费用2700.81794=906.8万元B: 效益年节约、增收费用年成本与费用2700.82155.5=545.3万元 投资回收期A1:回收期投资额/效益850/943.51211个月 A2:回收期投资额/效益920/906.81212个月 B: 回收期投资额/效益850/545.31219个月5最优方案确定从经济角度分析，A1方案投资适中，回收期最短，年费用最低；从技术角度分析，A1、A2、B方案均可行，但B方案管理难，劳动强度大，需增加定员。与目前我厂定员紧张不适应；从用地角度看，A1方案用地适度；从施工期分析，A1工期较短。综上所述。A1方案最佳。6实施结果选定A1方案后。经过招投标(导热油装置、导热油分开招标)后于2006年5月20日进场施工，9月5日竣工投产。实际工期3.5个月；实际投资740万元（其中导热油装置650万元，导热油70万元，其它20万元）；投产后蒸氨运行平稳，不再受蒸汽制约，蒸氨出水质量稳定，满足工艺要求；实际用地320m2； 与计划投资比，节资210万元(950-740)；与预算投资比，节资110万元(850-740)；与济钢投资比，节资180万元(920-740)。 总之，本项目达到了预期目标。命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中=