化工装置的循环水质异常分析及处理措施

化工装置的循环水质异常分析及处理措施

井岗胡荣柯张莉

陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司  陕西省榆林市靖边县  718500

摘要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，化工装置工作也越来越受到重视。工业循环水系统应用过程中存在诸多问题，由于药剂选用不适宜、旁滤系统过滤效果差、补水水质差以及浓缩倍率控制不当导致循环水水质恶化。本文就化工装置的循环水质异常分析及处理措施进行研究，帮助企业实现绿色可持续发展。

关键词：油田气化工装置;循环水质;异常分析;处理措施

引言

当化工装置的循环水出现问题异常后，不仅直接影响循环水站和循环水系统的正常运行，而且对整个化工装置的安全、稳定运行影响较大。当化工装置中的循环水系统持续存在大量泡沫，水质COD、异养菌、总铁、浊度等指标连续超出循环水场设计指标，通过现场各装置排查同时结合现场化验室循环水中工艺物料监测数据，可以确定循环水水质工况异常原因是：BDO装置、乙二醇装置醇类物料换热器工艺有机物料泄漏进入循环水等。

1油气田化工装置循环水质量的影响因素

1.1循环水系统开车及清洗预膜不规范

循环水系统在原始开车或大检修后，需要通过系统吹扫、泥垢剥离、化学除油除锈、水冲洗置换的方式彻底将循环水系统清洗干净。循环水系统清洗结束的标志是以系统各部位，特别是高点和末端的采样分析合格为标准，但部分企业为了节约用水或由于管理不当，仅在回水总管采样检测，在系统还没有真正冲洗合格的情况下进行酸洗、预膜，导致系统预膜不到位，无法有效保护水冷器及循环水管线。例如，新疆某大型煤化工项目初次开车清洗不到位，致使连续预膜2次均不能满足生产需要，在装置生产运行几个月后出现全厂性大面积水冷器腐蚀、泄漏，被迫停工检修。此外，煤化工因其工艺流程较长，单体环节较多，在项目原始开工初期，无法满足所有系统同步开车，而循环水系统又需要提前运行，在没有进行冷态预膜的情况下，循环水系统投入运行，造成系统总铁、细菌等滋生，形成系统原始腐蚀，为后续换热器腐蚀泄漏埋下隐患。

1.2水耗及药剂成本较高

循环水中浊度、各类离子超标后，为保障水质合格，只能频繁排水、补水，造成循环水水耗增加。为解决循环水管道结垢、腐蚀以及微生物滋生等问题，水处理药剂用量大增，造成用水及水处理成本大幅提升。

1.3总铁质量浓度

工艺物料大量泄漏，循环水系统菌藻大量繁殖，产生大量生物黏泥造成换热设备金属表面黏泥下腐蚀，总铁指标上涨。现场漏点确认后进行堵漏和换热器更换，换热器更换和水系统总碱度指标偏低，总碱度偏低，换热装置金属表面发生析氢腐蚀风险大。

2改善化工装置循环水质量的建议措施

2.1调整冷却器运行方式

正常运行时冷却器1台运行，1台备用，当该冷却器冷却效果降低时，应增投另1组冷却器运行，提高冷却效率，保证机组运行参数正常。主机冷油器可以采取提高润滑油压，增加冷却器过油量来调整，但该调整方式一定要全面监视汽轮机轴承回油温度及振动变化。

2.2凉水塔优化运行方式，以水轮机替代电机驱动风机降低能耗

循环水系统优化后，大幅提高了总循环水量，为以水轮机替代电机驱动风机降低能耗提供条件。凉水塔上塔阀开度不受循环水泵超电流影响，可根据凉水塔运行负荷进行调节，以先进的无减速机高效水轮机（配备高效碳纤维叶片）替代电机驱动带减速机风机，充分利用循环水系统回水能量，提高凉水塔风机运行效率，风量也有所提升，降温效果好于以前。

2.3循环水系统药剂投加情况

电化学设备安装并投入使用后，逐步提高循环水系统的浓缩倍数，同时减少系统的补水量。阻垢缓蚀剂的投加原则是根据补水量和加药浓度进行调整，来维持循环水系统中的药剂浓度，实现阻垢和防腐的效果。目前，补水量减少30%，则阻垢缓蚀剂的投加量也减少了30%。电化学设备有阻垢、缓蚀和杀菌的作用，依据系统运行情况，在后期运行中仍可以逐步减少阻垢剂及杀菌剂的加药浓度，从而进一步减少药剂用量，节约运行成本。

2.4优化补水结构

回用水作为循环水系统重要补水源，管理单位要定期开展水平衡测试，认真梳理全厂水平衡，合理分配循环水系统新鲜水和软化水补水比例。要根据夏季和冬季环境气候的差异区别对待，制定严格的补水方案和水质监控方案，实现回用水分级利用，梯度回用。此外，针对回用水补水比例较高的循环水系统，要根据系统水质分析指标，适当调整循环水的pH值、总碱度、钙硬度、TDS、电导率、浓缩倍数等指标，以确保循环水系统朗格利尔指数稳定。同时，要合理控制缓蚀剂和分散剂的投加比例，适时考虑配合投加含磷和含锌缓蚀剂。

2.5非氧化性杀菌剂投加方案

非氧化性杀菌剂每次按保有水量50~200mg/L冲击加入冷却塔侧方集水池位置。非氧化性杀菌剂冲击投加后控制24~48h不排污。为了保证循环冷却水系统杀菌效果，降低菌藻耐药性，建议现场采取氧化性杀菌剂（次氯酸钠）和非氧化性杀菌剂交替杀菌方式。

2.6开式冷却器冷却效果变差后的调整

1）进行循环水加药系统改造及优化补水方式。将埋在地下的加药管道改造为明管，保证加药系统运行正常，每天对水质进行化验分析，通过化验数据比对分析，将化学处理加入的药品防垢剂由之前的250kg调整为500kg、杀菌剂由15d加入1t调整为7d加入1t、就地二氧化氯加药频率由15次/min调整为30次/min：物理处理将2号冷却塔补水电动调节阀由之前的全开关至50%，1号冷却塔的补水电动调节阀全开，是冷却水进入1、2号冷却塔的补水量相同，并将1号冷却塔的水进行大量置换，通过大流量冲洗来确保循环水浓缩倍率在合格范围内。2）调整冷却器运行方式。正常运行时冷却器1台运行，1台备用，当该冷却器冷却效果降低时，应增投另1组冷却器运行，提高冷却效率，保证机组运行参数正常。主机冷油器可以采取提高润滑油压，增加冷却器过油量来调整，但该调整方式一定要全面监视汽轮机轴承回油温度及振动变化。3）进行冷却器反冲洗。对于管式冷却器可以采用运行中将该冷却器隔绝后进行单独冲洗，但对主机冷油器等板式冷却器因该系统复发、油系统无法直接隔绝等因素，故此类冷却器可采用反冲洗的方法进行除垢。4）进行开式循环水系统酸洗。配置pH值3～4的酸性溶液，通过开式循环水系统排空阀等阀门为酸洗溶液的加入点，通过酸洗溶液与结垢等物质发生化学反应来除去冷却器的结垢。5）进行开式冷却水系统优化改造。通过机组检修时，在开式冷却水泵入口增加过滤器，该过滤器可设两组，一运一备，方便在运行中清洗，从源头解决循环水中的各种杂质。6）加强冷却塔填料及底部藻类微生物治理。通过机组检修时对冷却塔填料进行修复及清洗冷却塔淤泥。7）定期冷却器进行全面检查。通过机组检修时间，对各冷却器进行全面检查，对结垢冷却器及时进行全面清理，保证冷却器各管壁清洁。

结语

综上所述，化工装置的循环水质量出现异常后，往往会造成换热器的热交换效果和效率，严重的情况下会造成检修或停车出路，生产中断，造成经济损失和污染风险，所以要在生产的过程中时刻观察循环水的变化，并对异常情况进行处理，以免造成损失。

参考文献

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