王明
(中石油云南石化有限公司,云南省 安宁市 650300)
摘要:炼油化工企业循环冷却水经过长期运行会引起水质的变差,危害循环冷却水系统,对运行设备产生障碍,循环水处理技术可以有效解决循环水水质问题,使循环水系统处于良性循环,提高循环水冷却效果和换热效率,促进炼油化工企业实现节能减排,降低能源消耗,有利于提升企业的经济效益。
关键词:炼油化工;处理技术;循环水;除垢药剂
前言
炼油化工企业循环冷却水系统是用水作为冷却介质的系统,循环冷却水通过工艺流经换热器等冷换设备时,和冷换设备中的工艺介质进行热交换,热介质通过循环冷却水冷却到适宜的温度,温度升高的冷却水变成热水,通过管道进入冷却塔与空气接触进行降温变成冷水,再返回循环冷却水系统进行循环使用。循环水处理系统是一个复杂的工程,要想提高循环水水质质量,需要采用高科技、新设备和新型材料,采取措施优化循环冷却水处理系统,采用合理的循环水处理技术,针对循环水水质问题进行对症下药,优化循环水系统管理流程,加大检验分析频次,以做到节能降耗的同时又保证循环冷却水系统安全平稳运行。
一、敞开式循环冷却水系统水质的特点
在循环冷却水系统中,通过冷热交换过来的热水在通过冷却塔时,与空气进行接触一部分水被蒸发,因循环水总量变少,使得循环水中盐水浓度增加。循环冷却水不断循环使用,含盐量就不断增加。为了保持水中的水量平衡,就必须不断向循环冷却水系统中补充新鲜水,并排放掉系统中的一部分循环水,以满足保证循环冷却水的含盐量稳定在某一浓度区间内。在循环冷却水系统正常运行的时候,循环水和补充水中的含盐量是不同的。循环水与补充水之间含盐量的比值,被称为浓缩倍数。循环冷却水系统中保持一定的浓缩倍数,不仅有稳定水质的重要作用,还能实现节药、节水和提高经济效益,也有利于采用化学药剂进行处理。循环冷却水系统的水质具有以下几种 特点:
1)通过冷却塔的蒸发冷却作用,使得循环冷却水中的一部分通过蒸发被空气带走,使得系统损失水量。而水中所溶解的固体依旧留在循环冷却水系统中,因此会增加循环冷却水中的溶解固体物浓度,产生浓缩现象。水质浓缩会改变水的结垢与腐蚀性质,加重循环水在 管线与设备中的腐蚀与结垢,对管线与设备产生危害。
2)在冷却塔对循环水冷却过程中,水与空气的接触会使水中失去一部分游离的二氧化碳。由于二氧化碳的逸出,使水中碳酸氢钙沉积在进行冷热交换的设备上。循环水与空气接触过程中,空气中的氧气会溶解进循环水中,使循环冷却水中的溶解氧含量总是处于饱和状态。当溶有氧气的冷却水与碳钢材料接触时,由于碳钢金属表面的不均一性和冷却水的导电性,在碳钢金属表面会形成许多腐蚀微电池,使阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。
3)在空气与循环冷却水接触的过程中,还会将空气中所带的污染气体、微生物、杂质、灰尘、昆虫等带入循环冷却水系统,造成水质污染,引起设备和管线的污垢沉积或腐蚀等问题,而微生物进入循环冷却水中带来的危害最为严重。
二、炼油化工企业循环水处理方式
炼油化工处理循环水的方式主要有物理处理方式和化学处理方式两大类。
1)物理处理方式主要通过是对循环水物理参数进行研究分析,通过改变循环冷却水的物理能量、压强和温度等方面,来帮助提高系统中金属材料的抗结垢能力和抗腐蚀性。
2)化学处理方式主要是通过在循环冷却水中投放化学药剂,对循环水中的不稳定物质进行高强度处理,可以防止循环冷却水结垢,有效地降低循环冷却水的腐蚀性,对循环冷却水系统在常规工作状态下的补水和排水有一定降低效果,促进循环冷却水的循环使用效率。
三、循环冷却水处理过程中存在的问题
1)循环冷却水系统设备存在漏油现象。
循环冷却水系统中的机械设备经过长期运转使用,存在腐蚀和老化现象,从而导致设备发生漏油。如果不及时清理油污,会导致油面凝结形成油膜,降低换热效率,引起冷换设备无法正常运行,直接影响循环冷却水处理工作。漏出的油脂使循环冷却水中的有机物含量增加,使得微生物大量繁殖超标,导致藻类、苔类等加速生产急剧增加,并覆盖在设备表面,引发污垢和加剧腐蚀。
2)污垢清理效果不明显。产生的油膜会降低化学药剂对清理循环水中污垢的使用效果,使阻垢剂无法到达冷换设备表面。如果在循环冷去不中长时间使用同一种化学药剂配方,油脂中的微生物会对化学药剂产生抗药性,导致阻垢剂的效果降低。
3)凉水塔水池中的淤泥难以清理问题。凉水塔池底的淤泥难以清理,循环冷却水处理系统中的排泥阀无法起到作用,必须依靠人工进入凉水塔池底清理才能排泥,由于循环冷却水处理是连续性的,无法经常性停歇去处理淤泥,使得很难顺利地进行淤泥的清理工作。
四、炼油化工企业循环水处理技术提升措施
1)做好排污和淤泥清理工作。凉水池底的淤泥清理工作虽然很难进行,但是炼油化工企业必须予以重视,并采取实际行动,做好淤泥人工清理计划。可以考虑采用化学物质投放方式,例如投用二氧化氯化学药剂,它具有安全、高效等特点,可以保证水源在不受破坏的前提下,与淤泥凝结成块状使淤泥剥离,方便作业人员抽取出来提高排污工作,其杀菌作用可以增强循环水处理工作能力。
2)科学的使用化学药剂。在循环冷却水中产生油膜以后,需要抽验检查水质,进行化验分析,有针对性的使用化学药剂,按照要求科学、合理地投放除垢药剂,为了防止微生物产生抗药性,要每隔一段时间更换化学药剂配方,确保化学除垢药剂的正确使用性和科学性,才能提高化学药剂对循环水处理的效率。采用化学处理技术主要是针对循环冷却水不同的水质、材质、设备和工艺条件等因素,选择合理的缓蚀阻垢配方和优良高效的药剂来抑制水垢、腐蚀和粘泥等危害的产生,使循环冷却水水质保持稳定,以达到预期的效果。
3)定期检查循环冷却水系统设备。环冷却水系统中的设备在经过长周期运转以后,容易出现各种问题,需要定期对设备运行状态进行检查,及时发现问题部位,并进行更换,才能防止由于设备自身引发的问题致使循环水处理系统无法工作。
4)采用无填料喷雾冷却塔新技术。通过科学研究发现,采用无填料喷雾冷却塔新技术能够有效改善循环冷去水的冷却性能,它通过改变循环冷却水系统中的压力,从而影响喷管和风叶的转动,有效提高循环水降温效果,提高循环冷却水冷却效率。
5)应用现代化技术。在进行循环冷却水处理前,应当深入了解循环冷却水处理系统的整体情况,掌握好各环节的系统操作原理,正确调制循环冷却水的浓缩比例,严格把控循环冷却水的浓缩值在规定的范围内。应用计算机技术能够精准的计算出循环水各个阶段的浓缩比例,作业人员应该谨慎认真的使用计算机技术对循环水水质进行严格、深入的实时监控,预防控制后期循环水系统发生结垢。
结束语
炼油化工企业必须重视循环冷却水处理工作,技术人员要结合现代化科技合理的处理,科学合理地使用化学药剂,正确地进行循环水处理技术操作,确保循环冷却水系统有效、高速、安全、稳定的进行工作,才能提高循环冷却水系统中设备的使用寿命,保证炼油化工生产装置正常运行。
参考文献:
[1]周本省,工业水处理技术第二版[M],化学工业出版社,2002.
[2]冯学文,工业循环水处理技术改进措施[J].设备管理与维修,2013(8):31-33.
[3]李建平.浅谈工业循环水处理的机理与方法的研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014(10):94-94.