王传茹
天津市滨海新区大港天津石化公司水处理三车间 天津 300271
【摘要】结垢、腐蚀、粘泥是循环水系统存在的三大危害。结垢、腐蚀可以通过缓蚀阻垢剂有效控制，使其具有一定的预防性。而循环水系统介质的泄漏及造成的危害却存在的一定的突发性。当发生泄漏时，造成水质恶化，浪费大量的补充水和水处理药剂。因此，预防泄漏和对泄漏进行科学处理对循环水系统水质的良性、长周期运行起着非常重要的作用。
【关键词】：循环水；泄漏；危害；原因；对策
1.前言：水处理三车间循环水系统向化工部大芳烃、PTA、聚酯、短丝、化验计量中心工业计量站、以及本车间化工1#冷冻站等装置提供合格的冷却用水。系统复杂，管网较长，物料、换热器种类相对较多，容易出现问题。诸如：腐蚀、物料泄漏，水质、供水量分配不合理等，特别是物料泄漏，外部环境因素使浊度升高带来的危害主要是粘泥量增加，粘泥沉积在管壁上导致传热速率下降，甚至堵塞管子，并引起垢下腐蚀，所以必须加以控制。
2. 工艺介质泄漏的危害及原因分析：
2.1. 工艺介质泄漏的危害：工艺介质泄漏后容易在换热设备的管壁表面形成一层油膜，从而影响设备的传热和冷却。另外，泄漏介质与循环水中的悬浮物结合生成污垢，特别是以水流较慢的部位污垢沉积最多。而污垢和水垢导热系数远远低于金属管的导热系数，因此降低了换热设备的传热效率，不但影响装置正常运行，而且使装置能耗大幅增加。泄漏初期，循环水系统仅表现为浊度、COD迅速升高，有时会伴有异味，油含量升高，泄露时间长时泄漏介质会被微生物所消耗，迅速繁殖细菌，细菌的代谢产物及其所黏附的泥沙形成了危害更大的生物粘泥，因为生物粘泥附着的地方，将成为垢下腐蚀的部位，最终造成设备腐蚀穿孔，导致工艺介质泄漏，污染了系统循环水，对循环水系统造成极大的危害。由于工业水排放量有限，被污染的循环水或经过杀菌处理得不到及时的排放，以及泄漏源得不到及时的处理，形成恶性循环，对换热设备长周期安全运行造成较大威胁。
2.2.工艺介质泄漏的原因分析:
2.2.1换热介质腐蚀性较强。由于加工高硫原油等原因造成设备腐蚀严重，硫化氢的含量较高，引起冷却器管束介质侧发生泄漏。
2.2.2微生物腐蚀。在循环水系统中，适宜的环境极易繁殖大量的微生物，从而引起微生物腐蚀。循环水中含有铁离子，它很容易繁殖铁细菌。铁细菌是好氧菌，它可以将二价铁氧化为三价铁沉淀下来，同时产生大量粘液，构成锈瘤。由于它们耗氧，而生成的锈瘤又阻碍氧的扩散，锈瘤下面的金属表面常常处于缺氧状态，从而构成氧浓差电池，引起管束腐蚀穿孔。
2.2.3循环水水质差。水中的泥沙、尘埃、腐蚀产物、水垢以及水中氯离子等在水中形成沉积物，覆盖在金属表面，从而引起冷却器的缝隙腐蚀或点蚀。
2.2.4生产装置操作不平稳，介质压力突然升高，也会引起换热器短时间内泄漏。
2.2.5因换热器的制造问题而使换热器发生泄漏的现象在实际生产中也会碰到。
2.2.6循环水系统清洗预膜造成水冷器腐蚀。循环水系统清洗预膜期间，循环水处于酸性水，这样在清洗预膜工艺控制差、清洗或预膜完成，排水不及时，酸性水停留在系统内等过程时，很容易对系统换热器造成腐蚀。
3．防止工艺介质泄漏采取的对策：
3.1改善循环水系统补水水质，加强补水水质的控制。
3.2改善循环水水质，严格控制循环水系统操作，提高循环水系统的运行水平。
3.2.1循环水系统实施清洗、预膜。在循环水系统开车之前须先清洗后进行预膜；老系统经过检修、酸洗后，或者系统中更换了新的换热设备；循环水系统发生工艺介质泄漏事故后都应重新清洗预膜。
2020年5月循环水系统经过大检修后重新开车，开车后对系统进行了清洗预膜。从2016年检修至2020年再次检修，循环水系统连续运行将近4年的时间，考虑到系统运行周期长，再次开车之后也会面临五年一检修的长周期运行，因此开车前的清洗预膜工作很重要。
3.2.2通过对循环水旁滤系统的改造提高循环水水质。
2013年对5套无法过滤器实施改造，加装了“水控式无法滤池进水自动控制装置”，可水力全自动控制无阀过滤器的反冲洗过程，降低悬浮物及浊度对系统的影响，减少旁滤系统反洗消耗，提高循环水系统浓缩倍数至4.5～5.0，保证装置的长周期稳定运行及达到节水的目的。水处理三车间循环冷却水系统为化工部装置提供合格的冷却水，为提高循环利用率（浓缩倍数）从给水管网中引出总循环水量的1-5%送至重力无阀过滤器进行过滤，过滤后的循环水进入冷水池。循环水系统排污水量随着浓缩倍数的提高进一步减少，通过加大旁滤处理量降低循环水悬浮物和浊度，避免沉积速率升高，保持循环水水质平稳运行。
3.2.3严格控制循环水系统的补、排水量，杜绝水池溢流，旁滤长时间反洗等循环水系统内的循环水泄漏事故的发生。
3.2.4根据水质分析数据及时调整各项工艺参数。包括：加药系统、补水系统、旁滤的运行等。
3.3充分发挥现场监测换热器的监测功能。
监测换热器对循环水的运行和水质控制有着重要的作用。在监测换热器运行时要注意蒸汽和水量的调节，要注意管路的畅通，使其给回水温差稳定在10±1℃，以保证其监测数据的真实性。根据监测数据定期监测循环水系统的腐蚀结垢情况，并以此来跟踪、预测、判断循环水系统的水处理配方的实际效果、换热设备运行状况以及生产装置工艺运行情况，保证循环冷却水系统的优质运行。
3.4发生工艺介质泄漏后应及时处理，防止循环水水质进一步恶化危及安全生产。
2020年10月4日，化工装置因换热器泄露到循环水系统导致异味明显加重，车间每个巡检周期检查水质在线监测仪表PH、电导率、浊度未发现明显异常，检查在线腐蚀速率仪由0.015mm/a上升至0.018mm/a。另外对循环水水中油、硫化物加样，得出数据水中油3.39mg/L，明显高出正常值（低于1mg/L）；硫化物0.01mg/L，情况正常。由此判断前方化工部装置可能存在轻油类物料泄漏。对系统的水质造成很大的恶劣影响。在线监测仪表PH、电导率、浊度、水中油趋势图如下：
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采取的措施：及时将情况汇报有关部门，排查漏点，消除隐患。查漏期间，车间根据调度令和水温情况灵活控制3#风机运行，避免异味扩散；保持缓蚀阻垢剂正常浓度，余氯0.1-0.5mg/L；调大旁滤运行流量，由100t/h适当提高至150t/h。通知保运单位泄漏期间冷却塔周围禁止进行一切检修作业。及时加强水质管理、加强监测换热器运行管理、加强自动加药管理，避免出现因水质问题导致换热器泄漏情况发生。
4．结论：
4.1根据我们近几年采取的以上措施后，使循环水水质有了很明显的改善，减缓了因循环水水质异常所带来的影响，避免了以前因循环水水质恶化而导致装置生产被动的局面，确保了装置长周期运行。
4.2介质的泄漏是影响循环水水质指标的首要因素，因此发生泄漏后，关键是及时查找漏点。根据泄漏介质的不同，选择合适的查漏方法，采取适宜的处理方案来改善水质，避免水质恶化对系统产生的腐蚀，从而减少水资源浪费，有利于节水减排。