循环冷却水处理中存在的问题及对策

Posted 2023-01-13 水质

篇首语：读书不趁早，后来徒悔懊。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了循环冷却水处理中存在的问题及对策相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

胜利油田石油化工总厂始建于1987年，目前每年的原油加工能力为100万t，设有常减压、蜡油催化、重油催化、制氢、加氢等12套装置。
1997年5月，重油催化车间开工，为了给重油催化车间提供循环冷却水，第二循环水场于1997年5月正式开工运行。第二循环水场开始运行的前3个月，循环冷却水的水质状况很好。1997年8月底，由于十一号台风在东营的登陆及有关装置换热设备的介质泄漏，致使第二循环水场的循环水质发生了恶化，水质状况一直不好，在以后的8个月中，我们针对第二循环水场中存在的问题，进行了若干的技术改进从而解决了第二循环水场存在的问题。
1 系统存在问题
第二循环水场为重油催化车间、焦化车间、硫磺车间、二动力车间等6套装置提供循环冷却水。循环冷却水的好坏直接影响这几套装置能否正常运行。第二循环水场是开式循环冷却水系统。其循环水量：14000～16000m3/h；保有水量：4000～5500m3/h；补充水量：150～300m3/h；蒸发水量：100～200m3/h；风吹损失水量：50～100m3/h；旁滤水量：400～1200m3/h；设计浓缩倍数：K=2.0～2.5。
1.1 水质差，补充水水质波动大
我厂循环水的水质稳定剂为以磷系为主的配方，根据中华人民共和国国家标准GB50050—95，确定循环冷却水的水质指标如下：pH7.0～9.2；浊度≤20×10-6；甲基橙碱度≤500×10-6；钙离子30×10-6～200×10-6；总铁<1.0×10-6；氯离子≤1000×10-6；硅酸根离子≤175×10-6；油含量≤10.0×10-6。
我们从1997年5月开始对循环冷却水的水质进行监测和统计，根据上述标准我们统计出循环水的水质合格率。从统计结果中我们可以看出，1997年8月～1998年4月循环冷却水的水质合格率很低，低于50%，主要不合格方面为循环冷却水的浊度大，水中的生物粘泥多，铁离子含量偏大。
东营市位于黄河入海口处，我厂循环冷却水的补充水主要来源于供水公司耿井净化站的水，受黄河水断流的影响，每年的8月份左右，由于黄河水干枯，水源紧张，水质变化很大，尤其是水中的氯离子变化特别大，见表1。
1 2 系统中含有大量的生物粘泥
1997年5月第二循环水场开工以来，由于种种原因，循环水场一直未投加杀生剂，使循环冷却水中的细菌含量很大，生成大量的生物粘泥。我们对循环冷却水中的细菌总数进行过监测，细菌总数已超过5×105个/mL，严重超标。从监测换热器中取出的挂片可以看出，生物粘泥沉积于挂片上，沉积厚度可达1.0～1.5mm，生物粘泥很多。

1 3 工艺泄漏
1997年8月开始，由于腐蚀，换热设备发生了不同程度的内漏，有大量的工艺介质泄漏，使水质受到了严重的污染，泄漏点的油含量最高值达到817×10-6，循环水中的平均油含量达到300×10-6左右，油类物质的存在，为细菌和微生物的滋长提供了营养物质。同时引起水的浊度增大，最大值为103度，水质严重超标。
1 4 旁滤量效率低，达不到设计值
第二循环水场旁滤装置有4个砂滤罐，每个砂滤罐的设计值为100m3/h，砂滤罐的反冲洗液通过生产废水井外排，由于第二循环水场的地势较低，反冲洗液量大时，就从生产废水井外冒，致使砂滤罐冲洗不彻底。另外，进入旁滤罐的水为循环冷却水，水的压力较大，因此旁滤水量不易太大，太大就会使石英砂填料外溢，因此旁滤水量只为设计值的30%，没有达到设计的要求。
1 5 管线堵塞
为了配合重油催化车间的正常开工，给重油催化车间提供循环冷却水，第二循环水场所有管线未经过完全的清洗和冲洗就开工运行。开始运行时，由于补充水的水质较好，系统运行比较稳定，管线系统中的泥沙及粘泥未起什么副作用，当系统水质差，就体现出来了。一表现为系统的排污管线不畅通，二表现为旁滤罐的排污管线不畅通，致使整个系统的正常排污无法顺利进行。因此，当水中漏入油类物质时，使油类物质长期存在于系统中，产生大量的生物粘泥，造成设备严重腐蚀，影响正常生产。
2 寻求解决问题的方法
针对循环冷却水系统存在的问题，我们同有关的单位进行了详细的研究，逐个进行整改。
2.1 化学清洗
由于循环水场的排污管线一直不畅，致使无法清洗整个系统，根据系统的实际情况，我们对排污管线进行了清淤，并且在旁滤罐的反冲洗线上加排污管线，从而使系统排污畅通。在1998年5月份，我厂进行停工大检修，在停工检修之前，我们对整个循环冷却水系统进行了化学清洗，之后大量排污，使系统中的脏东西排出系统外。在大检修过程中，对每台换热器进行了单台清洗。开工之前，我们又对整个系统进行了一次化学清洗及冲洗，使检修过程中产生的脏物排出系统外。经过这次化学清洗，保证整个系统比较干净。
2.2 投加杀菌剂
为了减少系统中存在的菌藻量，剥离系统中设备表面的生物粘泥，我们在清洗过程中投加了大量的杀生剂，如氧化性杀菌剂的最高浓度为80mg/L，非氧化性杀菌剂的最高浓度为120×10-6。在正常运行过程中，我们交替投加氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂(如每三天投加一次氧化性杀生剂，每五天投加一次非氧化性杀生剂)，保证系统中的细菌总数达到标准。我们对加过杀生剂后的循环冷却水的细菌总数进行监测，小于1000个/mL，挂片上的粘泥明显减少。
2.3 堵漏，断绝污染
工艺介质泄漏是系统产生细菌的主要原因，我厂的工艺介质主要为油类物质，它进入到循环冷却水中为水中的细菌提供营养源，产生大量的生物粘泥，从而使水质恶化。为了防止工艺介质的泄漏或者及时找出工艺介质的泄漏点，我们在各装置的循环冷却水的进出口总管处设置了循环水的取样点，及时对循环水进行全分析，了解各装置水冷却器是否有介质泄漏，如果有介质泄漏，及时找出泄漏源，堵漏，保证工艺介质不污染循环冷却水。当循环水的水质状况发生异常时，我们可以从各个装置的循环冷却水的取样点取样进行分析，找出泄漏点，从而为生产现场服务，找出生产中出现的问题。
2.4 调整水质稳定剂配方
根据补充水的水质变化情况，我们进行跟踪挂片腐蚀实验，随时调整水质稳定剂的配方，使循环冷却水的腐蚀倾向和结垢倾向达到最低。1997年8月份以前的配方采用以膦羧酸PBTC为主剂的配方，但实际使用中并不十分理想。目前根据补充水的夏季变化异常，水质腐蚀性比较严重，改进了水质稳定剂的配方，投加了部分无机磷，并取得了较好的防腐效果，改进后的配方阻垢率达到95%以上，同时提高了缓蚀效果。
在调整水处理配方的同时，我们调整了杀菌剂的投加剂量和投加频率，基本控制了菌藻的繁殖。
配方调整前后的腐蚀速率变化如下：1997年挂片的平均腐蚀率=0.3953mm/a；1998年挂片的平均腐蚀率=0.1145mm/a。
结果表明配方调整后腐蚀率达到了国标的要求。
2.5 加强管理
俗话说：“三分药剂，七分管理"，在保证水处理稳定剂正确使用的前提下，我们进行了定岗、定点、定专业的合理化管理。加强了水质化验人员的力量，提高了化验的频率，每4h对循环冷却水进行全分析，提高化验人员本身的素质，保证化验结果准确无误。有专人负责循环冷却水的加药工作，这种合理化管理为循环水的水质良好提供了保证。
3 结论
经过近8个月的整改，循环冷却水的水质有了明显的改善，1998年5月份开工至今，循环冷却水的水质一直很好，为装置的顺利生产提供了保障。
装置开工近一年多，设备工艺介质的泄漏明显减少，可节水70000m3左右，节约水费用10万元；减少设备的泄漏可节约大量的化学清洗药剂，节约药剂费用30万元。提高循环冷却水的水质，减少设备的腐蚀，可以延长设备的使用寿命，减少设备的维修费用，节约设备检修费用30万元；从上面的数字我们可以看出提高循环冷却水的水质，可创造很大的经济效益。