循環(huán)水緩蝕阻垢技術(shù)試驗

周群 代勇 劉小東（大慶油田天然氣分公司）

要使冷卻水形成正常的循環(huán)系統(tǒng)，需要采取兩項關(guān)鍵的處理措施：一是使升溫的冷卻水降低到可回用的溫度，以保持較好的冷卻效果，此過程稱為循環(huán)水的冷卻；二是使循環(huán)水質(zhì)保持穩(wěn)定，防止換熱設(shè)備與管路結(jié)垢和腐蝕。雖然冷卻水在每次使用后的物理性狀變化很小，但長期循環(huán)使用后，會因水中某些溶解物濃縮或散失，塵土積累，微生物滋生等原因，造成設(shè)備內(nèi)垢物沉積或金屬設(shè)備表面腐蝕[1]。天然氣分公司在用冷換設(shè)備大部分采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻，冷卻水雖是循環(huán)使用，但水的再冷卻是通過冷卻塔（池）來進行，冷卻水在循環(huán)過程中要與空氣接觸。部分水在通過冷卻塔（池）時會被蒸發(fā)損失掉，因而水中各種礦物質(zhì)和離子含量也會不斷濃縮增大。若不對冷卻水進行處理，就會造成系統(tǒng)結(jié)垢、堵塞，黏泥菌藻呈爆炸繁殖，嚴重影響系統(tǒng)的平穩(wěn)運行[2]。

1 存在問題

近年大量使用冷卻水的裝置[3]，對水的循環(huán)利用及其處理的要求與日俱增。調(diào)研發(fā)現(xiàn)三大隊北I-1循環(huán)水廠等八個水廠補水堿度相對較高，除個別水廠如喇壓等進行軟化處理外，大部分水廠的補水均為新鮮水，堿度、硬度較高，以碳酸鈣計，堿度基本在400mg/l，硬度基本在200mg/l，總?cè)芙夤绦挝锍畨和饣驹?00mg/l以上，水質(zhì)屬于高堿、高硬水，而系統(tǒng)在運行時基本處在不作加藥處理，或加藥不連續(xù)，尤其是殺菌處理幾乎沒有實施，導(dǎo)致各循環(huán)水廠水質(zhì)較差，粘泥菌藻呈爆炸繁殖，致使循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢、堵塞嚴重，需要增大排污和補水量改善水質(zhì)，嚴重影響了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，浪費了水資源，縮短了設(shè)備使用壽命。如：紅壓淺冷E-502水冷器在2006年10月份檢修中由于管束結(jié)垢嚴重，對其管束進行了更換。紅壓深冷天然氣壓縮機級間水冷器E-103、E-104在2007年7月由于管束結(jié)垢嚴重對兩臺水冷器進行更換。在2008年4月紅壓深冷由于丙烷水冷器結(jié)垢嚴重，大部分管束已經(jīng)堵塞，不能滿足丙烷氣體冷凝要求，丙烷壓縮機基本空載運行，嚴重影響裝置制冷系統(tǒng)的正常運行。

2 加藥方案設(shè)計

調(diào)研了循環(huán)水場現(xiàn)狀，設(shè)計計算條件見表1。

表1 循環(huán)水場現(xiàn)狀

3 藥劑配方篩選試驗及結(jié)果

通過對北I-1等八水場水質(zhì)全分析、垢樣全分析初步判定了紅壓等水場的水型及濃縮后的腐蝕結(jié)垢趨勢，通過大量靜態(tài)腐蝕試驗、靜態(tài)阻垢實驗及動態(tài)模擬試驗篩選出了紅壓、中七、南壓、喇壓等以有機物為垢樣主體的循環(huán)水場緩蝕阻垢劑配方，分別為：XY-101A、XY-101B、XY-101A、XY-401B；篩選出了北Ⅰ-1、北壓、薩南等以碳酸鹽垢為主體的循環(huán)水場配方，分別為：XY-701B、XY-701B、XY-801B。篩選出了殺菌劑配方優(yōu)氯凈、x y－2001殺菌滅藻劑、x y－2002型殺菌剝離劑，三種殺菌劑交替使用，并可根據(jù)天氣冷暖變化，進行投加量調(diào)整，見表2。

表2 各循環(huán)水加藥配方一覽表

4 現(xiàn)場試驗

4.1 加藥試驗進度

2010年4月開始，分別在紅壓、北壓、中七、南壓淺冷、南壓深冷、喇壓淺冷、薩南和、北I-1八個循環(huán)水場進行循環(huán)水加藥試驗，進度安排見表3。

表3 加藥試驗進度

4.2 現(xiàn)場加藥試驗方案

以北I-1循環(huán)水場加藥方案為例。

1）緩蝕阻垢劑投加：

◇如果使用加藥機加藥，將10桶緩蝕阻垢劑倒入加藥罐內(nèi)，7天打凈。再往加藥罐加入10桶緩蝕阻垢劑，再7天打凈，一直循環(huán)即可。

◇如果不用加藥機，可每天直接往塔下水池加1.5桶緩蝕阻垢劑，一直循環(huán)即可。

2）殺菌劑投加：殺菌劑直接加到冷水池中，夏季每10天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。冬季每15天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。

5 經(jīng)濟技術(shù)指標完成情況

到2010年11月3日，循環(huán)水加藥處理試驗研究項目已全部完成，指標達標情況見表4。

表4 指標完成情況

6 結(jié)論及建議

1）通過在北I-1等八套循環(huán)水場進行加藥試驗，水質(zhì)得到了明顯改善，換熱器的換熱效率得到了顯著提高，各項指標基本符合分公司水質(zhì)標準要求。減少了裝置的能耗，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2）在北I-1循環(huán)水場開展加藥試驗時，在各項指標平均值控制范圍內(nèi)時，5月份平均補水量、排污量較去年同期減少1573 t，節(jié)約了水、降低了成本。

3）根據(jù)現(xiàn)場試驗，修正了循環(huán)水水質(zhì)指標，北I-1等八套循環(huán)水場全年可節(jié)水45×104t。

[1]李軍,楊秀山,彭永臻.微生物水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[2]張?zhí)靹?緩蝕劑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.