煤化工循環(huán)水系統(tǒng)不停車清洗與預(yù)膜

郝紅霞

（中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工（寧夏）有限公司，寧夏銀川750001）

煤化工循環(huán)水系統(tǒng)不停車清洗與預(yù)膜

郝紅霞

（中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工（寧夏）有限公司，寧夏銀川750001）

循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)垢、腐蝕、藻類繁殖、物料泄漏是影響水冷卻器使用壽命的主要原因。結(jié)合煤化工循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行，介紹了不停車清洗預(yù)膜的主要操作措施。

黏泥剝離；酸洗；預(yù)膜

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，其冷卻設(shè)備的金屬表面常常沉積各種物質(zhì)，如碳酸鹽、磷酸鹽等鹽類的硬垢、金屬腐蝕產(chǎn)物以及生物黏泥等，這些沉積物的存在大大降低了設(shè)備的傳熱效果，損耗傳送動(dòng)力，浪費(fèi)了能源，引起金屬的垢下腐蝕，影響生產(chǎn)的運(yùn)行、降低了生產(chǎn)效益。所以冷卻水系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗及預(yù)膜，以除去金屬表面上的沉積物并在潔凈后的金屬表面形成一層完整的耐腐蝕保護(hù)膜，確保生產(chǎn)裝置安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行[1-3]。

1 某煤化工循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行狀況

寧夏某煤化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)共有三套裝置，即一循、二循、三循裝置。其中三循裝置循環(huán)量為30 000 m3/h，系統(tǒng)保有水量10 000 m3，擔(dān)負(fù)向1，4丁二醇、聚四氫呋喃2個(gè)裝置提供循環(huán)冷卻水的任務(wù)，系統(tǒng)內(nèi)有水冷卻器過(guò)百臺(tái)，材質(zhì)分別為碳鋼、銅、304、316L，換熱器的主要類型有套管式、管翹式、板式等。正常生產(chǎn)時(shí)，三循系統(tǒng)所采用的水穩(wěn)定劑為“有機(jī)磷+鋅鹽”復(fù)合配方，pH值范圍為7.0～9.0。日常投加次氯酸鈉進(jìn)行殺菌，并交替沖擊投加非氧化性殺菌劑。

2012年循環(huán)水投運(yùn)初期，系統(tǒng)清洗、預(yù)膜時(shí)部分換熱器未投用，且系統(tǒng)管徑較大導(dǎo)致管道內(nèi)鐵銹、焊渣、泥沙未徹底清除，造成部分換熱器垢下腐蝕嚴(yán)重，直接影響換熱器的換熱效率及使用年限，且運(yùn)行過(guò)程中因換熱器存在泄漏現(xiàn)象，導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)不定期超標(biāo)較嚴(yán)重，為確保換熱效果和改善水質(zhì)，不得不增大排污量，濃縮倍數(shù)一直處于較低指標(biāo)運(yùn)行。2015年前三季度主要運(yùn)行數(shù)據(jù)（見表1）。

從表1可看出以下問(wèn)題：

（1）前三季度水質(zhì)濁度控制除3月超標(biāo)嚴(yán)重（指標(biāo)為≤10 mg/L）外，最高達(dá)480 mg/L，其他月基本在范圍之內(nèi)。

（2）二、三季度總鐵數(shù)較高，最高達(dá)6.7 mg/L。

（3）因系統(tǒng)物料泄漏，COD二、三季度不達(dá)標(biāo)（指標(biāo)為≤60 mg/L），最高達(dá)1 785 mg/L。

（4）因細(xì)菌控制不理想，異養(yǎng)菌數(shù)經(jīng)常超標(biāo)，一年只有1月、2月、10月數(shù)據(jù)合格，其余月均超標(biāo)。

（5）檢測(cè)掛片有較明顯的腐蝕傾向，腐蝕速率最高達(dá)0.2 mm/a。

2015年11月初，以水質(zhì)置換為目的，對(duì)三循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行不停車清洗、預(yù)膜。

表1 2015年三循環(huán)水質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

2 化學(xué)清洗

化學(xué)清洗過(guò)程由黏泥剝離、酸洗兩過(guò)程組成，由于三循管網(wǎng)系統(tǒng)換熱器管束內(nèi)壁積累大量黏泥、銹瘤及硬垢，這些垢類成分多為Fe2O3、Fe3O4、CaCO3等物質(zhì)，只有將管壁淺層的黏泥剝離掉再酸洗，才能較徹底將換熱器本體表面的金屬面露出。

2.1 黏泥剝離

清洗劑中的主要成分為有機(jī)磷、聚磷、表面活性劑、螯合除銹劑等，目的是剝離系統(tǒng)內(nèi)的黏泥、腐蝕產(chǎn)物等。三循清洗時(shí)，分別投加生物分散劑和次氯酸鈉，投加濃度分別為30 mg/L、10 mg/L，運(yùn)行48 h濁度不再上升后轉(zhuǎn)入排污，換水邊補(bǔ)邊排至濁度10 mg/L以下。

2.2 酸洗

本次酸洗采用保守清洗方式（pH控制在5.5～6.0），酸洗過(guò)程進(jìn)行了53個(gè)小時(shí)（見表2）。

從表2可見：（1）酸洗4小時(shí)后開始發(fā)揮作用，集水池濁度從第2小時(shí)的24 mg/L上升到第16小時(shí)的34 mg/L；余氯從第4小時(shí)的0.06 mg/L上升到第16小時(shí)的0.12 mg/L，說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)較“臟”，大量黏泥、腐蝕產(chǎn)物被剝離下來(lái)，酸洗效果明顯。

表2 酸洗過(guò)程水質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

（2）總鐵從第4小時(shí)的2 mg/L上升到第16小時(shí)的3 mg/L，說(shuō)明系統(tǒng)有較多的腐蝕產(chǎn)物，清洗劑對(duì)除銹效果明顯。

3 預(yù)膜

因循環(huán)水補(bǔ)水采用經(jīng)雙膜（UF+RO）處理后的回用水，堿度、硬度較低，為使預(yù)膜達(dá)到最佳效果，先投加氯化鈣確保水中鈣硬不低于80 mg/L，系統(tǒng)運(yùn)行1 h后，再投加預(yù)膜劑、緩蝕劑、分散劑和銅緩蝕劑，pH控制6.0～7.0，塔池及監(jiān)測(cè)換熱器全部參加預(yù)膜，預(yù)膜時(shí)間控制48 h（見表3）。

表3 預(yù)膜洗過(guò)程水質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

從表3可見：

（1）預(yù)膜過(guò)程中濁度控制很好（≤10 mg/L），說(shuō)明系統(tǒng)酸洗后置換時(shí)間較短，置換較徹底；pH控制較理想，為預(yù)膜創(chuàng)造良好條件。

（2）總磷控制波動(dòng)較大，開始藥劑的投加量偏小，但整個(gè)過(guò)程pH控制穩(wěn)定，形成磷酸鈣垢的可能性不大，對(duì)膜的致密性影響較小。

（3）鈣離子的控制只有兩個(gè)分析數(shù)據(jù)，總磷上升過(guò)程中未監(jiān)測(cè)，當(dāng)鈣離子低于50 mg/L時(shí)，預(yù)膜時(shí)難以生成密實(shí)的保護(hù)膜，因此，為確保成膜效果最佳，預(yù)膜時(shí)各階段的指標(biāo)監(jiān)控尤為重要。

4 預(yù)膜效果評(píng)價(jià)

預(yù)膜后，塔池、監(jiān)測(cè)換熱器掛片成膜效果較好（大于10 s，實(shí)測(cè)最長(zhǎng)為28 s以上），整體在線預(yù)膜效果較好，但長(zhǎng)期沉積的銹疤、硬鈣及管內(nèi)殘存黏泥未徹底清理干凈，待大檢修時(shí)對(duì)特殊換熱器進(jìn)行單獨(dú)的離線清洗（見表4）。

表4 掛片效果檢測(cè)統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論

運(yùn)行中換熱器的泄漏使循環(huán)水水質(zhì)污染，系統(tǒng)菌數(shù)增加產(chǎn)生大量污垢，影響換熱效果，同時(shí)，導(dǎo)致設(shè)備垢下腐蝕嚴(yán)重，存在較高的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。本次不停車化學(xué)清洗、預(yù)膜整體效果較好，有效地確保了主裝置的正常生產(chǎn)。今后，在循環(huán)水的日常管理中應(yīng)對(duì)緩蝕、阻垢、殺菌進(jìn)行嚴(yán)格控制，制定物料泄漏時(shí)的應(yīng)急處理預(yù)案，避免腐蝕或結(jié)垢傾向，確保水質(zhì)的良性循環(huán)。

［1］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

［2］金熙，項(xiàng)成林，齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［3］李文融，曾堅(jiān).循環(huán)冷卻水處理手冊(cè)［M］.天津：科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

Non stop cleaning and pre membrane for coal chemical circulating water system

HAO Hongxia
（Sinopec Great Wall Energy Chemical（Ningxia）Co.，Ltd.，Yinchuan Ningxia 750001，China）

During the operation process of the circulating water system,scale,corrosion,algal bloom and material leakage are the main reason to influence the service life of the water cooler. The article introduced the main operating measures for membrane cleaning without plant stop combining with the operation of the circulating water system in coal chemical industry.

strip of sticky mud；pickling；pre-film

TE980.5

B

1673-5285（2016）12-0137-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.034

2016－10-19

2016－10-24

郝紅霞，女（1974-），大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，主要從事化學(xué)水處理、污水處理、中水回用處理技術(shù)工作，現(xiàn)任寧能化公司生產(chǎn)技術(shù)科水處理工藝管理，郵箱：hhxyxy@163.com。