循環(huán)水水質(zhì)對生產(chǎn)的影響

段正剛

（遼寧鼎際得石化股份有限公司，遼寧營口 115000）

水作為化工廠最廣泛應(yīng)用的冷卻介質(zhì)，現(xiàn)階段絕大多數(shù)冷卻形式為循環(huán)式，即循環(huán)水在換熱設(shè)備中將物料降溫后其自身再經(jīng)涼水塔降溫后進(jìn)入循環(huán)水池，再通過循環(huán)水泵打到換熱設(shè)備中，以達(dá)到循環(huán)利用。但由于pH，物料泄漏，溶解鹽類的濃縮等原因，極易造成循環(huán)水水質(zhì)惡化，影響循環(huán)水系統(tǒng)的平穩(wěn)運行以及裝置生產(chǎn)的平穩(wěn)長效運行。本文主要對循環(huán)水影響因素進(jìn)行分析。

1 pH對循環(huán)水系統(tǒng)影響

由于化工廠中絕大多數(shù)循環(huán)水系統(tǒng)管件為碳鋼材質(zhì)，而碳鋼材質(zhì)在弱酸性條件下就極易造成腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生，循環(huán)水堿性也不能太強(qiáng)，堿性太強(qiáng)極易造成結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生，并且嚴(yán)禁水pH在8.0～8.4，這一區(qū)間是在堿性狀態(tài)下腐蝕速率最快的區(qū)間。因此循環(huán)pH對于水循環(huán)系統(tǒng)影響很大，這就要求化工企業(yè)要控制好pH，長春化工的循環(huán)水pH要求在25℃時在7.2～8.0，水質(zhì)呈現(xiàn)弱堿性。

2 濃縮倍數(shù)對循環(huán)水系統(tǒng)的影響

濃縮倍數(shù)是循環(huán)水系統(tǒng)平穩(wěn)運行的一個重要指標(biāo)，通常情況下采用循環(huán)水的電導(dǎo)率與新鮮補(bǔ)水中的電導(dǎo)率的比值作為循環(huán)水濃縮倍數(shù)（由于榮興水庫補(bǔ)充水的電導(dǎo)率在850μS/cm，因此長春化工的循環(huán)水的電導(dǎo)率要求＜5 000μS/cm，比一般化工廠要高一些）。在理論情況下，濃縮倍數(shù)越高，代表著補(bǔ)水量越少，也就是在去除損耗下越節(jié)約水。但過高的濃縮倍數(shù)會造成系統(tǒng)中鈣鎂離子濃度、堿度、濁度的增加，使結(jié)垢的可能性大大增加，還可能會造成循環(huán)水中的腐蝕性離子及物質(zhì)增加，使腐蝕控制難度增加。因此濃縮倍數(shù)并不是越高越好，但也不是越低越好，濃縮倍數(shù)太低，代表著經(jīng)常置換水，增加經(jīng)濟(jì)成本。一般化工廠濃縮倍數(shù)都在4以上，長春化工的循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)暫時控制在4～6之間。

3 腐蝕對循環(huán)水系統(tǒng)的影響

腐蝕是循環(huán)水系統(tǒng)的三大問題之一，循環(huán)水系統(tǒng)中管線以及換熱器很容易發(fā)生腐蝕，極易造成物料泄漏，影響產(chǎn)品品質(zhì)及污染循環(huán)水水質(zhì)，甚至嚴(yán)重的還會造成非計劃停工停產(chǎn)，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由于一般情況下?lián)Q熱器多數(shù)為管殼式，在微泄漏下很不容易被發(fā)現(xiàn)。表1為一次冷卻器泄漏實例：

表1 V-572罐物料純度取樣表

V-572罐為T-571 BDO（1，4-丁二醇）純化塔塔頂物料罐，其內(nèi)為BDO成品，控制的水分要求小于100×10-6，但在取樣過程中無論再怎么拉負(fù)壓，水分還是不合格，不但造成了取樣時間縮短（正常2h/次），增加破取樣品浪費及人力資源浪費，最后水分還是沒有合格而且由于罐體液位無法積存，只能打到中間成品罐中臨時儲存。最讓人迷惑的是水分在拉負(fù)壓下會有見好趨勢，以至于主控錯誤判斷，在經(jīng)過接連2罐料水分均不合格的情況下，最后才切換了塔頂換熱器，水分之后才合格。其實在這過程中也有懷疑過換熱器列管泄露，但在取過換熱器進(jìn)回水樣品后，經(jīng)化驗分析各成分均正常，這給了一個誤導(dǎo)，之后在檢查換熱器時發(fā)現(xiàn)列管中有一處輕微腐蝕漏點。所以，腐蝕的危害很大，很隱蔽，尤其管殼式換熱器均為密閉狀態(tài)下，如果不是所化驗成品對水分有要求，很難去及時發(fā)現(xiàn)并排查。影響腐蝕的因素有很多，例如堿度、溫度、含鹽量、腐蝕性氣體、微生物等，在長春化工中通過添加緩蝕劑3DT129（一種鋅、磷酸鹽PSO的復(fù)合緩蝕劑）來控制腐蝕。

4 水垢對循環(huán)水系統(tǒng)的影響

水垢是循環(huán)水系統(tǒng)的三大問題之一，水垢的產(chǎn)生直接影響換熱器的換熱效果，增加能耗。如水垢層過厚不只是增加了能耗，嚴(yán)重的還會影響設(shè)備的使用壽命，引起垢下腐蝕，增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。最嚴(yán)重的是堵塞列管，直接造成停工停產(chǎn)。水垢一般是由于循環(huán)水溫度升高，成垢鹽類析出；或者是由于水濃縮倍數(shù)過高，造成成垢鹽類離子濃度上升，超過溶度積，并超過過飽和度。水垢一般是在表面毛糙或水流滿的地方聚集，并越積越多，若不及時處理，就會形成很厚的水垢層，并慢慢堵塞列管。一般而言，降低水垢的方法就是降低離子濃度，降低濃縮倍數(shù)，增加化學(xué)試劑。在長春化工中使用阻垢分散劑3DT120來穩(wěn)定和分散磷酸鈣、鋅和鐵以及懸浮物，維持金屬管線及換熱器表面清潔，減少能耗。

5 微生物對循環(huán)水系統(tǒng)的影響

微生物滋生是循環(huán)水系統(tǒng)的三大問題之一，微生物的大量繁殖及新陳代謝引起的黏結(jié)物導(dǎo)熱性差并難以清除，逐漸產(chǎn)生水垢。生物黏泥又會導(dǎo)致垢下腐蝕，微生物本身也會引起金屬腐蝕。而微生物所產(chǎn)生的結(jié)垢及腐蝕會加重循環(huán)水系統(tǒng)本身的結(jié)垢和腐蝕，從而惡性循環(huán)?，F(xiàn)階段長春化工所應(yīng)用的是以次氯酸鈉作為殺生劑，有效消除循環(huán)水中的微生物，從而有效保證系統(tǒng)長久穩(wěn)定生產(chǎn)。

6 電導(dǎo)率與循環(huán)水系統(tǒng)的關(guān)系影響

電導(dǎo)率代表了水中的含鹽量，電導(dǎo)率越高水中的含鹽量越高。水中含鹽量過高，會使水的導(dǎo)電性增大，增大腐蝕電流，使腐蝕速率增加。

7 循環(huán)水水溫對循環(huán)水系統(tǒng)的關(guān)系影響

循環(huán)水水溫是影響換熱效果的一個重要因素之一，水溫過高，會造成換熱器冷卻效果降低，達(dá)不到所需冷后溫度。循環(huán)回水降溫一般是經(jīng)涼水塔，在風(fēng)扇作用下達(dá)到降溫目的，而要想水溫過低，勢必要增大風(fēng)扇電機(jī)頻率，這會造成水損失及能耗增加。同時由于換熱設(shè)備一般對冷后溫度也有工藝指標(biāo)，為達(dá)到這一指標(biāo)會降低水流速，這將增大結(jié)垢概率。一般情況下循環(huán)水上水溫度要求在30～34℃。

除以上外，對于循環(huán)水質(zhì)分析項目還有很多，例如硬度、鈣度、濁度等，都會影響到循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在日常維護(hù)中，由于長春化工的循環(huán)水來源為盤錦榮興水庫，除添加必要的緩蝕劑、阻垢劑及殺生劑以外，還會定期加入殺藻劑及消泡劑來殺除水中微生物。除這些外，半封閉及敞開式循環(huán)水池還會有旁濾系統(tǒng)來去除淤泥等雜質(zhì)及置換循環(huán)水。長春化工的旁濾系統(tǒng)共設(shè)置有兩臺砂濾機(jī)，以濾石與石英砂為濾材，進(jìn)行通水過濾，2臺砂濾機(jī)正洗時差24h，并且每臺在通水正洗24h后進(jìn)行8min的反洗工序，反洗過程中外排53m3的循環(huán)水來去除附著的淤泥以及置換水池中循環(huán)水，來達(dá)到去淤泥及降低濃縮倍數(shù)的目的。

8 結(jié)語

在化工生產(chǎn)中，不論產(chǎn)品的冷卻還是設(shè)備的冷卻，循環(huán)水都是最常用的冷卻劑，保證循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定就是保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)。因此，應(yīng)每日監(jiān)控水質(zhì)，及時發(fā)現(xiàn)并處理相關(guān)問題，為循環(huán)水系統(tǒng)，為企業(yè)效益保駕護(hù)航。