1、循环水系统存在问题及原因
某炼油厂循环水场处理水量约1500 t/h,供应全厂各个装置30多台水冷器使用。
从1998年开工以来,由于用剂不当,1999年炼油厂的水冷器泄漏突然加剧,到年底共泄漏了1台,2000年有2台次泄漏,2 001年有3台次泄漏。从2 000年大检修期间水冷器鉴定情况看,系统中有相当一部分水冷器管束堵死,腐蚀相当严重,油泥较重。汇总所鉴定水冷器的垢样成份分析值可看出:Fe2O3和550℃有机物含量偏大,说明冷却器铁锈、油泥较重,其主要原因是系统泄漏严重所致。频繁的物料泄漏,使得系统水质和设备的严重污染,造成了系统中菌藻的大量繁殖,粘泥滋生,设备严重腐蚀,粘泥油污堵塞水冷器管束,为了处理物料泄漏,置换了大量的新水和排掉了大量的药剂,系统长期降低浓缩倍数运行,形成了循环水系统的恶性循环。
造成循环水系统被动局面的主要原因有:①是缓蚀阻垢剂配方的阻垢缓蚀效果差,抗冲击和污染能力差;②是杀菌剂已产生了抗药性,杀菌效果差,同时杀菌方法也不当;③是水冷器工艺存在缺陷,导致循环水流速低、温度超标;④是水冷器物料泄漏后处理方法不当;⑥是管理不到位。
2、循环水水质改进措施
2.1 缓蚀阻垢剂的评选
根据炼油厂补充水状况及水质类型的判断,确定使用以膦羧酸,膦酸盐,AMPS共聚物,锌盐为主组成的复合缓蚀阻垢剂配方,经过多次复配,多次鉴定,也和市场上的药剂对比,最后筛选了两种新配方用于循环水系统。在使用之前,我们对这两种新配方GF-4和市场上的缓蚀阻垢剂进行了试验,同时与旧配方进行对比。试验方法按中国石油化工总公司冷却水分析和试验方法。
2.1.1 静态试验
表1 静态试验数据
药 剂
市剂
GF-4
原用市剂
碳酸钙阻垢率(%)
91.57
92.12
73.82
磷酸钙阻垢率(%)
35.9
36.1
25.8
旋转挂片腐蚀速率(mm/a)
0.017
0.021
0.064
注:药剂投加浓度为60 mg/L。
2.1.2 动态模拟试验
表2 动态模拟试验数据
药 剂
水质条件
药剂浓度(mg/L)
试验天数
浓缩倍数
腐蚀速率 (mm/a)
粘附速率(mcm)
GF-4
正常水质
60
15
4.5-5.5
0.029
4.32
苛刻水质
0.070
8.30
市场缓蚀阻垢剂
正常水质
60
15
4.5-5.5
0.032
4.18
苛刻水质
0.067
9.52
控制指标
腐蚀速率:很好0-0.037 mm/a,好0.037-0.070 mm/a,可以允许0.070-0.093 mm/a;
粘附速率:很好0-10 mcm,好10-20 mcm,可以允许20-30 mcm。
注:试验水质:①正常水质为-水源新水; ②苛刻水质为-水源新水补油50mg/L,总铁1.5mg/L。
2.1.3 工业放大试验
表3 两种药剂工业放大试验结果
药 剂
GF-4
系统名称
北线
时 间
腐蚀速率mm/a
粘附速率mcm
2001-11
0.082
8.72
2001-12
0.098
8.37
2002-1~2
0.091
6.28
2002-3
0.089
13.84
2002-4
0.050
8.24
2002-5
0.006
5.05
2002-10
0.033
2.90
2002-11
0.002
0.56
平均值
0.056
6.74
注:ZJ-720和ZJ-014投加浓度均为60mg/l。
由表2、3数据可得到如下结论:
(1)GF-4缓蚀性能较强,试管和挂片表面清洁,无点蚀和锈蚀,腐蚀速度在正常水质条件下达到很好级别,在苛刻水质条件下达到好级别。
(2)GF-4具有优异的阻垢性能,在浓缩倍数为4.5-5.5的条件下,其粘附速率在正常水质和苛刻水质条件下均达到很好级别。
(3)GF-4具有较强的抗水质污染能力,在苛刻水质条件下仍可以控制腐蚀和结垢。
结论:
(1)GF-4缓蚀阻垢剂在我厂运用近一年来,各项运行指标和监测数据均达到并优于国标GBJ50-96、中石化总公司生产部有关规定的要求。2002年大修期间,设备鉴定检查,水相管束及封头均无明显的锈蚀、污垢发生,检查的水冷器状况明显优于国内同类装置同期检修水平。
(2)GF-4缓蚀阻垢剂在较恶劣条件下仍具有较好的缓蚀阻垢性能,使用这两种药剂处理后的水所形成的污垢极其疏松,这样既不影响传热,而且便于清洗。