注氮站循環(huán)水系統的清洗與預膜

第5期-57-腐蝕防護注氮站循環(huán)水系統的清洗與預膜柳玉暉'，程曉民， 魏玉壘(1.克拉瑪依市科比技術(shù)有限責任公司，新疆克拉瑪依834003)(2.克拉瑪依石化公司高壓加氫車(chē)間，新疆克拉瑪依834003)(3.中國石油大學(xué)(華東)， 山東東營(yíng)257061)摘要]針對注氮站循環(huán)水系統出現結垢、腐蝕等問(wèn)題，通過(guò)分析注氮站內、外循環(huán)水系統的特點(diǎn)，制定了清洗加預膜的方案，使水質(zhì)保持穩定，系統得以正常運行。[關(guān)健詞]循環(huán)水系統;結垢;腐蝕;化學(xué)清洗;預膜為了重復利用換熱后的水以節約資源，克內循環(huán)水溫度、流量達不到工作要求，造成壓縮拉瑪依石化公司高壓加氫車(chē)間九區注氮站采用循機油溫過(guò)高，不能正常運轉。環(huán)冷卻水系統。冷水進(jìn)入增壓機和空壓機將熱媒2腐蝕、結垢原因分析體冷卻，水溫升高后進(jìn)入冷卻塔里的冷卻盤(pán)管冷2.1水質(zhì)分析卻，然后再用水泵送入壓縮機循環(huán)使用，該封閉式循環(huán)稱(chēng)內循環(huán)水系統。在冷卻塔里還有一套循首先對補充水、內、外循環(huán)水做了水質(zhì)分環(huán)系統，利用外循環(huán)水來(lái)冷卻盤(pán)管，內循環(huán)水的析，如表2所示。從表中數據可看出，所有水的pH熱量傳遞給外循環(huán)水后，外循環(huán)水再通過(guò)冷卻塔值均大于7，屬堿性水。外循環(huán)水中CI、SO,含量的循環(huán)將熱量帶入大氣，這是外循環(huán)水系統。循超過(guò)2800 mg/L，屬?lài)乐爻瑯?。此外，總固體含量環(huán)水系統運行參數見(jiàn)表1。過(guò)高，說(shuō)明水中無(wú)機鹽類(lèi)、有機物含量很高。外循水的濃縮倍數達到23左右，遠遠超過(guò)正常循環(huán)表1循環(huán)水系統運行參數水運行時(shí)3~5的濃縮倍數。運行參數內循環(huán)冷卻水外 循環(huán)冷卻水表2水質(zhì)分析表循環(huán)水量，m/h2515系統容積，m54分析項目注氮站煉油廠(chǎng) 注氮站內 注氮站外補水補水循水冷卻塔設計溫差，°C1pH值9. 137. 6010. 019. 78濃縮倍數K=2. 5~4|電導率，us/cm| 946339108123860換熱設備材質(zhì)碳鋼、不銹鋼、銅濁度，mg/L0.748| 2. 3691. 83總鐵，mg/L0.044| 0. 1920.147.0由于前期該注氮站未對內、外循環(huán)水系統總硬度，mg/L__ 0119. 90進(jìn)行水質(zhì)處理及控制，導致系統運行中出現了結垢、腐蝕、淤塞和水質(zhì)惡化情況，嚴重影響了注總堿度，mg/L 397.68| 113.72657086氮站的正常運行。為此首先進(jìn)行化學(xué)清洗，使設C032，mg/L88. 390101. 52648 .備恢復正常運轉，進(jìn)而從腐蝕、結垢、微生物三HC03，mg/L220.90 113. 762.41796方面投加各種水處理藥劑來(lái)控制水質(zhì)，問(wèn)題得到C1，mg/L54.68| 17.09104. 61831解決。COD， mg/L1.123 0. 5521.021循環(huán)水系統存在的問(wèn)題042，mg/L108.7| 26.68581.91095內、外循環(huán)水的補充水均使用軟化水，軟化總固，mg/L6721668016225水只是除去部分鈣、鎂離子，而總含鹽量不變。容固，mg/L61209676隨著(zhù)系統的運行，循環(huán)水管線(xiàn)腐蝕、結垢情況日懸浮物，mg/I中國煤化工益嚴重，部分內循環(huán)盤(pán)管腐蝕穿孔，冷卻塔填料作者簡(jiǎn)介:柳玉MHCNM HG"工程師，從事及盤(pán)管結垢嚴重，換熱效率下降，進(jìn)入壓縮機的水處理研究工作15年。石油與化工設備-58- ■腐蝕防腐2010年第13卷2.2內循環(huán)系統結垢、腐蝕原因分析主要清除系統中的鹽垢、生物粘泥、腐蝕從表中數據可看出，內循環(huán)水中CI、SO,含.產(chǎn)物。量不高，兩者濃度之和小于1500 mg/L，對循環(huán)水(1)清洗工藝流程的影響不大，不會(huì )造成嚴重的腐蝕"。而CO3- 含量水沖洗-?中性清洗→水沖洗稍微偏高，且固含量偏高，會(huì )造成- - 定程度的結1)水沖洗:保持水流速度1m/s左右，沖洗垢。內循環(huán)水經(jīng)過(guò)壓縮機高溫油換熱后，溫度較壓縮機冷卻器殼體的污垢。高，而內循環(huán)系統密封措施不完善，造成微生物大量滋生。生物粘泥附著(zhù)在管道及設備上，影響2)中性清洗:投加一 -定濃度 的中性清洗劑，.換熱效率，并造成化學(xué)藥劑和設備隔絕，使藥劑清除以無(wú)機鹽類(lèi)為主的污垢沉積物，采用常溫循無(wú)法發(fā)揮作用。更為嚴重的是粘泥附著(zhù)引起垢下環(huán)方式，將清洗液調勻后由泵注入冷卻器，仔細缺氧產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，最終形成設備腐蝕穿孔2。檢查殼體的反應情況。清洗液循環(huán)時(shí)控制流速為此外，O2從緩沖水箱等處進(jìn)入易對系統產(chǎn)生溶解0.4m/s，溫度為常溫，清洗時(shí)間以現場(chǎng)分析的具體情況確定。開(kāi)始進(jìn)清洗液前應將監測試片掛入掛氧腐蝕。片器中，清洗結束后取出掛片進(jìn)行處理并以該數2.3外循環(huán)系統結垢、腐蝕原因分析由于注氮站地處沙漠，自然條件惡劣，風(fēng)據作為清洗時(shí)的腐蝕率。沙較大，夏季天氣炎熱導致冷卻塔水的蒸發(fā)量很3)水沖洗:確定清洗結束后，在出口處將廢大，致使系統水量減少。為保證系統水量平衡，液排盡，待原水箱抽空后停泵。并在水箱中不斷需要向系統補充軟化水。而不斷蒸發(fā)、補水導致注入新水，對殼體進(jìn)行沖洗直至出水干凈為止。系統濃縮倍數成倍提高，補水帶入的大部分離子(2)清洗效果評價(jià)使一些鹽類(lèi)(NaCL、KCL等)含量也增大.加1)對系統進(jìn)行中性清洗，效果較明顯。加藥之排污量太小，無(wú)法及時(shí)排出水中過(guò)量離子，不5分鐘后油溫由87°C降到76°C，內循環(huán)水出水溫度能達到離子平衡。當達到飽和狀態(tài)后就會(huì )以結晶由35°C.上升到42C，溶液由灰白色變?yōu)樽丶t色，態(tài)在冷卻塔的盤(pán)管上、淋水填料上析出，產(chǎn)生大濁度由3.42 mg/L上升到516 mg/L。經(jīng)過(guò)8小時(shí)的強量沉淀物。結垢使填料的間隙減小，增大傳質(zhì)阻制循環(huán)清洗，系統油溫降至68~70C，循環(huán)水溫力，影響氣液兩相的熱傳遞，導致冷卻塔整體熱度上升到46"C。效率下降。2)根據《工業(yè)設備化學(xué)清洗質(zhì)量標準》中清循環(huán)水濃縮后，成為高鹽堿度水，水中含有洗對設備的腐蝕率的規定。大量的Cr，它的高極性會(huì )促進(jìn)腐蝕反應，高穿透表3工業(yè)設備化學(xué)清 洗質(zhì)量標準性易穿透金屬表面的保護膜，造成縫隙和孔蝕等局部腐蝕。SO2 是腐蝕性離子，含量高時(shí)電導率材質(zhì)腐蝕率升高，腐蝕傾向增加。因此CI、sO,- 含量增高是鐵及鐵合金< 6g/ (mh)導致盤(pán)管腐蝕穿孔的重要原因。銅及銅合金< 2g/ (m?h)此外，大氣中多種雜質(zhì)(塵埃、懸浮固體、清洗完成后對監測掛片進(jìn)行處理，計算溶解性氣體)會(huì )通過(guò)冷卻塔敞開(kāi)部分不斷進(jìn)入冷本次清洗的腐蝕率，碳鋼掛片腐蝕率為0.3144卻系統中形成污垢，系統微生物繁殖及其分泌形g/(m'h)，銅質(zhì)掛片腐蝕率為0.0744 g/(m2h)，不銹成的粘垢，這些粘泥附著(zhù)力很強，會(huì )引起冷卻塔鋼腐蝕率為0.0466 g/(m'h)，均符合標準要求。換熱效率的降低以及垢下腐蝕4。3.2外循環(huán)系統的清洗3循環(huán)水系統的化學(xué)清洗及效果外循環(huán)清洗主要針對無(wú)機鹽類(lèi)的沉積物，清鑒于系統內結垢、腐蝕情況嚴重，采取化學(xué)洗過(guò)程主要以酸洗為主。清洗的方法，以清除金屬表面的無(wú)機鹽垢、金屬銹蝕產(chǎn)物、污垢等，通過(guò)預膜在金屬表面生成層致密的保護膜減緩對金屬的腐蝕，在日常運行水沖洗→酸洗->水沖洗→預膜中對形成的保護膜進(jìn)行維護或修補，保證裝置連1)水沖中國煤化工、泥污等雜續高效率的運行。質(zhì)去除。加,可防止酸3.1內循環(huán)系統的清洗洗過(guò)程對設備YHCNM H G'第5期柳玉暉等注氮站循環(huán)水系統的清洗與預膜2)酸洗:待緩蝕劑運行均勻后，加入15%4運行效果及建議(m/v) 的酸洗液。采用常溫循環(huán)方式，進(jìn)酸時(shí)4.1運行效果仔細檢查設備的反應情況，并且每30分鐘測量一清洗后近一年來(lái)，循環(huán)水系統運行平穩，次酸度，待酸度趨于穩定說(shuō)明鹽堿類(lèi)物質(zhì)反應耗腐蝕、結垢問(wèn)題得到了控制，腐蝕速率20"鋼盡。開(kāi)始加酸前將檢測掛片放入冷卻塔水池中，為0.00374mm/a，不銹鋼為0.000 lmm/a，銅為酸洗結束后取出進(jìn)行處理，計算清洗的腐蝕率。0.00115mm/a， 均小于循環(huán)水系統的控制指標。3)沖洗:酸洗結束后停機，在放空口將廢液4.2建議排盡，人工清理冷卻塔水池底部的污垢和泥沙，加強外循環(huán)水系統的排污工作，采用每天三然后用大量清水進(jìn)行徹底沖洗，直至水的pH值排制，即每8小時(shí)排污一一次。 考慮到排污量過(guò)大造>4.5為止，為下一步處理做好準備。由于補水堿性成水資源和投加藥劑浪費，因此在保證水質(zhì)穩定較高，所以可省略中和步驟。的情況下，每次排污量不超過(guò)0.2m’。4)預膜:系統開(kāi)始補水，待運行正常后在外對外循環(huán)系統的噴淋設施進(jìn)行改造，使布水循系統中投加一一定濃度的預膜劑，清洗結束。更均勻;加裝監測掛片器，直觀(guān)地反映系統出現(2)清洗效果評價(jià)的情況。1)經(jīng)清洗后冷卻塔內盤(pán)管，垢類(lèi)和腐蝕產(chǎn)加強循環(huán)系統的密閉及防護措施，最大程度物均洗去，露出材質(zhì)本色:濾料表面的鹽垢被溶降低外界的塵埃、懸浮固體、可溶性氣體及雜質(zhì)解，使水淋更均勻，清洗效果明顯。對水質(zhì)的影響。外循環(huán)系統冷卻塔里的配水系統不均勻，導致所投加的藥劑不能全面覆蓋發(fā)揮作用。建議裝置改進(jìn)配水管線(xiàn)，使冷卻水塔配水均勻，更加穩定、高效地運行?！魠⒖加肢I[1]武獻春，李文立循環(huán)水系統點(diǎn)蝕與微生物粘泥的綜合治理[J].河北化工， 2003,(5):55-56.[2]呂慧，戴新麗，高建權.煉油廠(chǎng)系統微生物影響因素及控制刀。 全面腐蝕控制，2009,，(11) : 41-43.[3]黃風(fēng)林，李楷，楊敏等.不銹鋼換熱器的腐蝕原因分析清洗前清洗后及解決辦法[D].石油和化工設備，2008，(12) :45-47.[4]趙明，李艷榮。循環(huán)水結垢和腐蝕的機理及其控制D].油氣儲運， 1998，17 (2) : 25-28.收稿日期: 2010-03-25: 修回日期: 2010-04-28圖1化學(xué)清洗前、 后對比圖2)經(jīng)計算，本次腐蝕率，碳鋼掛片腐蝕率為0.8604 g/(m?h)，銅質(zhì)掛片腐蝕率為0.0372中國煤化工g/(m'h)，不銹鋼腐蝕率為0.0567 g/(m'h)， 均符合MYHCNMHG《工業(yè)設備化學(xué)清洗質(zhì)量標準》。