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循环水系统介质泄漏及节水减排的有效措施

来 源:中华水网   发布时间:2011-02-28 移动版

        0前言
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   冷却器是炼油企业生产中重要的设备,主要用于介质的冷凝和冷却。由于长期运行,以及循环水水质较差等原因,很容易使冷却器发生泄漏,影响装置的正常运行。因此,了解装置冷却器泄漏对循环水水质产生的危害,并找到查漏的有效途径,对于循环水的管理至关重要,有利于节水减排。
  
  1 冷却器泄漏对循环水系统的危害
  
  冷却器泄漏严重污染循环水。循环水是密闭循环系统,一旦被污染,得不到及时处理,水质将发生变化,给循环水系统造成了较大危害,泄漏时间越长,对循环水系统危害越严重。同时泄漏介质给循环水系统中微生物的迅猛繁殖提供了丰富的营养物,随着时间的推移,泄漏介质及其变性物被微生物所消耗。迅猛繁殖的细菌、细菌代谢产物及其所粘附的泥沙形成了危害更大的生物粘泥。因为生物粘泥附着的地方,将成为垢下腐蚀及点蚀的部位,导致冷却器管束的泄漏。随之而来循环水系统用大量新鲜水置换,造成水资源的严重浪费。
  因此,做好循环水系统的管理,尽早发现物料泄漏征兆,尽快找出漏点并及时将泄漏冷却器从系统中切除,是保证循环水水质的一个重要手段。
  
  2 冷却器泄漏的原因分析
  
  2.1 系统简述
  中国石油哈尔滨石化公司是石油化工企业。共有三座循环水凉水塔,总循环供水能力为:2.4万立方米/小时,分别由循环水场供给。近几年来,装置中的冷却器,有很多曾发生过泄漏现象。
  2.2 引起冷却器的泄漏主要有如下几方面因素
  (1)换热介质腐蚀性较强。比如装置掺炼俄罗斯原油,硫化氢的含量较高,引起冷却器管束介质侧发生泄漏。
  (2)微生物腐蚀。在循环水系统中,适宜的环境极易繁殖大量的微生物,从而引起微生物腐蚀。循环水中含有铁离子,它很容易繁殖铁细菌。铁细菌是好氧菌,它可以将二价铁氧化为三价铁沉淀下来,同时产生大量粘液,构成锈瘤。由于它们耗氧,而生成的锈瘤又阻碍氧的扩散,锈瘤下面的金属表面常常处于缺氧状态,从而构成氧浓差电池,引起管束腐蚀穿孔。
  (3)循环水水质差。水中的泥沙、尘埃、腐蚀产物、水垢以及水中氯离子等在水中形成沉积物,覆盖在金属表面,从而引起冷却器的缝隙腐蚀或点蚀。
  (4)生产装置操作不平稳,介质压力突然升高,也会引起冷却器短时间内泄漏。
  另外,因冷却器的制造问题而使冷却器发生泄漏的现象在实际生产中也会碰到。
  
  3 泄漏物料的判断
  
  3.1 轻柴油冷却器泄漏的判断
  轻柴油不溶于水,遇水易发生乳化。轻柴油漏入循环水中,即发生乳化,能从循环水中析出黄白色的油沫,使循环水的颜色灰白。
  3.2 轻组分冷却器泄漏的判断
  压缩富气、液化气均为轻组分,以C1-C4组分为主,在常温常压下以气体的状态存在,因此发生泄漏后,最明显的反应是系统压力有异常波动,在凉水塔下有油汽味。从分析数据中也可得出,压缩富气的硫化物含量较高,2000-3000mg/l,液化气中硫化物含量略低些,1500-2500mg/l,这两种介质泄漏一段时间后,循环水的硫化物含量上升,COD上升,硫细菌将循环水中硫化物转化为硫酸,循环水的碱度、PH值下降。

       4 查找漏点的手段
  
  装置发生泄漏后,首先应找出泄漏的冷却器,及时从系统中切除。因此查漏的手段是否健全、快速、有效是关键。
  4.1 PH值监测方法
  如果泄漏的物料有明显的酸碱性,可以利用PH值来确定冷却器是否发生泄漏。
  4.2 油含量监测方法
  如果泄漏的物料为较重组分的油,如轻柴油、重柴油等,通过冷却器出入口油含量的差值,判断冷却器是否发生泄漏。
  4.3 COD监测方法
  COD的多少反映了循环水中有机物的含量。炼油厂泄漏的介质基本为有机物,因此通过监测目标冷却器出入口COD值能很直观地判断出冷却器是否发生泄漏。
  4.4 用特定的仪器监测
  美国GE-Betz公司生产一种查轻组分泄漏的专用仪器,利用这种仪器采集目标冷却器出入口的气体,对采集的气体进行色谱分析,根据检测结果判断冷却器是否泄漏,泄漏的是何种介质。这种监测方法仪器安装比较繁琐,气体采集时间较长,但准确度较高。
  4.5 粘泥监测箱存集气体监测
  在线安装粘泥监测箱。轻组分介质泄漏会在系统存集大量气体,在粘泥监测箱内能很直观地体现出来。将粘泥监测箱密封好,在上部开一采样孔,当粘泥监测箱内原存集的空气被泄漏的轻组分置换完全后,用双联球采样器采集箱内气体,用色谱分析气体组分,确定泄漏的组分,定位泄漏的冷却器。这种监测方法要求粘泥监测箱密封要好,同时要将箱内的空气置换干净之后再采集气样,否则会干扰组分的判断。
  
  5 系统管理上采取的措施
  
  (1)水质专业管理部门加大管理力度,投用循环水水质监测设备,加强药剂检定工作,同时对各装置的水冷器不定期的进行监测。
  (2)加强水冷器泄漏检查,相关装置工艺人员积极配合采样分析,查找漏点,在最短的时间内发现漏点,避免影响循环水水质。
  (3)完善循环水管理制度,制定相应的奖惩措施,提高装置管理人员的水质管理意识。采取多种形式向装置人员灌输循环水水质对装置生产的影响,使装置人员对循环水水质管理意识提高,积极主动参与循环水水质的管理,不随意排放循环水,出现问题积极主动解决。目前开展的装置操作人员每班自查冷却器泄漏,就起到良好的效果。
  (4)引进先进的水处理技术,更新水处理理念。近年来国内外出现了很多先进的水处理技术和水处理设施,比如加药方式由随机的冲击式加药可以改为有目的、有方向性的连续加药;加药设施可以改为自动加药等。现场监测设备发展也很快,根据需要适当投用粘泥、腐蚀等监测设备,使我们可以从多方位、多角度来衡量和判断系统的运行状况及出现的问题。
  
  6 结论
  
  介质的泄漏是影响循环水水质指标的首要因素,因此发生泄漏后,关键是要掌握各种冷却的介质进入循环水后,会出现何种现象,带来何种危害,然后根据分析数据及水质的表观现象,借助现场监测仪器,准确地判断泄漏的是何种介质,有针对性地去查找漏点。根据泄漏介质的不同,选择合适的查漏方法,采取适宜的处理方案来改善水质,避免水质恶化对系统产生的腐蚀,从而减少水资源浪费,有利于节水减排。

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