清洗預膜技術在深冷循環水系統中的應用

劉銘（大慶油田有限責任公司天然氣分公司）

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清洗預膜技術在深冷循環水系統中的應用

劉銘（大慶油田有限責任公司天然氣分公司）

北Ⅰ-2深冷循環水系統補水沒有經過軟化處理，水質的堿度、硬度較高。為了減少換熱器堵塞和提高換熱效率開展了清洗預膜處理。清洗后檢測濁度16mg/L、總鐵含量1.9mg/ L、掛片的腐蝕速率0.13g/（m2·h）和預膜后掛片的硫酸銅滴定時間差都達到了標準的要求，為系統防腐、防垢、防黏泥附著起到了主要作用。

循環水清洗預膜結垢

大慶油田北Ⅰ-2深冷循環水系統自2010年投產到2011年11月一直未進行清洗預膜，在敞開式循環冷卻水中，不僅含有溶解氧，而且水中各種溶解鹽類、懸浮物質及微生物隨著濃縮倍數的提高而不斷增加，造成換熱設備的腐蝕和結垢，菌藻繁殖、黏泥附著，嚴重影響了正常工藝生產。因此，對循環冷卻水系統進行清洗預膜，對于節水、節能、防腐、防垢、防黏泥附著和保證系統長期安全穩定生產有著十分重要的意義。

1　運行狀態

北I-2深冷循環水系統供水水源引自西水源的北一排供水干線，循環水場設計規模為700m3/h，設2座350m3/h玻璃鋼冷卻水塔。廠內壓縮機廠房、膨脹機廠房、壓縮機后水冷器用水量合計670m3/h。主要設計參數為：給水溫度23～25℃，回水溫度30℃，供水壓力大于或等于0.40MPa，回水壓力大于或等于0.25MPa，污垢熱阻0.00052m2·℃/W。對循環水場的循環水和補水進行了取樣化驗，數據見表1、表2。

根據以上化驗數據和GB50050—2007《工業循環冷卻水處理設計規范》［9］中要求，對北Ⅰ-2深冷循環水系統開展清洗預膜處理。

2　現場試驗

2.1清洗預膜處理

1）北Ⅰ-2深冷循環水系統于2014年11月24日上午10：00開始清洗。加殺菌滅藻劑1.2t。加藥結束后開始檢測濁度、pH，同時用消泡劑消泡控制泡沫。下午14：00加入黏泥剝離劑，進行清洗剝離，在冷水池內，加黏泥剝離劑1.2t，加藥結束。繼續按方案檢測濁度、pH，清洗至25日上午10：00，濁度達到175mg/L，并趨于穩定，清洗剝離工序完成。

表1　水質分析數據

表2　垢樣分析結果

2）11月25日上午10：00加化學清洗劑，清洗滲透劑2.8t，清洗緩蝕劑1.6t，加入清洗助劑0.5t，循環運行。同時用消泡劑消泡處理。檢測鐵、鈣、pH、濁度。

3）11月27日上午8：50，鐵含量達到12.23mg/L、濁度達到453mg/L、鈣含量達到2410mg/L，并趨于穩定，說明系統到達清洗終點，化學清洗結束，11月27日上午9：00開始置換。

4）11月28日上午12：00，循環水濁度降到16mg/L，總鐵含量降到1.09mg/L，置換合格，投加預膜劑，加酸調整pH值在5～7之間。加入預膜劑A1.9t、預膜劑B0.4t。并掛入預膜試片，試片為碳鋼標準試片，面積為12.5cm2。下午13：00加預膜劑結束。

5）11月30日上午9：00預膜結束，監測試片表面形成了淡藍色保護膜，在陽光下觀看有較明顯的光暈，說明預膜成功。預膜結束后，取出試片后開始置換，并加分散劑0.6t，12月1日上午10：00系統進行置換，總磷含量小于12mg/L，停止置換，系統轉入正常運行。

2.2效果分析

1）清洗過程中首先對系統進行了殺菌剝離，將系統不易清洗出的污垢進行剝離，剝離過程中清洗出大量的污垢，剝離效果理想。

2）北Ⅰ-2深冷循環水系統碳酸鹽垢較多，在化學清洗時增加了清洗強度，pH調到5，系統鈣離子含量大幅度上升，當鈣離子上升幅度減緩后，提高pH到5.6，系統中濁度由清洗前的22mg/L上升到453mg/L，鈣含量由21mg/L上升到2410mg/L，總鐵含量由0.51mg/L上升到12.23mg/L。濁度、鈣含量、總鐵含量都在4h內趨于平衡，說明系統已達到清洗終點，數據也表明系統內主要含有碳酸鹽垢及鐵銹。通過清洗使系統內碳酸鹽垢、浮銹得到了很好地處理，清洗達到了良好的效果。

3）北Ⅰ-2循環水場清洗腐蝕率測試數據見表3，腐蝕率測定數據均在HG/T3778—2005《冷卻水系統化學清洗、預膜處理技術規則》［10］中的要求范圍內，說明緩蝕劑使用得當，發揮了較好效果，同時也表明本次清洗比較成功。

表3　北Ⅰ-2循環水場清洗腐蝕率測試數據

4）預膜掛片效果，預膜的監測試片表面形成了淡藍色保護膜，在陽光下觀看有較明顯的光暈，預膜試片用硫酸銅滴定時間均大于18s，多于合同規定的10s，達到了HG/T3778—2005《冷卻水系統化學清洗、預膜處理技術規則》中的驗收要求。

3　結論

北Ⅰ-2深冷循環水系統采用清洗預膜技術后，循環水濁度降到16mg/L，總鐵含量降到1.09mg/L，同時掛片腐蝕速率小于標準要求，達到清洗效果。提升了系統防腐、防垢、防黏泥附著能力，保證了系統安全穩定運行。

［1］中國石油和化學工業協會.GB/T6904—2008工業循環冷卻水及鍋爐用水中pH的測定［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［2］環境保護部.HJ671—2013水質總磷的測定 流動注射-鉬酸銨分光光度法［S］.北京：中國環境科學出版社，2013.

［3］中國石油和化學工業協會.GB/T14419鍋爐用水和冷卻水分析方法 堿度的測定［S］.北京：中國標準出版社，1993.

［4］中國石油和化學工業協會.GB/T15452—2009工業循環冷卻水中鈣、鎂離子的測定 EDTA滴定法［S］.北京：中國國家標準化管理委員會，2009.

［5］中國鍋爐水處理協會.GB/T1576—2008工業鍋爐水質［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［6］中國石油和化學工業協會.GB/T6909—2008鍋爐用水和冷卻水分析方法硬度的測定［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［7］中國石油和化學工業聯合會.HG/T3539—2012，工業循環冷卻水中鐵含量的測定 鄰菲啰啉分光光度法［S］.北京：化學工業出版社，2012.

［8］中國石化工程建設公司.GB/T50746—2012石油化工循環水場設計規范［S］.北京：中國標準出版社，2012.

［9］中國寰球工程公司.GB50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［10］中國石油和化學工業協會.HG/T3778—2005冷卻水系統化學清洗、預膜處理技術規則［S］.北京：化學工業出版社，2012.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.09.006

2015-06-09）

劉銘，2011年畢業于大慶石油學院（電氣工程與自動化專業），從事天然氣方面的研究工作，E-mail：tliuming@petrochina. com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區乘風大街天然氣分公司工程技術大隊，163411。