循環水系統溫度升高的原因分析及解決方案

姜雪艷，高瑜骍，李鵬(延長石油(集團)有限責任公司延安煉油廠供排水車間，陜西 洛川 727406)

0 引言

循環水系統工藝泄漏是指循環水系統冷卻器內換熱管發生穿孔或破裂，使各種工藝物料泄漏致循環水中的現象[1]。循環水系統是密閉循環系統，一旦被污染且得不到及時處理，水質將發生變化，給循環水系統造成較大危害，泄漏時間越長，對循環水系統危害越嚴重。同時，泄漏介質給循環水系統中微生物的迅猛繁殖提供了豐富的營養，隨著時間的推移，泄漏介質及其變性物被微生物所消耗。迅猛繁殖的細菌、細菌代謝產物及其所粘附的泥沙形成了危害更大的生物粘泥。因為生物粘泥附著的地方，將成為垢下腐蝕及點蝕的部位，容易導致冷卻器管束的泄漏[2]，隨之而來的循環水系統用大量的新鮮水置換，造成水資源浪費嚴重，也不符合節能減排和科學發展觀的要求。所以一旦出現附著粘泥現象，必須系統地分析粘泥的成因，采取相應的措施清除粘泥并防止粘泥再次生長，才能保障循環水系統及配套裝置安全、平穩、長周期運行[3]。

1 四循環煉油系統運行存在的問題

四循環煉油系統及配套裝置，在我廠生產運行“三年一修”的目標下，運行至兩年后，2019年初，配套裝置聯合一車間100萬t/a催化輕柴油后冷器泄漏，無法切出檢修，循環水質濁度持續升高、余氯無法保持，其他指標基本正常，但循環水的出水和回水溫度在幾個月后卻持續升高，一直影響裝置的正常運行。

統計數據為每天14:00的循環水出水溫度如表1所示。

表1 2019年裝置泄漏后循環水的溫度

由上表可以看出，車間在采取措施的情況下，溫度只能維持在工藝指控控制≤31 ℃范圍內。

2 四循環煉油系統供水溫度升高的原因分析

(1) 2017年以前，我廠一直實施一年一檢修，2017年檢修后，在我廠生產運行“三年一修”的目標下，第一次運行時間長達3年，這期間，循環水系統內污泥無法清理(如圖1所示)。

圖1 循環水系統內污泥無法清理示例圖

(2)填料波形對循環水換熱溫度的影響。如圖2所示，“W”型波相對于“S” 型波增加了換熱面積，在沒有粘泥滋生的情況下，“W”型波增加了淋水換熱面積，但是在系統泄漏、粘泥滋生的情況下，較“S”型波容易出現堵塞填料淋水通道，減少換熱面積，造成水溫冷不下來。

圖2 “W”波型填料

(3)更換調料時，我們發現填料內存在較多的微生物粘泥。生物粘泥附著在換熱管壁上，除了會形成濃差電池引起腐蝕外，它還會使冷卻水的流量減少，從而導致冷卻塔降溫效率下降[4-5]，導致循環水系統溫度升高。在生物膜形成過程中，最初可能是由機械原因引起的。表面的凹凸不平，為微生物提供了條件。由于工藝介質泄漏進入循環水系統內，給異養菌提供了有機營養源，加劇了細菌在粘泥表面的繁殖，細菌分泌的粘液將無機垢、灰塵顆粒、腐蝕產物等粘結在一起形成粘泥沉積物，附著在管壁、塔壁以及冷卻塔填料中。

3 采取措施

(1)在檢修前，根據現場情況，為了降低水溫、確保裝置的正常運行，車間采取了以下措施：

①密切關注四循環煉油系統運行情況，并聯系化驗中心對含油、COD定期進行化驗分析；

②由生產計劃部協調消防車，定期對第四循環水煉油系統填料、涼水塔塔壁進行沖洗，并聯系污水處理廠進行溢流置換；

③車間聯系藥劑總包廠家定期對四循環煉油系統從回水上塔立管處直接投加殺菌劑，使高濃度藥劑直接進入涼水塔內，對涼水塔內填料進行殺菌、剝離并溢流、置換；

④1月22日，在生產計劃部的協調下，化工車間MTBE裝置用水由四循環供水切換至五循環供水，優化MTBE裝置用水，解決E-103換熱器運行問題；

⑤1月19日開始，為降低四循環煉油系統出水溫度，增加循環量，車間聯系化建人員對煉油系統進、出水線增加DN250聯通閥一臺；

⑥為盡量確保四循環煉油系統出水溫度，增大系統置換量，車間領導及技術管人員積極討論，制定措施，3月23日開始，利用四循環煉油系統旁濾原有流程，將煉油冷水補充至四循環化工系統，利用四循環煉油系統、化工系統壓力差，將化工回水串入煉油系統；利用一、三循環回水壓力差將三循環部分回水串入一循環，三循環補充消防水，利用整個循環水系統管網流程，除了四循環煉油系統補充新鮮水外，其余補充水均通過流程補充四循環循環水。

(2)以2020年裝置大檢修為契機，車間采取了以下措施：

①徹底清理了四循環煉油系統冷水池內污泥約400噸；

②更換了四循環煉油系統涼水塔內填料434 m3，收水器289 m2，并將原塔內的填料的“W”型波改為“S”型波；

③裝置檢修后，更換了煉油系統旁濾海砂濾料約12噸。

4 效果評價

統計數據為每天14:00的循環水出水溫度如表2所示。由上表可以看出，循環水溫度2020年同比2019年下降了8～10 ℃。

表2 2020年裝置檢修后循環水溫度

5 結語

通過采取以上措施，有效地解決了四循環煉油系統供水溫度升高這一問題，為裝置的平穩運行提供了有力保障。