循環(huán)水系統(tǒng)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(zé)任公司延安煉油廠供排水車間，陜西 洛川 727406)

0 引言

循環(huán)水系統(tǒng)工藝泄漏是指循環(huán)水系統(tǒng)冷卻器內(nèi)換熱管發(fā)生穿孔或破裂，使各種工藝物料泄漏致循環(huán)水中的現(xiàn)象[1]。循環(huán)水系統(tǒng)是密閉循環(huán)系統(tǒng)，一旦被污染且得不到及時處理，水質(zhì)將發(fā)生變化，給循環(huán)水系統(tǒng)造成較大危害，泄漏時間越長，對循環(huán)水系統(tǒng)危害越嚴重。同時，泄漏介質(zhì)給循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的迅猛繁殖提供了豐富的營養(yǎng)，隨著時間的推移，泄漏介質(zhì)及其變性物被微生物所消耗。迅猛繁殖的細菌、細菌代謝產(chǎn)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(dǎo)致冷卻器管束的泄漏[2]，隨之而來的循環(huán)水系統(tǒng)用大量的新鮮水置換，造成水資源浪費嚴重，也不符合節(jié)能減排和科學(xué)發(fā)展觀的要求。所以一旦出現(xiàn)附著粘泥現(xiàn)象，必須系統(tǒng)地分析粘泥的成因，采取相應(yīng)的措施清除粘泥并防止粘泥再次生長，才能保障循環(huán)水系統(tǒng)及配套裝置安全、平穩(wěn)、長周期運行[3]。

1 四循環(huán)煉油系統(tǒng)運行存在的問題

四循環(huán)煉油系統(tǒng)及配套裝置，在我廠生產(chǎn)運行“三年一修”的目標(biāo)下，運行至兩年后，2019年初，配套裝置聯(lián)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(huán)水質(zhì)濁度持續(xù)升高、余氯無法保持，其他指標(biāo)基本正常，但循環(huán)水的出水和回水溫度在幾個月后卻持續(xù)升高，一直影響裝置的正常運行。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)為每天14:00的循環(huán)水出水溫度如表1所示。

表1 2019年裝置泄漏后循環(huán)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(nèi)。

2 四循環(huán)煉油系統(tǒng)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(chǎn)運行“三年一修”的目標(biāo)下，第一次運行時間長達3年，這期間，循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)污泥無法清理(如圖1所示)。

圖1 循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)污泥無法清理示例圖

(2)填料波形對循環(huán)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(tǒng)泄漏、粘泥滋生的情況下，較“S”型波容易出現(xiàn)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(diào)料時，我們發(fā)現(xiàn)填料內(nèi)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(dǎo)致冷卻塔降溫效率下降[4-5]，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)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(zhì)泄漏進入循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)，給異養(yǎng)菌提供了有機營養(yǎng)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(chǎn)物等粘結(jié)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(jù)現(xiàn)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(guān)注四循環(huán)煉油系統(tǒng)運行情況，并聯(lián)系化驗中心對含油、COD定期進行化驗分析；

②由生產(chǎn)計劃部協(xié)調(diào)消防車，定期對第四循環(huán)水煉油系統(tǒng)填料、涼水塔塔壁進行沖洗，并聯(lián)系污水處理廠進行溢流置換；

③車間聯(lián)系藥劑總包廠家定期對四循環(huán)煉油系統(tǒng)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(nèi)，對涼水塔內(nèi)填料進行殺菌、剝離并溢流、置換；

④1月22日，在生產(chǎn)計劃部的協(xié)調(diào)下，化工車間MTBE裝置用水由四循環(huán)供水切換至五循環(huán)供水，優(yōu)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(huán)煉油系統(tǒng)出水溫度，增加循環(huán)量，車間聯(lián)系化建人員對煉油系統(tǒng)進、出水線增加DN250聯(lián)通閥一臺；

⑥為盡量確保四循環(huán)煉油系統(tǒng)出水溫度，增大系統(tǒng)置換量，車間領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)管人員積極討論，制定措施，3月23日開始，利用四循環(huán)煉油系統(tǒng)旁濾原有流程，將煉油冷水補充至四循環(huán)化工系統(tǒng)，利用四循環(huán)煉油系統(tǒng)、化工系統(tǒng)壓力差，將化工回水串入煉油系統(tǒng)；利用一、三循環(huán)回水壓力差將三循環(huán)部分回水串入一循環(huán)，三循環(huán)補充消防水，利用整個循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)流程，除了四循環(huán)煉油系統(tǒng)補充新鮮水外，其余補充水均通過流程補充四循環(huán)循環(huán)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(huán)煉油系統(tǒng)冷水池內(nèi)污泥約400噸；

②更換了四循環(huán)煉油系統(tǒng)涼水塔內(nèi)填料434 m3，收水器289 m2，并將原塔內(nèi)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(tǒng)旁濾海砂濾料約12噸。

4 效果評價

統(tǒng)計數(shù)據(jù)為每天14:00的循環(huán)水出水溫度如表2所示。由上表可以看出，循環(huán)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(huán)水溫度

5 結(jié)語

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