循环水缓蚀阻垢技术试验

周群 代勇 刘小东（大庆油田天然气分公司）

要使冷却水形成正常的循环系统，需要采取两项关键的处理措施：一是使升温的冷却水降低到可回用的温度，以保持较好的冷却效果，此过程称为循环水的冷却；二是使循环水质保持稳定，防止换热设备与管路结垢和腐蚀。虽然冷却水在每次使用后的物理性状变化很小，但长期循环使用后，会因水中某些溶解物浓缩或散失，尘土积累，微生物滋生等原因，造成设备内垢物沉积或金属设备表面腐蚀[1]。天然气分公司在用冷换设备大部分采用敞开式循环冷却水系统冷却，冷却水虽是循环使用，但水的再冷却是通过冷却塔（池）来进行，冷却水在循环过程中要与空气接触。部分水在通过冷却塔（池）时会被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也会不断浓缩增大。若不对冷却水进行处理，就会造成系统结垢、堵塞，黏泥菌藻呈爆炸繁殖，严重影响系统的平稳运行[2]。

1 存在问题

近年大量使用冷却水的装置[3]，对水的循环利用及其处理的要求与日俱增。调研发现三大队北I-1循环水厂等八个水厂补水碱度相对较高，除个别水厂如喇压等进行软化处理外，大部分水厂的补水均为新鲜水，碱度、硬度较高，以碳酸钙计，碱度基本在400mg/l，硬度基本在200mg/l，总溶解固形物除喇压外基本在700mg/l以上，水质属于高碱、高硬水，而系统在运行时基本处在不作加药处理，或加药不连续，尤其是杀菌处理几乎没有实施，导致各循环水厂水质较差，粘泥菌藻呈爆炸繁殖，致使循环水系统结垢、堵塞严重，需要增大排污和补水量改善水质，严重影响了系统的平稳运行，浪费了水资源，缩短了设备使用寿命。如：红压浅冷E-502水冷器在2006年10月份检修中由于管束结垢严重，对其管束进行了更换。红压深冷天然气压缩机级间水冷器E-103、E-104在2007年7月由于管束结垢严重对两台水冷器进行更换。在2008年4月红压深冷由于丙烷水冷器结垢严重，大部分管束已经堵塞，不能满足丙烷气体冷凝要求，丙烷压缩机基本空载运行，严重影响装置制冷系统的正常运行。

2 加药方案设计

调研了循环水场现状，设计计算条件见表1。

表1 循环水场现状

3 药剂配方筛选试验及结果

通过对北I-1等八水场水质全分析、垢样全分析初步判定了红压等水场的水型及浓缩后的腐蚀结垢趋势，通过大量静态腐蚀试验、静态阻垢实验及动态模拟试验筛选出了红压、中七、南压、喇压等以有机物为垢样主体的循环水场缓蚀阻垢剂配方，分别为：XY-101A、XY-101B、XY-101A、XY-401B；筛选出了北Ⅰ-1、北压、萨南等以碳酸盐垢为主体的循环水场配方，分别为：XY-701B、XY-701B、XY-801B。筛选出了杀菌剂配方优氯净、x y－2001杀菌灭藻剂、x y－2002型杀菌剥离剂，三种杀菌剂交替使用，并可根据天气冷暖变化，进行投加量调整，见表2。

表2 各循环水加药配方一览表

4 现场试验

4.1 加药试验进度

2010年4月开始，分别在红压、北压、中七、南压浅冷、南压深冷、喇压浅冷、萨南和、北I-1八个循环水场进行循环水加药试验，进度安排见表3。

表3 加药试验进度

4.2 现场加药试验方案

以北I-1循环水场加药方案为例。

1）缓蚀阻垢剂投加：

◇如果使用加药机加药，将10桶缓蚀阻垢剂倒入加药罐内，7天打净。再往加药罐加入10桶缓蚀阻垢剂，再7天打净，一直循环即可。

◇如果不用加药机，可每天直接往塔下水池加1.5桶缓蚀阻垢剂，一直循环即可。

2）杀菌剂投加：杀菌剂直接加到冷水池中，夏季每10天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。冬季每15天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。

5 经济技术指标完成情况

到2010年11月3日，循环水加药处理试验研究项目已全部完成，指标达标情况见表4。

表4 指标完成情况

6 结论及建议

1）通过在北I-1等八套循环水场进行加药试验，水质得到了明显改善，换热器的换热效率得到了显著提高，各项指标基本符合分公司水质标准要求。减少了装置的能耗，提高了企业的经济效益。

2）在北I-1循环水场开展加药试验时，在各项指标平均值控制范围内时，5月份平均补水量、排污量较去年同期减少1573 t，节约了水、降低了成本。

3）根据现场试验，修正了循环水水质指标，北I-1等八套循环水场全年可节水45×104t。

[1]李军,杨秀山,彭永臻.微生物水处理工程[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]张天胜.缓蚀剂[M].北京:化学工业出版社,2002.