煤化工循环水系统不停车清洗与预膜

郝红霞

（中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司，宁夏银川750001）

煤化工循环水系统不停车清洗与预膜

郝红霞

（中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司，宁夏银川750001）

循环水系统运行过程中，结垢、腐蚀、藻类繁殖、物料泄漏是影响水冷却器使用寿命的主要原因。结合煤化工循环水系统的运行，介绍了不停车清洗预膜的主要操作措施。

黏泥剥离；酸洗；预膜

循环冷却水系统在运行过程中，其冷却设备的金属表面常常沉积各种物质，如碳酸盐、磷酸盐等盐类的硬垢、金属腐蚀产物以及生物黏泥等，这些沉积物的存在大大降低了设备的传热效果，损耗传送动力，浪费了能源，引起金属的垢下腐蚀，影响生产的运行、降低了生产效益。所以冷却水系统应进行化学清洗及预膜，以除去金属表面上的沉积物并在洁净后的金属表面形成一层完整的耐腐蚀保护膜，确保生产装置安稳长满优运行[1-3]。

1 某煤化工循环水系统运行状况

宁夏某煤化工企业循环水系统共有三套装置，即一循、二循、三循装置。其中三循装置循环量为30 000 m3/h，系统保有水量10 000 m3，担负向1，4丁二醇、聚四氢呋喃2个装置提供循环冷却水的任务，系统内有水冷却器过百台，材质分别为碳钢、铜、304、316L，换热器的主要类型有套管式、管翘式、板式等。正常生产时，三循系统所采用的水稳定剂为“有机磷+锌盐”复合配方，pH值范围为7.0～9.0。日常投加次氯酸钠进行杀菌，并交替冲击投加非氧化性杀菌剂。

2012年循环水投运初期，系统清洗、预膜时部分换热器未投用，且系统管径较大导致管道内铁锈、焊渣、泥沙未彻底清除，造成部分换热器垢下腐蚀严重，直接影响换热器的换热效率及使用年限，且运行过程中因换热器存在泄漏现象，导致水质指标不定期超标较严重，为确保换热效果和改善水质，不得不增大排污量，浓缩倍数一直处于较低指标运行。2015年前三季度主要运行数据（见表1）。

从表1可看出以下问题：

（1）前三季度水质浊度控制除3月超标严重（指标为≤10 mg/L）外，最高达480 mg/L，其他月基本在范围之内。

（2）二、三季度总铁数较高，最高达6.7 mg/L。

（3）因系统物料泄漏，COD二、三季度不达标（指标为≤60 mg/L），最高达1 785 mg/L。

（4）因细菌控制不理想，异养菌数经常超标，一年只有1月、2月、10月数据合格，其余月均超标。

（5）检测挂片有较明显的腐蚀倾向，腐蚀速率最高达0.2 mm/a。

2015年11月初，以水质置换为目的，对三循环系统进行不停车清洗、预膜。

表1 2015年三循环水质统计表

2 化学清洗

化学清洗过程由黏泥剥离、酸洗两过程组成，由于三循管网系统换热器管束内壁积累大量黏泥、锈瘤及硬垢，这些垢类成分多为Fe2O3、Fe3O4、CaCO3等物质，只有将管壁浅层的黏泥剥离掉再酸洗，才能较彻底将换热器本体表面的金属面露出。

2.1 黏泥剥离

清洗剂中的主要成分为有机磷、聚磷、表面活性剂、螯合除锈剂等，目的是剥离系统内的黏泥、腐蚀产物等。三循清洗时，分别投加生物分散剂和次氯酸钠，投加浓度分别为30 mg/L、10 mg/L，运行48 h浊度不再上升后转入排污，换水边补边排至浊度10 mg/L以下。

2.2 酸洗

本次酸洗采用保守清洗方式（pH控制在5.5～6.0），酸洗过程进行了53个小时（见表2）。

从表2可见：（1）酸洗4小时后开始发挥作用，集水池浊度从第2小时的24 mg/L上升到第16小时的34 mg/L；余氯从第4小时的0.06 mg/L上升到第16小时的0.12 mg/L，说明系统内较“脏”，大量黏泥、腐蚀产物被剥离下来，酸洗效果明显。

表2 酸洗过程水质统计表

（2）总铁从第4小时的2 mg/L上升到第16小时的3 mg/L，说明系统有较多的腐蚀产物，清洗剂对除锈效果明显。

3 预膜

因循环水补水采用经双膜（UF+RO）处理后的回用水，碱度、硬度较低，为使预膜达到最佳效果，先投加氯化钙确保水中钙硬不低于80 mg/L，系统运行1 h后，再投加预膜剂、缓蚀剂、分散剂和铜缓蚀剂，pH控制6.0～7.0，塔池及监测换热器全部参加预膜，预膜时间控制48 h（见表3）。

表3 预膜洗过程水质统计表

从表3可见：

（1）预膜过程中浊度控制很好（≤10 mg/L），说明系统酸洗后置换时间较短，置换较彻底；pH控制较理想，为预膜创造良好条件。

（2）总磷控制波动较大，开始药剂的投加量偏小，但整个过程pH控制稳定，形成磷酸钙垢的可能性不大，对膜的致密性影响较小。

（3）钙离子的控制只有两个分析数据，总磷上升过程中未监测，当钙离子低于50 mg/L时，预膜时难以生成密实的保护膜，因此，为确保成膜效果最佳，预膜时各阶段的指标监控尤为重要。

4 预膜效果评价

预膜后，塔池、监测换热器挂片成膜效果较好（大于10 s，实测最长为28 s以上），整体在线预膜效果较好，但长期沉积的锈疤、硬钙及管内残存黏泥未彻底清理干净，待大检修时对特殊换热器进行单独的离线清洗（见表4）。

表4 挂片效果检测统计表

5 结论

运行中换热器的泄漏使循环水水质污染，系统菌数增加产生大量污垢，影响换热效果，同时，导致设备垢下腐蚀严重，存在较高的运行风险。本次不停车化学清洗、预膜整体效果较好，有效地确保了主装置的正常生产。今后，在循环水的日常管理中应对缓蚀、阻垢、杀菌进行严格控制，制定物料泄漏时的应急处理预案，避免腐蚀或结垢倾向，确保水质的良性循环。

［1］周本省.工业水处理技术［M］.北京：化学工业出版社，1997.

［2］金熙，项成林，齐冬子.工业水处理技术问答［M］.北京：化学工业出版社，2010.

［3］李文融，曾坚.循环冷却水处理手册［M］.天津：科学技术出版社，1991.

Non stop cleaning and pre membrane for coal chemical circulating water system

HAO Hongxia
（Sinopec Great Wall Energy Chemical（Ningxia）Co.，Ltd.，Yinchuan Ningxia 750001，China）

During the operation process of the circulating water system,scale,corrosion,algal bloom and material leakage are the main reason to influence the service life of the water cooler. The article introduced the main operating measures for membrane cleaning without plant stop combining with the operation of the circulating water system in coal chemical industry.

strip of sticky mud；pickling；pre-film

TE980.5

B

1673-5285（2016）12-0137-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.034

2016－10-19

2016－10-24

郝红霞，女（1974-），大学本科学历，工程师，主要从事化学水处理、污水处理、中水回用处理技术工作，现任宁能化公司生产技术科水处理工艺管理，邮箱：hhxyxy@163.com。