图书分类号：TD 矿业工程

0.项目介绍

    陕西榆林某甲醇生产企业循环冷却水系统冷却塔采用两组3000m²双曲线冷却塔。循环水量36000m²/h。2022年大修期间对循环水换热器进行了拆检清理，发现封头和管束存在大量污堵、锈镏，初步判断污堵物为表面附着生物粘泥，有明显鱼腥味，下面为泥沙和腐蚀产物。不锈钢材质的换热器情况较好，部分碳钢材质换热器列管出现泄露，对生产造成不利影响。

1.循环水换热器泄露原因分析

    1.1腐蚀的换热设备位高10米左右，换热器封头有明显沉积物，锈镏，换热管束表面有明显的锈镏。锈镏成因是循环水浊度偏高，悬浮物容易在低流速、高位的换热器沉积，沉积以后附着在设备表面，阻断缓释阻垢剂对金属设备表面保护作用，从而造成沉积物下垢下腐蚀，腐蚀初期形成水包鼓泡，里面为铁水混合物，随着设备长时间运行，形成锈镏，严重会造成腐蚀穿孔。

1.2现场取样简单处理结果，垢样表面有明显的鱼腥味，说明菌藻类控制不好，垢样加酸溶解后酸性不溶物大于40%左右，说明换热器里面有明显泥沙沉积。

1.3从现场已拆检观察换热器的情况判断，整个装置换热器可能大面积存在污堵和沉积物，尤其是是高位低流速换热器，可能更严重。换热器污堵以后初期会导致循环水流速偏低，换热效果差，无法满足生产需要工艺温度，从而需要增加泵循环量加大流速和管网压力，增加能耗。换热器污堵后期，由于缓释阻垢剂长时间无法作用到金属设备表面，会加剧设备表面腐蚀，管束中形成凹凸面，从而加剧悬浮物沉积，循环水在管束中无法形成回流，影响换热效果，严重会造成管束穿孔，从而影响生产稳定运行。

1.4由于补水的氯根较高，厂里运行指标同时又要求循环水中的氯根≤700mg/L，为满足指标要求，导致循环水日常排污量偏大。同时从循环水的日常监测数据中也可以看出，总碱、钙硬数据长时间偏低，因此循环水系统基本上全年都维持在一个低浓缩倍数运行。另外，冬季回用水产水量大，导致循环水补水量增多，这也造成无法提高浓缩倍数。浓缩倍数越低，循环水的腐蚀倾向越强，而且补水、排污、药剂的消耗都增大。同时通过数据记录可以看到，氯离子数据波动较大，说明回用产水水质不稳定。这对浓缩倍数的控制产生较大影响。

2.补充水质的分析

2.1补充水水质

循环水系统补充水为经过预处理的水库来水、矿井水及回用产品水，以回用水产水为主，比例约为中水80%，矿井水约为15%，水库水为5%。

2.2水质特点

2.2.1补水采用中水回用水、矿井水反渗透产水作为补充水，需要特别注意该部分水质的低硬度、低碱度特点，水质呈严重腐蚀性水质。

2.2.2 中水水质异常，相关数据如下表，为保证系统正常运行，需对上述被充水比例进行调整，比例约为中水40-45%，矿井水约为10-15%，水库水为45-50%（以下的水处理方案按此比例补水混合的水质，预估如下表总补水）

3.调整措施

3.1 提高缓蚀剂和阻垢剂的使用量和配比，保证系统内足够的药剂浓度。

3.2旁滤设备管理

加强旁滤系统管理，定期检测旁滤滤料情况，加强旁滤运行维护，定期检测旁滤系统进出水浊度，保证旁滤运行效果。针对陕北内蒙地区风沙大的环境，增加旁滤处理水量。

3.3 换热器管理

3.3.1检修期间做好各装置换热器台账，包括换热器材质，冷却介质，设备位号。同时保存每年换热器检修照片，作为参考对比照片，熟悉掌控换热器运行情况。

3.3.2日常运行统计换热器流速，循环水进出口温差温差，尤其是重点换热器，高位、低流速换热器。对于高位低流速换热器，可以考虑增加管道泵增大流速。

3.3.3换热器定期冲洗，针对重点换热器考虑增加压缩空气定期冲洗，定期正冲洗反冲洗，减缓悬浮物沉积。

3.3.4 系统检修过程中考虑重点换热器进行高压物理冲洗。运行后期换热器换热效果差，考虑对换热器单台杀菌剥离，单台清洗。

3.3.5新装置开车运行期间，因存在调试期及热负荷上升期，循环水系统根据调试周期及热负荷情况将处于阶段冷态运行期间，此期间水质基本无浓缩、水温低，水质腐蚀倾向极为明显，需加大水处理剂的缓蚀性能。

3.4新装置开车调试周期不定，循环水泵可能出现间断性停运，如出现此情况，需根据停运周期，针对性地进行各情况下加药防蚀工作。试运行期间，可能存在换热设备进水后长时间闲置现象，需进行设备的单台腐蚀防护。

3.5循环水系统设计浓缩倍数较高，高浓缩倍数下水质结构倾向极为明显，日常运行需阻垢控制结合加酸处理，严格水质指标控制。高浓缩倍数运行时，注意高温、高位及水走壳程的换热设备的结垢控制，要注意高位设备内水流速的控制，防止低流速情况下污物的沉积。

3.6空分系统空冷塔需注意循环水低温循环段低温垢的析出，需针对性地选择阻垢药剂进行该情况下的化学处理。

3.7补充水随季节变化发生波动或其它工艺水混入时，需针对性的对日常加药管理及处理方案作出相应改善。

3.8煤化工循环水系统可能存在氨氮、硫化物及其它有机物、油类物质的泄漏或扩散浸入，日常运行需选用泄漏情况下有良好效果的杀菌剂及剥离剂。

3.9做好循环水系统的泄漏、应急状态下的加药操作管理，做好水质分析、监测工作。

4.结论

    通过对榆林某企业实现废水零排放后循环水换热器泄露的原因调查分析，主要是零排放回用水装置的产水水质较差，作为循环水补水补入系统后，造成循环水中氯离子偏高、浓缩倍数较低的情况，原采用的缓释阻垢剂等药剂配比和使用量没有根据补水的变化情况及时进行调整，造成循环水系统运行被动的局面。经过对各路补水的重新调配和药剂的重新选型，通过加强循环水系统的日常管理，系统能迅速恢复正常，保证生产装置稳定高产。

作者简介：杨斌（1978- ），男，汉族，工程师，兖州煤业榆林能化有限公司

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