注氮站循环水系统的清洗与预膜

第5期-57-腐蚀防护注氮站循环水系统的清洗与预膜柳玉晖'，程晓民， 魏玉垒(1.克拉玛依市科比技术有限责任公司，新疆克拉玛依834003)(2.克拉玛依石化公司高压加氢车间，新疆克拉玛依834003)(3.中国石油大学(华东)， 山东东营257061)摘要]针对注氮站循环水系统出现结垢、腐蚀等问题，通过分析注氮站内、外循环水系统的特点，制定了清洗加预膜的方案，使水质保持稳定，系统得以正常运行。[关健词]循环水系统;结垢;腐蚀;化学清洗;预膜为了重复利用换热后的水以节约资源，克内循环水温度、流量达不到工作要求，造成压缩拉玛依石化公司高压加氢车间九区注氮站采用循机油温过高，不能正常运转。环冷却水系统。冷水进入增压机和空压机将热媒2腐蚀、结垢原因分析体冷却，水温升高后进入冷却塔里的冷却盘管冷2.1水质分析却，然后再用水泵送入压缩机循环使用，该封闭式循环称内循环水系统。在冷却塔里还有一套循首先对补充水、内、外循环水做了水质分环系统，利用外循环水来冷却盘管，内循环水的析，如表2所示。从表中数据可看出，所有水的pH热量传递给外循环水后，外循环水再通过冷却塔值均大于7，属碱性水。外循环水中CI、SO,含量的循环将热量带入大气，这是外循环水系统。循超过2800 mg/L，属严重超标。此外，总固体含量环水系统运行参数见表1。过高，说明水中无机盐类、有机物含量很高。外循水的浓缩倍数达到23左右，远远超过正常循环表1循环水系统运行参数水运行时3~5的浓缩倍数。运行参数内循环冷却水外 循环冷却水表2水质分析表循环水量，m/h2515系统容积，m54分析项目注氮站炼油厂 注氮站内 注氮站外补水补水循水冷却塔设计温差，°C1pH值9. 137. 6010. 019. 78浓缩倍数K=2. 5~4|电导率，us/cm| 946339108123860换热设备材质碳钢、不锈钢、铜浊度，mg/L0.748| 2. 3691. 83总铁，mg/L0.044| 0. 1920.147.0由于前期该注氮站未对内、外循环水系统总硬度，mg/L__ 0119. 90进行水质处理及控制，导致系统运行中出现了结垢、腐蚀、淤塞和水质恶化情况，严重影响了注总碱度，mg/L 397.68| 113.72657086氮站的正常运行。为此首先进行化学清洗，使设C032，mg/L88. 390101. 52648 .备恢复正常运转，进而从腐蚀、结垢、微生物三HC03，mg/L220.90 113. 762.41796方面投加各种水处理药剂来控制水质，问题得到C1，mg/L54.68| 17.09104. 61831解决。COD， mg/L1.123 0. 5521.021循环水系统存在的问题042，mg/L108.7| 26.68581.91095内、外循环水的补充水均使用软化水，软化总固，mg/L6721668016225水只是除去部分钙、镁离子，而总含盐量不变。容固，mg/L61209676随着系统的运行，循环水管线腐蚀、结垢情况日悬浮物，mg/I中国煤化工益严重，部分内循环盘管腐蚀穿孔，冷却塔填料作者简介:柳玉MHCNM HG"工程师，从事及盘管结垢严重，换热效率下降，进入压缩机的水处理研究工作15年。石油与化工设备-58- ■腐蚀防腐2010年第13卷2.2内循环系统结垢、腐蚀原因分析主要清除系统中的盐垢、生物粘泥、腐蚀从表中数据可看出，内循环水中CI、SO,含.产物。量不高，两者浓度之和小于1500 mg/L，对循环水(1)清洗工艺流程的影响不大，不会造成严重的腐蚀"。而CO3- 含量水冲洗-➢中性清洗→水冲洗稍微偏高，且固含量偏高，会造成- - 定程度的结1)水冲洗:保持水流速度1m/s左右，冲洗垢。内循环水经过压缩机高温油换热后，温度较压缩机冷却器壳体的污垢。高，而内循环系统密封措施不完善，造成微生物大量滋生。生物粘泥附着在管道及设备上，影响2)中性清洗:投加一 -定浓度 的中性清洗剂，.换热效率，并造成化学药剂和设备隔绝，使药剂清除以无机盐类为主的污垢沉积物，采用常温循无法发挥作用。更为严重的是粘泥附着引起垢下环方式，将清洗液调匀后由泵注入冷却器，仔细缺氧产生电化学腐蚀，最终形成设备腐蚀穿孔2。检查壳体的反应情况。清洗液循环时控制流速为此外，O2从缓冲水箱等处进入易对系统产生溶解0.4m/s，温度为常温，清洗时间以现场分析的具体情况确定。开始进清洗液前应将监测试片挂入挂氧腐蚀。片器中，清洗结束后取出挂片进行处理并以该数2.3外循环系统结垢、腐蚀原因分析由于注氮站地处沙漠，自然条件恶劣，风据作为清洗时的腐蚀率。沙较大，夏季天气炎热导致冷却塔水的蒸发量很3)水冲洗:确定清洗结束后，在出口处将废大，致使系统水量减少。为保证系统水量平衡，液排尽，待原水箱抽空后停泵。并在水箱中不断需要向系统补充软化水。而不断蒸发、补水导致注入新水，对壳体进行冲洗直至出水干净为止。系统浓缩倍数成倍提高，补水带入的大部分离子(2)清洗效果评价使一些盐类(NaCL、KCL等)含量也增大.加1)对系统进行中性清洗，效果较明显。加药之排污量太小，无法及时排出水中过量离子，不5分钟后油温由87°C降到76°C，内循环水出水温度能达到离子平衡。当达到饱和状态后就会以结晶由35°C.上升到42C，溶液由灰白色变为棕红色，态在冷却塔的盘管上、淋水填料上析出，产生大浊度由3.42 mg/L上升到516 mg/L。经过8小时的强量沉淀物。结垢使填料的间隙减小，增大传质阻制循环清洗，系统油温降至68~70C，循环水温力，影响气液两相的热传递，导致冷却塔整体热度上升到46"C。效率下降。2)根据《工业设备化学清洗质量标准》中清循环水浓缩后，成为高盐碱度水，水中含有洗对设备的腐蚀率的规定。大量的Cr，它的高极性会促进腐蚀反应，高穿透表3工业设备化学清 洗质量标准性易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙和孔蚀等局部腐蚀。SO2 是腐蚀性离子，含量高时电导率材质腐蚀率升高，腐蚀倾向增加。因此CI、sO,- 含量增高是铁及铁合金< 6g/ (mh)导致盘管腐蚀穿孔的重要原因。铜及铜合金< 2g/ (m?h)此外，大气中多种杂质(尘埃、悬浮固体、清洗完成后对监测挂片进行处理，计算溶解性气体)会通过冷却塔敞开部分不断进入冷本次清洗的腐蚀率，碳钢挂片腐蚀率为0.3144却系统中形成污垢，系统微生物繁殖及其分泌形g/(m'h)，铜质挂片腐蚀率为0.0744 g/(m2h)，不锈成的粘垢，这些粘泥附着力很强，会引起冷却塔钢腐蚀率为0.0466 g/(m'h)，均符合标准要求。换热效率的降低以及垢下腐蚀4。3.2外循环系统的清洗3循环水系统的化学清洗及效果外循环清洗主要针对无机盐类的沉积物，清鉴于系统内结垢、腐蚀情况严重，采取化学洗过程主要以酸洗为主。清洗的方法，以清除金属表面的无机盐垢、金属锈蚀产物、污垢等，通过预膜在金属表面生成层致密的保护膜减缓对金属的腐蚀，在日常运行水冲洗→酸洗->水冲洗→预膜中对形成的保护膜进行维护或修补，保证装置连1)水冲中国煤化工、泥污等杂续高效率的运行。质去除。加,可防止酸3.1内循环系统的清洗洗过程对设备YHCNM H G'第5期柳玉晖等注氮站循环水系统的清洗与预膜2)酸洗:待缓蚀剂运行均匀后，加入15%4运行效果及建议(m/v) 的酸洗液。采用常温循环方式，进酸时4.1运行效果仔细检查设备的反应情况，并且每30分钟测量一清洗后近一年来，循环水系统运行平稳，次酸度，待酸度趋于稳定说明盐碱类物质反应耗腐蚀、结垢问题得到了控制，腐蚀速率20"钢尽。开始加酸前将检测挂片放入冷却塔水池中，为0.00374mm/a，不锈钢为0.000 lmm/a，铜为酸洗结束后取出进行处理，计算清洗的腐蚀率。0.00115mm/a， 均小于循环水系统的控制指标。3)冲洗:酸洗结束后停机，在放空口将废液4.2建议排尽，人工清理冷却塔水池底部的污垢和泥沙，加强外循环水系统的排污工作，采用每天三然后用大量清水进行彻底冲洗，直至水的pH值排制，即每8小时排污一一次。 考虑到排污量过大造>4.5为止，为下一步处理做好准备。由于补水碱性成水资源和投加药剂浪费，因此在保证水质稳定较高，所以可省略中和步骤。的情况下，每次排污量不超过0.2m’。4)预膜:系统开始补水，待运行正常后在外对外循环系统的喷淋设施进行改造，使布水循系统中投加一一定浓度的预膜剂，清洗结束。更均匀;加装监测挂片器，直观地反映系统出现(2)清洗效果评价的情况。1)经清洗后冷却塔内盘管，垢类和腐蚀产加强循环系统的密闭及防护措施，最大程度物均洗去，露出材质本色:滤料表面的盐垢被溶降低外界的尘埃、悬浮固体、可溶性气体及杂质解，使水淋更均匀，清洗效果明显。对水质的影响。外循环系统冷却塔里的配水系统不均匀，导致所投加的药剂不能全面覆盖发挥作用。建议装置改进配水管线，使冷却水塔配水均匀，更加稳定、高效地运行。◆参考又献[1]武献春，李文立循环水系统点蚀与微生物粘泥的综合治理[J].河北化工， 2003,(5):55-56.[2]吕慧，戴新丽，高建权.炼油厂系统微生物影响因素及控制刀。 全面腐蚀控制，2009,，(11) : 41-43.[3]黄风林，李楷，杨敏等.不锈钢换热器的腐蚀原因分析清洗前清洗后及解决办法[D].石油和化工设备，2008，(12) :45-47.[4]赵明，李艳荣。循环水结垢和腐蚀的机理及其控制D].油气储运， 1998，17 (2) : 25-28.收稿日期: 2010-03-25: 修回日期: 2010-04-28图1化学清洗前、 后对比图2)经计算，本次腐蚀率，碳钢挂片腐蚀率为0.8604 g/(m?h)，铜质挂片腐蚀率为0.0372中国煤化工g/(m'h)，不锈钢腐蚀率为0.0567 g/(m'h)， 均符合MYHCNMHG《工业设备化学清洗质量标准》。