循环水腐蚀性分析及建议

第31卷第8期的壮工VoL 31 Na 8循环水腐蚀性分析及建议杨英杰,段振国中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司河北石家庄050032)摘要]循环水的水质直接影响装置水冷器及管路的安全运行,水质超标,对换热器形成腐蚀造成泄漏泄漏进一步使水质恶化,恶化的水质再对冷换设备加重腐蚀形成恶性循环,严重时造成装置停产[关键词]循环水;污水回用:水冷器:腐蚀[中图分类号]TQ085.4文献标识码]B[文章编号]1003-5095(2008)08-0053-03中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司02+2H0→40H催化车间循环水投用污水回用水以来从装置冷却器Fe*+ 2 OH-Fe(OH)2 4检修的情况来看,有腐蚀加剧的趋势,大多数情况是由于Fe(OH2的不稳定性,在溶解氧存在的情况循环水侧腐蚀,尤其是管板管子和焊缝腐蚀最严重,下有以下反应:许多管束的管板管子的焊缝产生裂纹。4 Fe(OH2+2 H 0+0 +4 Fe(OHD),冷却水重复利用是节水减排的必然趋势,但也不最终产生黑色的四氧化三铁,其反应如下:是无条件的。一方面在水的重复利用过程中,随着水2 Fe(Odd,+ Fe(oHD). +4 H-O分的蒸发,水中的溶解盐类、悬浮固体及非挥发性有以上产物多数沉积于金属设备的内表面,形成了机物浓度逐步增大,超过一定浓度时在管道设备特宏观上的腐蚀产物,呈现出大小不等的小鼓包清除别是在换热面上发生结垢另一方面在水中有溶解掉腐蚀产物后,金属表面上呈现出大小不等的凹坑氧存在的条件下,以铁的阳级发生反应可促进形成有的呈点状蚀坑有的呈溃疡状蚀坑严重者出现穿腐蚀电池造成严重的垢下腐蚀污垢覆盖下的贫氧孔泄漏区与裸露的富氧区之间也能形成氧浓差电池使金属1.1.2C02引起的腐蚀遭受局部腐蚀。反之,腐蚀也必然改变金属的表明性C2的存在使水呈酸性在pH值降到7以下时,状使结垢加剧。这样,结垢腐蚀相辅相成相互促反应可以生成H2,这样腐蚀就可以不断地进行下去进形成错综复杂的协同效应影响甚至破坏生产系具体反应如下:统的正常运行。CO2+H0→H+HQ3H+2e→H2↑1腐蚀结垢的原因分析1.1电化学反应过程的FeCO2腐蚀发生后,生成的Fe随水流走,金属在循环水处理过程中,大多数单位用自来水补表面没有沉积的腐蚀产物,只能使设备的金属表面不充而自来水中一般都溶解有一定量的Cl、O2、这断变薄。些物质都会与循环水设备形成原电池。1.2微生物腐蚀1.1.1氟引起的腐蚀循环水中铁细菌硫细菌等微生物能加速电化学在含有C的水中,由于Cl所起的电荷转移作腐蚀。铁细菌将Fe氧化成Fe,硫酸盐还原菌消耗用铁原子失去两个电子,变成二价铁离子氧和水得H1,具体的反应如下到电子而变成氢氧根离子,二价铁离子与氢氧根离子Fe2→Fe+e结合生成氢氧化亚铁具体的反应过程如下:Fe-2e→Fe中国煤化工Fe+8°2+4H0[收稿日期]200804CNMHG条件有厌氧介质、[作者简介杨英杰1971-),男工程师从事设备管理工作.pH=5.5~85、水温30~40℃;含有硫酸盐、PO}、河北化工第8期Fe等无机物及有机物,循环水的条件和此吻合。格会增加设备的结垢速度。1.3成垢原因分析2.2氯离子浓度偏高,平均在600~700mg/L,最高天然水中溶解有各种各样的盐类,包括碳酸盐、为945mg/L,氯离子起到促进电荷转移提高电化学硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等。通过对水垢的成腐蚀速度,还会形成奥氏体不锈钢的晶间腐蚀凹分分析得出:导致天然水结垢主要是碳酸盐和磷酸3目前存在的问题盐,其具体的反应过程如下3.1水净化回用水问题ca(HCJ)2→CaC03↓+H0+CO2↑生化系统硝化反硝化反应失调造成pH值偏低;当循环冷却水中溶解的重碳酸盐较多时,水流经电脱盐排放的含盐污水COD较高4000100g,t换热器表面特别是温度较高的表面时重碳酸盐且产生的油渣很多,得不到及时有效处理造成浮选就会受热分解;当循环水通过冷却塔时,溶解在水中运行效果差,使生化及回用水COD偏高。的二氧化碳就会逸出,水的阻值就会升高,此时,重前期含硫污水汽提装置运行异常,造成净化水氨碳酸盐在碱性条件下也会产生CaCO2沉淀。当水中溶氮偏高。净化水回用电脱盐然后产生上述含盐污水。有适量的磷酸盐时磷酸根将与钙离子生成溶解度只该装置于9月26~28日检修,目前装置已运行正常,有0.1mg/几的磷酸钙沉淀:净化水已达标。2PQ+3Ca2-Ca2(PO2↓由于含油污水中氯离子浓度偏高,目前没有处理循环水运行前期投加有机瞬系列水稳剂但由于手段,造成回用水氯离子浓度偏高,影响污水回用主运行中频繁投加含有活性氯的消毒剂致使阻垢剂水要是1罐区氯离子1800g/L,20万四原油脱水解成正磷酸根,最终导致磷酸钙在换热器表面析出氯离子5143mg/L,重整污水497mg/L形成磷酸盐垢对于监测数据,环保数据与水净化数据有差别氧环境下硫酸盐还原菌大量滋生,在循环水流环保测的数据大于水净化数据有些数据水净化的合速较慢的条件下,也易形成生物粘泥垢。格但环保检测超标。2循环水情况分析我公司回用水控制指标与集团公司回用水试行21总磷、总铁、异养菌、浊度、试管腐蚀速率黏附标准有很大差别,见表1速率等指标的合格率≥95%,异养菌、试管腐蚀速率和黏附速率有不合格的情况,异养菌和黏附速率的不合表1项日贯司叫C0氨氮悬浮物浊度硫化物石油烃。酚钙硬总碱氯离子硫酸根总铁团公司6.5~9.0≤75≤15≤50≤10≤0.1≤10≤1.050~30050~300≤250≤300≤0.5石家庄分公司72~9.0≤150≤50≤30≤10≤0.5≤10≤1.0≤400≤300≤250≤1.0从表1可以看出,我公司的控制指标明显低于集增高,在流速低的管路中沉积,在设备表面产生粘泥、团公司的控制指标,按此控制会给给排水的水质控制污垢,促使发生局部腐蚀。带来压力。装置换热器介质泄漏油类泄漏会消耗大量缓蚀3.2给排水循环水问题阻垢剂,降低缓蚀阻垢效果,另外装置酸性介质泄漏循环水中氯离子,受回用污水氯离子较高的影则会增大循环水的腐蚀速率。自1~10月,一循共发响,浓度越来越高,这也是腐蚀速度增高的一个主要现装置泄漏3次,二循发现装置泄漏7次,有的是换热器发生泄漏,有的是装置开停工时存留的污油进入氨氮指标偏高促进微生物的繁殖。在循环水中有循环水中,每次泄漏都不同程度地对循环水造成影充足的碳源、磷源、氧气、适宜的温度,非常适合细菌、响藻类等微生物生长,若加上氮源就会极大促进微生根据总部节能要求,今年我公司对装置换热器进物的繁殖硝化菌群大量繁殖。硝化菌群对水质最大出行严格控制要求≥6℃,各单位积极响的危害是使氨氧化成为亚硝酸根、硝酸根,从而影响应中国煤化工就是将换热器循环氯的杀菌能力,产生酸性环境。造成水质恶化。水阀CNMH(达不到6℃。这样循环水场旁滤设施不足,循环水中悬浮物含量使得装置换热器的流速降低,循环水中的悬浮物沉第8期杨英杰段振国:循环水腐蚀性分析及建议55·积,形成粘泥、污垢,对换热器造成腐蚀到补水指标的同时,尽量达到集团公司的节水要求4建议和措施给排水车间要增上旁滤设施加强循环水旁滤管给排水车间严格按照回用水补入循环水场的水理,降低循环水浊度。质指标进行控制。循坏水中漏油后,生产处要及时组织查找油源,目前我厂的回用污水水质指标高于集团公司下减少对循环水的污染。达控制指标,需要与江苏苏宁水处理剂厂家重新核实水稳剂投加量要以水质控制为依据,不能只强调回用污水补入循环水水质指标。不能只考虑回用量,控制药剂费用。在保证水质的情况下再适当控制药应在确保循环水水质的前提下,再提高回用量。剂费用。装置定期对换热器开大进、出口阀门,加大循环[参考文献]水流速将水冷器管束流速控制在≥1m/s,避免粘泥1邱小平陈建中,王青.循环水腐蚀机理和植物缓蚀阻垢剂初探沉积附着在管束中而造成垢下腐蚀[J.四川化工,2006,():31-33建议各装置使用碳钢换热器时进行涂层防腐,保2齐冬子不锈钢水冷器应力腐蚀开裂原因的再探讨[刀.工业水与废水,2006,3):1-6证质量地对管板处防腐层增加厚度增大污水处理投资,提高回用污水的水质,在达Circulating Water Corrosion Analyses and RecommendationsYANG Ying-jie, DUAN Zhen-GuoSINOPEC Shijiazhuang Refining Chenical Company, Shi jiazhuang 050032, China)Abstract: Circulating a direct impact on the quality of water for cooling devices and the safe operation of pipelines,water quality, occupation of a heat exchanger corrosion, resulting in leakage water leakage further deterioration of thewater quality deterioration in the cold again for heavier equipment corrosion, form a vicious cycle, caused serious pro-duction deviceKey words: circulating water; wastewater reuse: water coolers; corrosion(上接第37页)化点、延伸、SHRP性能等级等重要指标差距较大,只3结论有提高SBS配比才能满足质量要求通过比较,欧洲进口设备具有较高的自控水平,计工艺二采用高速剪切工艺,直接将SBS剪切到量准确。但生产时间较长、质量不易控制、生产成本5m以下,合格后出装置,产品质量与实验数据基高、设备价格也很高。国产设备则生产时间短、质量相本相同。由于高速剪切是发热过程因此初始反应温对稳定、生产成本低。虽然自控水平有待提高但设备度要求控制在170℃以下就可满足生产要求。表1价格只是欧洲进口设备的一半不到,更适合我们的国为两种工艺用同一种配方生产的改性沥青的质量指情标试验项目标准要求工艺一二工艺针入度(15℃)/0.1针入度25℃)/0.1m60~806466针入度指数≥-0.2-0.32-0196软化点/℃≥7068.971.2延度5℃)/cm≥3032936.6弹性恢复Q25℃)%≥80离析,软化点差/c≤200.00.4SHRP性能等级64~227028中国煤化工CNMHG