循環(huán)水管網(wǎng)分系統(tǒng)清洗預(yù)膜工藝探討

1、循環(huán)水管網(wǎng)分系統(tǒng)清洗預(yù)膜工藝討論摘要：我廠第循環(huán)水系統(tǒng)包括I催循環(huán)水系統(tǒng)和I常循環(huán)水系統(tǒng)兩部分，前者分別向I催化裂化、氣體別離等消費(fèi)裝置提供循環(huán)水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、二結(jié)合等裝置供水?？紤]對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的控制；兩部分循環(huán)水可以聯(lián)通運(yùn)行也可以分開(kāi)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：清洗預(yù)膜循環(huán)水水質(zhì)前言我廠第循環(huán)水系統(tǒng)包括I催循環(huán)水系統(tǒng)和I常循環(huán)水系統(tǒng)兩部分，前者分別向I催化裂化、氣體別離等消費(fèi)裝置提供循環(huán)水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、二結(jié)合等裝置供水。考慮對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的控制；兩部分循環(huán)水可以聯(lián)通運(yùn)行也可以分開(kāi)運(yùn)行。I催化裂化裝置按方案于1999年9月中旬完成了裝置檢修工作，歷時(shí)40天。其循環(huán)水系統(tǒng)換熱器管

2、束在經(jīng)過(guò)機(jī)械清洗后，長(zhǎng)時(shí)間裸露在空氣中，外表覆蓋了一層厚薄不一的氧化膜及銹垢。為有效防止I催化裂化裝置開(kāi)工運(yùn)行后該循環(huán)水系統(tǒng)水冷器迅速產(chǎn)生腐蝕或結(jié)垢，我們采用了分系統(tǒng)清洗、預(yù)膜方式，單獨(dú)對(duì)I催循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)展了冷態(tài)預(yù)膜，獲得了較好的成膜效果，為I催循環(huán)水系統(tǒng)長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行創(chuàng)造了良好的前提條件。與此同時(shí)，I催循環(huán)水系統(tǒng)的清洗預(yù)膜未影響I常壓減壓分餾等裝置的正常運(yùn)行。第1循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)子系統(tǒng)清洗預(yù)膜與正常運(yùn)行同步進(jìn)展的目的。1清洗預(yù)膜的作用機(jī)理1.1化學(xué)清洗化學(xué)清洗由清洗剝離與酸洗兩個(gè)過(guò)程組成，由于I催循環(huán)水系統(tǒng)管路及已進(jìn)展過(guò)機(jī)械清洗的換熱器管束內(nèi)壁多為鐵銹及殘垢，故只需采用酸洗，即通過(guò)無(wú)機(jī)酸

3、或有機(jī)酸與鐵銹及鈣垢發(fā)生化學(xué)反響，將Fe23、Fe34或a3等物質(zhì)去除。常用的酸有鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、氨基磺酸等。1.2預(yù)膜酸洗完畢后，管道及換器管束呈現(xiàn)出金屬本色，這種狀態(tài)極易發(fā)生腐蝕。應(yīng)立即投加具有緩蝕效果的預(yù)膜劑，易與水中的兩價(jià)金屬離子(如a2+、g2+、Zn2+)等形成絡(luò)合物(反響方程式見(jiàn)下)，發(fā)生電沉積過(guò)程而形成沉淀性保護(hù)膜，均勻地覆蓋在金屬外表，從而將冷卻水中具有腐蝕性的離子與金屬外表隔開(kāi)，阻止腐蝕的發(fā)生。同時(shí)，預(yù)膜后，還可控制結(jié)垢的增長(zhǎng)，以防止導(dǎo)致垢下腐蝕。常用的預(yù)膜劑有無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷兩大類(lèi)。2Na5P310+5a2+a5(P310)2+10Na+a5(P310)2+3Na

4、5P3105Na3aP3102清洗預(yù)膜方案的選擇2.1第I循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)我廠第I循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理才能為12500thr，由上述兩個(gè)子系統(tǒng)組成，兩個(gè)子系統(tǒng)間設(shè)連通閥。在所有消費(fèi)裝置投入正常運(yùn)行的工況下，第I循環(huán)水系統(tǒng)采用混和運(yùn)行方式供、回水，即將兩個(gè)子系統(tǒng)間供水、回水母管及吸水井之間的聯(lián)通閥翻開(kāi)，以便合理分醞裝置回水的熱負(fù)荷，充分發(fā)揮涼水塔的熱交換效率，到達(dá)降低出水溫度的目的。2.2預(yù)膜方案確實(shí)定根據(jù)第I循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)I催循環(huán)水系統(tǒng)的清洗預(yù)膜可以采用以下兩種方案：一是不停車(chē)熱態(tài)法清洗預(yù)膜；二是分系統(tǒng)運(yùn)行，單獨(dú)對(duì)I催循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)展冷態(tài)法清洗、預(yù)膜。熱態(tài)法預(yù)膜的優(yōu)點(diǎn)是可以使I催化裂化裝置的

5、投運(yùn)時(shí)間提早3天。其缺點(diǎn)：1.對(duì)預(yù)膜劑的耐溫要求高;2.腐蝕率較大，難以控制；3.費(fèi)用高。而冷態(tài)法預(yù)膜具有效果好，腐蝕率較小，費(fèi)用低的特點(diǎn)。因此，為確保預(yù)膜效果，采用方案二，即單獨(dú)對(duì)1催循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)展冷態(tài)法清洗預(yù)膜，較為合理。在我廠以往的清洗和預(yù)膜過(guò)程中，也采用冷態(tài)法預(yù)膜，只使用單一的無(wú)機(jī)磷預(yù)膜劑即可滿足消費(fèi)要求，當(dāng)時(shí)的工況條件是第一循環(huán)水系統(tǒng)所有消費(fèi)裝置同時(shí)處于停工狀態(tài)。而這次I催循環(huán)水系統(tǒng)中仍有氣體別離裝置在正常消費(fèi)。所以對(duì)冷態(tài)法的預(yù)膜劑進(jìn)展了挑選，選用無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷預(yù)膜劑同時(shí)作為預(yù)膜劑，并對(duì)清洗預(yù)膜的全過(guò)程進(jìn)展了仔細(xì)的跟蹤觀察，總結(jié)經(jīng)歷。3酸洗與預(yù)膜3.1酸洗酸洗過(guò)程采用有機(jī)酸與無(wú)機(jī)酸相

6、結(jié)合的方法，由無(wú)機(jī)酸來(lái)協(xié)助調(diào)節(jié)PH值。當(dāng)I催循環(huán)水系統(tǒng)與I常循環(huán)水系統(tǒng)完全分隔，單獨(dú)運(yùn)行后，將其循環(huán)水的濁度控制在8g/l以內(nèi)，于9月17日17：30投加固體清洗劑氨基磺酸1800Kg，并連續(xù)投加98的工業(yè)硫酸，控制系統(tǒng)PH值在4.5-5.5之間。酸洗過(guò)程中，在取樣箱內(nèi)安裝了掛片監(jiān)測(cè)腐蝕率，并對(duì)循環(huán)水濁度、PH值、鈣離子、總鐵等過(guò)程監(jiān)測(cè)工程定時(shí)分析，其中PH值為連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。至18日20：00，根據(jù)總鐵濃度趨于穩(wěn)定及鈣離子濃度呈明顯下降趨勢(shì)，并且變化不大的情況判斷，已到達(dá)酸洗終點(diǎn)，共歷時(shí)23小時(shí)。其間分析數(shù)據(jù)如下。見(jiàn)表1日期時(shí)間PH值總鐵PP鈣離子PP以a3計(jì)濁度g/l19：004.353.3

7、183.75.517日21：005.327.3210.19.523：005.617.22213.610.81：005.2810.0234.612.03：005.5414.0247.412.56：355.4812.9255.210.88：004.9015.1242.810.018日10：004.8011.9236.010.014：005.3117.3211.510.517：005.04198.612.018：005.2118.0187.411.519：005.2317.39.820：005.4016.8183.212.53.2預(yù)膜酸洗于18日20：00完畢后，立即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展置換操作，排污水呈黃白

8、色，濁度高達(dá)55g/l。整個(gè)置換過(guò)程持續(xù)了21個(gè)小時(shí)，排污水濁度穩(wěn)定在20g/l左右時(shí)，于19日17：30向系統(tǒng)投加預(yù)膜劑N-7350及三聚磷酸鈉共計(jì)1800kg，同時(shí)，通過(guò)滴加濃度為98硫酸，調(diào)節(jié)系統(tǒng)PH值在5.57.0之間，以幫助成膜。期間，共消耗硫酸150Kg。頂膜42小時(shí)后，水中總鐵及總磷濃度趨于穩(wěn)定，變化幅度均在10以內(nèi)，且通過(guò)取出試片檢查，外表無(wú)銹蝕，碳鋼外表有明顯的彩色色暈，已到達(dá)預(yù)膜終點(diǎn)。預(yù)膜運(yùn)行分析數(shù)據(jù)如下。見(jiàn)表2日期時(shí)間PH值總磷g/l總鐵PP濁度PP18：306.4174.90-19.519日20：006.4574.90-21.022：006.6970.304.2422.

9、52：006.84-19.54：006.8664.203.8514.66：006.8860.863.5021.08：006.8957.353.3917.5010：006.87-18.020日12：006.9256.243.2818.214：006.94-19.516：006.8956.423.5720.024：007.0552.913.2519.88：006.9235.152.4420.010：006.9033.022.2120.212：006.7030.102.1120.53.3正常運(yùn)行通過(guò)大量補(bǔ)水置換操作，將系統(tǒng)內(nèi)總無(wú)機(jī)磷由預(yù)膜完畢時(shí)的30.1g/l降至10g/l左右，已具備切換至正常運(yùn)行

10、的條件。向系統(tǒng)投加406Kg/l固體堿，將PH值調(diào)至7.5-8.0之間，并投加X(jué)J221水穩(wěn)劑200kg，將I催循環(huán)水系統(tǒng)重新切換至正常運(yùn)行狀態(tài)。4清洗預(yù)膜效果評(píng)價(jià)與分析討論4.1清艙頓膜效果評(píng)價(jià)預(yù)膜試片，外表無(wú)銹蝕，成膜均勻、致密，肉眼可見(jiàn)，呈五彩藍(lán)紫色；經(jīng)硫酸銅法檢驗(yàn)，顯色時(shí)間為10-30秒之間，說(shuō)明預(yù)膜效果較好，到達(dá)系統(tǒng)內(nèi)金屬外表均勻成膜的要求。清洗過(guò)程中，共洗掉鐵銹及鈣垢約310Kg;其試片腐蝕率為4.95g/3.h，低于碳鋼腐蝕率10g/3.h的國(guó)家清洗標(biāo)準(zhǔn)。到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)中的較好級(jí)。4.2分析與討論4.2.1預(yù)膜前的濁度達(dá)19.5g/l，偏高。因?yàn)闈岫冗M(jìn)步，腐蝕串相應(yīng)有所增加；同時(shí)在設(shè)備

11、外表沉積物增多，產(chǎn)生較多的斑點(diǎn)，易形成部分腐蝕或孔蝕。因此，預(yù)膜時(shí)的循環(huán)水濁度應(yīng)盡可能控制低一些；控制在10g/l以內(nèi)較適宜。其次，酸洗完畢后的置換時(shí)間應(yīng)盡可能短一些，以10-12小時(shí)為宜，可降低金屬的腐蝕機(jī)率。4.2.2預(yù)膜過(guò)程中PH值在6.57.0之間，偏高。因?yàn)轭A(yù)膜劑中三聚磷酸鈉占有一定比例，且在I催循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜期間，氣體別離裝置仍在正常消費(fèi)，因此I催循環(huán)水系統(tǒng)水溫較高，達(dá)28-32。加之較高的PH值；極易使三聚磷酸鈉分解，形成磷酸鈣垢，從而影響預(yù)膜效果。從本次預(yù)膜掛片顯色時(shí)間來(lái)看，略微偏短，與PH值的控制有關(guān)。建議實(shí)際操作時(shí)，在控制循環(huán)水濁度的根底上，PH值在5.56.5區(qū)域較好

12、。4.2.3根據(jù)預(yù)膜的機(jī)理，預(yù)膜劑易與水中的a2+、g2+等二價(jià)金屬離子發(fā)生絡(luò)合反響，形成沉積物覆蓋在金屬外表而抑制腐蝕。因此建議在預(yù)膜過(guò)程中，應(yīng)定時(shí)監(jiān)測(cè)2+濃度變化，并作為判斷預(yù)膜終點(diǎn)的一項(xiàng)分析指標(biāo)。有資料說(shuō)明，當(dāng)預(yù)膜水中a2+濃度在50Pp時(shí)，緩蝕效果已非常明顯，當(dāng)大于100Pp時(shí)已出現(xiàn)大量沉積物，因此預(yù)膜時(shí)水中的a2+維持在50-70Pp為宜。4.2.4清洗預(yù)膜過(guò)程中，應(yīng)盡可能地將I催循環(huán)水系統(tǒng)中正在運(yùn)行的I套氣分系統(tǒng)切換至第11循環(huán)水系統(tǒng)，這樣可以防止處于熱態(tài)狀況下的換熱器受到腐蝕，并且不會(huì)因高溫使預(yù)膜劑分解而影響系統(tǒng)預(yù)膜效果。5結(jié)論5.1根據(jù)I催循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)主要換熱器已進(jìn)展機(jī)械清洗，系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌，藻類(lèi)粘泥少的特點(diǎn)，采用有機(jī)酸與無(wú)機(jī)酸結(jié)合清洗的方法，將PH值控制在4.5-5.5，不僅洗出了金屬本色，同時(shí)使腐蝕率達(dá)標(biāo)；而且耗駿量少，有效降低了清洗本錢(qián)。5.2采用分系統(tǒng)