渭河化肥廠大型循環(huán)冷卻水處理

渭河化肥廠大型循環(huán)冷卻水處理摘要：渭河化肥廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)大化肥裝置單套處理能力最大的，原設(shè)計(jì)采用進(jìn)口水質(zhì)穩(wěn)定劑。采用國(guó)產(chǎn)水質(zhì)穩(wěn)定劑替代進(jìn)口藥劑，對(duì)個(gè)別殼程換熱器采用氮?dú)獯祾撸瑢?duì)熱負(fù)荷較高的換熱設(shè)備加裝電子除垢儀，使循環(huán)水系統(tǒng)主要控制指標(biāo)的合格率達(dá)到100％。關(guān)鍵字：循環(huán)冷卻水水處理水質(zhì)穩(wěn)定劑渭河化肥廠廠是90年代從國(guó)外外引進(jìn)的以煤煤為原料、年年產(chǎn)30×1004t合成氨，52×1004t尿素的大型型化肥廠。眾眾所周知，循循環(huán)水是化工工企業(yè)的“血液”，循環(huán)水系系統(tǒng)的平衡與與否直接關(guān)系系著全廠的安安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)長(zhǎng)周期、滿負(fù)負(fù)荷生產(chǎn)。優(yōu)優(yōu)良的方案與與管理可以大大大降低換熱熱器的腐蝕和和結(jié)垢，延長(zhǎng)長(zhǎng)設(shè)備的使用用壽命。渭河河化肥廠循環(huán)環(huán)水系統(tǒng)在目目前國(guó)內(nèi)大化化肥裝置中單單套系統(tǒng)處理理能力最大，相相當(dāng)于其它大大化肥循環(huán)水水量?jī)杀吨喽?。另外，由由于工藝線路路長(zhǎng)，換熱器器多，換熱器器材質(zhì)多樣化化，加之水質(zhì)質(zhì)變化大，造造成處理技術(shù)術(shù)與水質(zhì)管理理的復(fù)雜性。該該系統(tǒng)自1995年9月16日開車至1998年7月20日大修停車車，歷經(jīng)2年10個(gè)月的長(zhǎng)周周期運(yùn)行，取取得了良好的的應(yīng)用效果和和經(jīng)濟(jì)效益，管管平均腐蝕率率小于0.0411mm/aa。1循環(huán)水系統(tǒng)統(tǒng)特點(diǎn)1.1循環(huán)水水系統(tǒng)組成渭化循環(huán)環(huán)水系統(tǒng)有效效容積為150000m3，循環(huán)水量量為407600m3/h，經(jīng)3臺(tái)循環(huán)水泵(2大1小，大泵160000m3/h，小泵7000～9000mm3/h)，分供于全全廠的換熱設(shè)設(shè)備，其流量量分配見表1。表1循環(huán)水系系統(tǒng)流量分配配m3.h-1用戶合成空分發(fā)電機(jī)尿素動(dòng)力空壓站最大流量11319138601500780016550正常流量102901260070507350150581.2系統(tǒng)特特點(diǎn)1.2..1水質(zhì)變化化大循環(huán)水水系統(tǒng)的補(bǔ)水水原設(shè)計(jì)為尤尤河水（地表表水）和白楊楊水（地下水水）按1:1比例混合。水水質(zhì)情況見表表2。表2尤河水和和白楊水及兩兩者1：1混合水質(zhì)項(xiàng)目pH值電導(dǎo)率/（μss.cm-11)堿度/（mg..L-1)硬度/（mg..L-1)Ca2+/(mmg.L-11)Mg2+/(mmg.L-11)Cl-/(mgg.L-1))SO42-/((mg.L--1)SiO2/(mmg.L-11)尤河：白楊（11：1）8.121114.022235.25213.4048.7513.3657.6874.717.91白楊水7.811730.700363.50268.8063.1122.8298.37109.9712.63尤河水8.42497.33140.00140.0034.394.1216.5939.442.98注：本文中的堿堿度、硬度、鈣鈣硬均以CaCO3計(jì)。由于近年來來地表水水源源充足，自1995年9月以來，循循環(huán)水系統(tǒng)的的補(bǔ)水一直用用尤河（尤河河水為弱腐蝕蝕性水，原水水IR值為7.19），該水源源水質(zhì)又隨季季節(jié)而變，其其水質(zhì)變化數(shù)數(shù)據(jù)見表3。表3

尤河豐豐水季和枯水水季平均水質(zhì)質(zhì)項(xiàng)目pH值電導(dǎo)率/（μss.cm-11)堿度/（mg..L-1)硬度/（mg..L-1)鈣硬/(mg..L-1)Cl-/(mgg.L-1))SO42-/((mg.L--1)SiO2/(mmg.L-11)1996.18.26408.99136.45163.15116.6311.4960.095.771996.68.19364.08100.19116.7551.4211.8243.222.101997.18.22411.36137.63160.08116.6211.0160.116.021997.68.16397.70102.62120.9071.9011.1745.502.231.2.2有有效容積大，流流程長(zhǎng)系系統(tǒng)有效容積積150000m3，且為一單單獨(dú)系統(tǒng)，這這就增加了系系統(tǒng)適應(yīng)配方方的難度。流流程長(zhǎng)主要是是因?yàn)樵摴に囁囋陂_車過程程中循環(huán)水要要?dú)v經(jīng)動(dòng)力高高鍋、空分、氣氣化、合成氨氨、尿素等系系統(tǒng)，前系統(tǒng)統(tǒng)已進(jìn)入正常常熱態(tài)而后系系統(tǒng)還處于冷冷態(tài)（正常開開車時(shí)間為一一周），這就就加大了開停停車過程中水水質(zhì)處理的困困難。1.22.3換熱器類類型數(shù)量多，材材質(zhì)多樣化循環(huán)水系系統(tǒng)主要換熱熱器共有82臺(tái)，其中水水走殼程的17臺(tái)，還有3臺(tái)板式換熱熱器。材質(zhì)有有碳鋼、黃銅銅、不銹鋼，且且鋼材占有相相當(dāng)大的比例例。這些特點(diǎn)點(diǎn)決定了渭化化循環(huán)冷卻水水水質(zhì)穩(wěn)定處處理的復(fù)雜性性。2國(guó)外藥劑應(yīng)應(yīng)用階段2.1國(guó)外藥藥劑S-10550的組成及特特點(diǎn)KURITTAS-10050是日本栗田田公司開發(fā)研研制的適用于于高硬、高堿堿、高pH值、高含鹽鹽量的全有機(jī)機(jī)配方，主要要成份是水溶溶性磺酸共聚聚物，有機(jī)膦膦酸鹽，銅緩緩蝕劑及一些些助劑為主的的復(fù)合緩蝕阻阻垢劑。其中中水溶性共聚聚物的同一分分子鏈上含有有弱酸基團(tuán)(-COOOH等)，強(qiáng)酸基團(tuán)(-SO33H)和非離子基基團(tuán)(-COOOR)等。因此，對(duì)對(duì)不同的粒子子、離子、晶晶體等產(chǎn)生不不同的吸附和和分散作用，控控制其生長(zhǎng)速速度，分散微微晶，阻止CaCO3、Ca3(PO4)2、Zn(OHH)2等成垢。2..2應(yīng)用效果果循環(huán)水水系統(tǒng)的原始始開車時(shí)間為為1995年9月16日，根據(jù)處處理方案依次次完成了系統(tǒng)統(tǒng)的化學(xué)清洗洗和化學(xué)預(yù)膜膜后轉(zhuǎn)入正常常運(yùn)行，在這這一階段系統(tǒng)統(tǒng)采用了日本本栗田公司提提供的水處理理方案與藥劑劑，至1996年3月11日運(yùn)行6個(gè)月，其運(yùn)運(yùn)行控制方案案和監(jiān)測(cè)結(jié)果果見表4。表4運(yùn)行方案案、水質(zhì)及監(jiān)監(jiān)測(cè)結(jié)果時(shí)間方案循環(huán)水試管腐蝕率/（mm.a-11)粘附速率/（mm.c.m）試片腐蝕率（220#）/（mm.a-11)Ca2++M堿堿/（mg.L--1)濃縮倍數(shù)結(jié)果級(jí)別平均最高最低平均最高最低結(jié)果級(jí)別結(jié)果級(jí)別結(jié)果級(jí)別S1050:((NaPO33)6:ZnSOO4.7H2O=3.66:1:1..1168.4197.21148.911.62.21.20.041很好0.58很好0.012很好S1050:((NaPO33)6=3.6::1278.4342.0162.22.63.11.80.013很好0.85很好0.016很好在每一個(gè)階階段運(yùn)行控制制中，主要指指標(biāo)合格率均均在93％以上。在在國(guó)外藥劑應(yīng)應(yīng)用階段，監(jiān)監(jiān)測(cè)掛片與試試管的腐蝕率率、粘附速率率均達(dá)到中石石化規(guī)定的優(yōu)優(yōu)良級(jí)。2..3運(yùn)行費(fèi)用用自1995年9月19日循環(huán)水系系統(tǒng)轉(zhuǎn)入維護(hù)護(hù)運(yùn)行，至1996年3月11日藥劑國(guó)產(chǎn)產(chǎn)化，其間共共耗藥劑KURITTAS-11050333.6tt(每噸KURITTAS-11050合人民幣約4.8萬元)，殺菌劑KURITTAF-4490055.2t((每噸合人民民幣約5.6萬元)，共耗費(fèi)用用約190.4萬元。3國(guó)產(chǎn)化藥劑劑替代進(jìn)口藥藥劑3.1SW--606組成及特點(diǎn)由于進(jìn)進(jìn)口藥劑KURITTAS－1050、F－4900價(jià)格昂貴。我我廠1992年開始著手手進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化化藥劑的研制制工作。經(jīng)過過與陜西省石石油化工研究究院水處理研研究所的共同同攻關(guān)，開發(fā)發(fā)出S－1050的替代品SW－606。經(jīng)動(dòng)態(tài)模模擬試驗(yàn)和工工業(yè)性放大試試驗(yàn)（在陜西西省化工總廠廠循環(huán)水量為為1200m3/h冷卻水系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)），證證明SW－606與進(jìn)口藥劑KURITTAS－1050在性能上相相當(dāng)。這一研研制成果為我我廠大型冷卻卻水系統(tǒng)藥劑劑的國(guó)產(chǎn)化提提供了理論依依據(jù)。國(guó)產(chǎn)化化藥劑SW－606的主要成份份為有機(jī)膦酸酸鹽，有機(jī)膦膦羧酸，水溶溶性磺酸共聚聚物阻垢分散散劑，緩蝕劑劑等[1]。各組組份配伍性能能好，協(xié)調(diào)增增效作用強(qiáng)，前前組份對(duì)后組組份有很高的的穩(wěn)定性?？煽赏ㄟ^適當(dāng)調(diào)調(diào)整緩蝕劑用用量，使SW－606既可用于高高硬、高堿、高高含鹽量的結(jié)結(jié)垢水，又可可用于腐蝕型型水質(zhì)，增強(qiáng)強(qiáng)了它的適用用性。3.2應(yīng)用效效果1996年3月11日，循環(huán)冷冷卻水系統(tǒng)用用國(guó)產(chǎn)藥劑SW－606替代進(jìn)口藥藥劑S－1050，到1998年7月20運(yùn)行時(shí)間達(dá)2年4個(gè)月。在此此期間，根據(jù)據(jù)補(bǔ)水水質(zhì)、循循環(huán)水水質(zhì)、后后系統(tǒng)熱負(fù)荷荷情況，適時(shí)時(shí)地調(diào)整循環(huán)環(huán)水的運(yùn)行方方案，取得了了較好的應(yīng)用用效果。其運(yùn)運(yùn)行方案、水水質(zhì)及監(jiān)測(cè)結(jié)結(jié)果見表5。表5運(yùn)行方案案、水質(zhì)及監(jiān)監(jiān)測(cè)結(jié)果時(shí)間方案循環(huán)水試管腐蝕率/（mm.a-11)粘附速率/（mm.c.m）試片腐蝕率（220#）/（mm.a-11)Ca2++M堿堿/（mg.L--1)濃縮倍數(shù)結(jié)果級(jí)別平均最高最低平均最高最低結(jié)果級(jí)別結(jié)果級(jí)別結(jié)果級(jí)別SW-606++ZnSO44.7H2O520.81620.7360.03.84.22.50.022很好2.55很好0.05好SW-606760.54942.5452.284.245.052.80.02很好1.90很好0.067好通過表5可可知渭河化肥肥廠循環(huán)冷卻卻水系統(tǒng)的水水質(zhì)穩(wěn)定處理理，國(guó)產(chǎn)藥劑劑SW－606替代KURITTAS－1050是比較成功功的。主要控控制指標(biāo)合格格率接近和達(dá)達(dá)到了100％。3.3運(yùn)行費(fèi)用用藥劑國(guó)國(guó)產(chǎn)化以來的的2年4個(gè)月的運(yùn)行行過程中，共共消耗SW－606藥劑194.88t（凈液價(jià)1.7萬元／t），XF－990殺菌劑21.2t（1.45萬元／t），ZS－601藥劑6.8t（1.35萬元／t），NKC－650藥劑11.455t（1.4萬元／t），費(fèi)用合合計(jì)為387.111萬元，比進(jìn)進(jìn)口藥劑KURITTAS－1050、F－4900每年節(jié)約費(fèi)費(fèi)用約242.225萬元，經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益顯著。4特殊問題處處理我廠循環(huán)冷冷卻水系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)過2年10個(gè)月的長(zhǎng)周周期運(yùn)行，經(jīng)經(jīng)歷了各種工工況的考驗(yàn)（特特別是長(zhǎng)時(shí)間間冷態(tài)運(yùn)行），取取得了一些比比較好的應(yīng)用用效果，這期期間針對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)中存在的問問題及時(shí)提出出并制定措施施，取得了滿滿意的成果。①回水旁路管Φ640mmm設(shè)計(jì)偏小，造造成基礎(chǔ)處理理過程溢塔問問題。對(duì)此，根根據(jù)計(jì)算增加加4根Φ800mmm回水旁路管管，滿足了回回水流量的要要求。②殼程換熱器器存在嚴(yán)重垢垢下腐蝕。根根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在該該換熱器進(jìn)口口處增加氮?dú)鈿鈹_動(dòng)管線和和反向回流旁旁路，定期進(jìn)進(jìn)行操作，防防止由于低流流速而產(chǎn)生的的沉積、腐蝕蝕，應(yīng)用效果果良好。③E－61、E－07在運(yùn)行過程程中結(jié)垢嚴(yán)重重。E－61、E－07是空分系統(tǒng)統(tǒng)兩臺(tái)冷換器器（即氨／水水冷卻器和空空氣／水冷卻卻器），其中中E－07用于冷卻和和洗滌壓縮空空氣，而E－61是用液氮來冷冷卻用于E－07的循環(huán)水，該該股循環(huán)水在在進(jìn)入E－61之前又經(jīng)過E－60污氮冷卻塔塔的蒸發(fā)和氣氣提，使該股股循環(huán)水（100mm3／h，）在原高高硬、高堿、高pH的基礎(chǔ)上進(jìn)一步濃縮，再加E－61氨／水冷卻器低壁溫影響，在水側(cè)形成大量CaCO3·5H2O[2]結(jié)晶。對(duì)此，將用于該系統(tǒng)苛刻條件下的循環(huán)水改為一次水，同時(shí)在E－61入口加裝一臺(tái)靜電除垢儀。經(jīng)過1年半的運(yùn)行，E－61、E－07水側(cè)基本無沉積鹽析出，效果良好。④尿素U－EA401A