循環(huán)水緩蝕阻垢技術(shù)試驗(yàn)

周群 代勇 劉小東（大慶油田天然氣分公司）

要使冷卻水形成正常的循環(huán)系統(tǒng)，需要采取兩項(xiàng)關(guān)鍵的處理措施：一是使升溫的冷卻水降低到可回用的溫度，以保持較好的冷卻效果，此過程稱為循環(huán)水的冷卻；二是使循環(huán)水質(zhì)保持穩(wěn)定，防止換熱設(shè)備與管路結(jié)垢和腐蝕。雖然冷卻水在每次使用后的物理性狀變化很小，但長(zhǎng)期循環(huán)使用后，會(huì)因水中某些溶解物濃縮或散失，塵土積累，微生物滋生等原因，造成設(shè)備內(nèi)垢物沉積或金屬設(shè)備表面腐蝕[1]。天然氣分公司在用冷換設(shè)備大部分采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻，冷卻水雖是循環(huán)使用，但水的再冷卻是通過冷卻塔（池）來進(jìn)行，冷卻水在循環(huán)過程中要與空氣接觸。部分水在通過冷卻塔（池）時(shí)會(huì)被蒸發(fā)損失掉，因而水中各種礦物質(zhì)和離子含量也會(huì)不斷濃縮增大。若不對(duì)冷卻水進(jìn)行處理，就會(huì)造成系統(tǒng)結(jié)垢、堵塞，黏泥菌藻呈爆炸繁殖，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行[2]。

1 存在問題

近年大量使用冷卻水的裝置[3]，對(duì)水的循環(huán)利用及其處理的要求與日俱增。調(diào)研發(fā)現(xiàn)三大隊(duì)北I-1循環(huán)水廠等八個(gè)水廠補(bǔ)水堿度相對(duì)較高，除個(gè)別水廠如喇壓等進(jìn)行軟化處理外，大部分水廠的補(bǔ)水均為新鮮水，堿度、硬度較高，以碳酸鈣計(jì)，堿度基本在400mg/l，硬度基本在200mg/l，總?cè)芙夤绦挝锍畨和饣驹?00mg/l以上，水質(zhì)屬于高堿、高硬水，而系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)基本處在不作加藥處理，或加藥不連續(xù)，尤其是殺菌處理幾乎沒有實(shí)施，導(dǎo)致各循環(huán)水廠水質(zhì)較差，粘泥菌藻呈爆炸繁殖，致使循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢、堵塞嚴(yán)重，需要增大排污和補(bǔ)水量改善水質(zhì)，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，浪費(fèi)了水資源，縮短了設(shè)備使用壽命。如：紅壓淺冷E-502水冷器在2006年10月份檢修中由于管束結(jié)垢嚴(yán)重，對(duì)其管束進(jìn)行了更換。紅壓深冷天然氣壓縮機(jī)級(jí)間水冷器E-103、E-104在2007年7月由于管束結(jié)垢嚴(yán)重對(duì)兩臺(tái)水冷器進(jìn)行更換。在2008年4月紅壓深冷由于丙烷水冷器結(jié)垢嚴(yán)重，大部分管束已經(jīng)堵塞，不能滿足丙烷氣體冷凝要求，丙烷壓縮機(jī)基本空載運(yùn)行，嚴(yán)重影響裝置制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 加藥方案設(shè)計(jì)

調(diào)研了循環(huán)水場(chǎng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)計(jì)算條件見表1。

表1 循環(huán)水場(chǎng)現(xiàn)狀

3 藥劑配方篩選試驗(yàn)及結(jié)果

通過對(duì)北I-1等八水場(chǎng)水質(zhì)全分析、垢樣全分析初步判定了紅壓等水場(chǎng)的水型及濃縮后的腐蝕結(jié)垢趨勢(shì)，通過大量靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)、靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)及動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)篩選出了紅壓、中七、南壓、喇壓等以有機(jī)物為垢樣主體的循環(huán)水場(chǎng)緩蝕阻垢劑配方，分別為：XY-101A、XY-101B、XY-101A、XY-401B；篩選出了北Ⅰ-1、北壓、薩南等以碳酸鹽垢為主體的循環(huán)水場(chǎng)配方，分別為：XY-701B、XY-701B、XY-801B。篩選出了殺菌劑配方優(yōu)氯凈、x y－2001殺菌滅藻劑、x y－2002型殺菌剝離劑，三種殺菌劑交替使用，并可根據(jù)天氣冷暖變化，進(jìn)行投加量調(diào)整，見表2。

表2 各循環(huán)水加藥配方一覽表

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

4.1 加藥試驗(yàn)進(jìn)度

2010年4月開始，分別在紅壓、北壓、中七、南壓淺冷、南壓深冷、喇壓淺冷、薩南和、北I-1八個(gè)循環(huán)水場(chǎng)進(jìn)行循環(huán)水加藥試驗(yàn)，進(jìn)度安排見表3。

表3 加藥試驗(yàn)進(jìn)度

4.2 現(xiàn)場(chǎng)加藥試驗(yàn)方案

以北I-1循環(huán)水場(chǎng)加藥方案為例。

1）緩蝕阻垢劑投加：

◇如果使用加藥機(jī)加藥，將10桶緩蝕阻垢劑倒入加藥罐內(nèi)，7天打凈。再往加藥罐加入10桶緩蝕阻垢劑，再7天打凈，一直循環(huán)即可。

◇如果不用加藥機(jī)，可每天直接往塔下水池加1.5桶緩蝕阻垢劑，一直循環(huán)即可。

2）殺菌劑投加：殺菌劑直接加到冷水池中，夏季每10天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。冬季每15天一次，每次300 kg（12桶，每桶25 kg）。

5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)完成情況

到2010年11月3日，循環(huán)水加藥處理試驗(yàn)研究項(xiàng)目已全部完成，指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況見表4。

表4 指標(biāo)完成情況

6 結(jié)論及建議

1）通過在北I-1等八套循環(huán)水場(chǎng)進(jìn)行加藥試驗(yàn)，水質(zhì)得到了明顯改善，換熱器的換熱效率得到了顯著提高，各項(xiàng)指標(biāo)基本符合分公司水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。減少了裝置的能耗，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2）在北I-1循環(huán)水場(chǎng)開展加藥試驗(yàn)時(shí)，在各項(xiàng)指標(biāo)平均值控制范圍內(nèi)時(shí)，5月份平均補(bǔ)水量、排污量較去年同期減少1573 t，節(jié)約了水、降低了成本。

3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，修正了循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)，北I-1等八套循環(huán)水場(chǎng)全年可節(jié)水45×104t。

[1]李軍,楊秀山,彭永臻.微生物水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[2]張?zhí)靹?緩蝕劑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.