尼日爾煉廠循環水水質運行管理分析與改進

陳文廣　周光濤

摘 要：本文通過簡述尼日爾煉廠循環水運行狀況，對2016年全年主要水質數據包括PH、電導率、濁度、濃縮倍數、鉀離子、總硬、氯離子、總磷、總堿度、鐵離子、油含量等11個項目進行了綜合分析，并總結出了一些有針對性的改進措施和建議：循環水水質管理要結合實際情況“三分藥劑、七分管理”。

關鍵詞：循環水水質；運行管理；尼日爾煉廠；改進

中圖分類號：TE685 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0057-02

循環水場是煉廠公用工程系統的重要單元，其運行水平的好壞，直接關系到煉油工藝裝置的安全平穩運行、冷換設備的檢修周期和煉廠噸水耗等技術經濟水平。2011年，中石油在西非尼日爾投資建設了一座100萬噸/年的燃料型煉廠。由于地處偏僻且常年高溫干旱風沙大，水資源極度匱乏，為降低新鮮水消耗，采取了中水回用工藝及高濃縮倍數運行方案。

1 尼日爾煉廠循環水場概述

煉廠循環水設計供水能力為8000m3/h.由3座帶玻璃鋼風筒的逆流式機械通風冷卻塔、塔底水池、吸入水池、5臺循環水泵、旁濾裝置、換熱器監測站、二氧化氯發生器及加藥加酸設施等輔助設施組成。

循環水補水采用煉廠自廠外水源地采取的深井地下水和煉廠污水處理場的一級再生水（中水），比例為1：1。地下水電導率為236μs/cm，回用水電導率為850μs/cm，混合補水主要水質指標分析數據如表1所示。

2 尼日爾煉廠循環水水質運行管理分析

2.1 主要指標運行數據及分析

循環水水質運行主要包括PH、電導率、濁度、濃縮倍數、鉀離子、總硬、氯離子、總磷、總堿度、鐵離子、油含量等11個項目。尼日爾煉廠循環水水質運行情況，如表2所示。

2.2 運行數據分析

2.2.1 濃縮倍數

本文選取了2016年全年數據進行剖析。從全年循環水水質運行數據看，該循環水系統屬于高PH、高濃縮倍數運行狀態。濃縮倍數2016年最低5.7，最小3.2，平均4.2，全年波動較大。高濃縮倍數運行的循環水系統，與低濃縮倍數運行有較大的區別。高濃縮倍數運行的好處是節水，但化學藥劑成本較高，并且對管理綜合要求高，如果跟不上，系統發生腐蝕的趨勢會加劇。從煉廠財務成本統計數據可知，高濃縮倍數（5.0）較低濃縮倍數（3.5）循環水水處理藥劑成本多出約1萬美元/月。從煉廠新鮮水耗、藥劑成本、水質控制等因素看，濃縮倍數不宜超過4.0運行。

2.2.2 電導率

電導率是煉廠循環水水質管理的重要指標，2016年最大3417，最小1123，平均2283μs/cm，總體波動較大，說明運行管理尚有較大提升空間。在實際生產中，下半年適當控制了中水回用補水比例，電導率下降幅度較大.結合上半年鐵離子、總硬較高，以及煉油工藝裝置發生過數次水冷器泄漏，說明水質有腐蝕傾向。

2.2.3 濁度

2016年水質濁度最大9.27，最小0.74，平均2.9。僅從數據上看，遠小于工藝設計指標≯20，但該指標限于分析方法，并不能完全反映系統內影響換熱器腐蝕的重要介質-泥沙的多少。煉廠地處非洲干旱地區常年風沙大，系統泥沙量實際比較難評估，從煉油工藝裝置水冷器檢修打開檢查和循環水塔底水池淤泥厚度等情況判斷，煉廠系統泥沙量不少，在裝置水冷器流速低、溫度高等條件下，沉積于水冷器的泥沙容易產生垢下腐蝕，這部分泥沙生產運行中也沒法根除，只能盡可能控制。

2.2.4 總硬

總硬2016年最大996，最小412，平均664mg/L，波動亦比較大.總硬是循環水中反映鈣鎂鹽類濃度的主要指標，如果過高，再加上緩蝕劑投加不足、泥沙量大等因素疊加，會加劇水冷器腐蝕。煉廠總硬指標的控制建議努力方向500-800mg/L。

2.2.5 氯離子

2016年煉廠循環水氯離子最大650，最小171，平均332mg/L。全年波動較大.氯離子過高，碳鋼表面孔蝕現象加劇。氯離子的主要來源是系統通過投加二氧化氯、氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑來控制系統微生物繁殖.在運行管理上要加強投加量管理，控制平穩。

2.2.6 總磷

2016年水質總磷最大9.35，最小1.05，平均3.1mg/L。全年在1-11月，基本在3.0左右，偏低，但從年底更換埋地加藥線后，大幅度上升，說明加藥線有泄漏.總磷太低，在高濃縮倍數、高電導率水質條件下，腐蝕加劇。建議控制≮8mg/L水平。總磷高，水質富營養化，微生物生長速度加快，需要同期做好殺菌滅藻。

2.2.7 總堿度

總堿度最大255，最小32，平均123.3mg/L，全年波動較大.在該廠高濃縮倍數、高電導率的水質條件下，總堿度一般應該呈較高值，但一段時期總堿度比較低，可能的原因是中水回用補水總堿度偏低，注意在污水處理場回用水處理工序適當投加碳酸鈉控制好總堿度。

2.2.8 鐵離子、油含量

全年鐵離子最高0.86，最小0.13，平均0.3μg/L。波動較大，一般認為超過0.5μg/L，系統即有明顯的腐蝕，油含量全年最大5.17，最小0.31，平均1.1mg/L.一般認為大于3.0mg/L即有水冷器泄露情況發生。這一點與前期煉油工藝裝置水冷器管束腐蝕泄露在時間上也吻合。循環水水質鐵離子、油含量指標，是水質運行的事后指標，其控制水平綜合反映前9個指標運用、管理的水平。

3 改進措施及建議

3.1 調整電導率控制指標

建議調整為：2000-2500μs/cm。

3.2 合理調整濃縮倍數控制指標

從煉廠新鮮水耗、藥劑成本、水質控制等因素看，濃縮倍數不宜超過4.0運行。

3.3 控制好系統泥沙量

循環水系統泥沙沉積，是干旱高溫風沙大地區的難點問題，也容易被設計和生產管理上忽視，但是其影響巨大。要重視大檢修塔底水池和冷水池清淤工作；沙塵暴天氣后要注意適當加大排污置換；旁濾裝置負荷靠上限運行；上技改措施（例如工藝裝置水冷器增加工業風反向沖洗，涼水塔周圍加擋沙墻）等都是很有針對性的措施。

4 結語

循環水水質管理是“三分藥劑、七分管理”，而且要結合實際情況，各個指標綜合運用分析，不能偏一而蓋全。在西非高溫干旱風沙大的苛刻外部環境條件下，尼日爾煉廠循環水水質是屬于“高濃縮倍數、高電導率、高藥劑投加量”的運行狀態，其優點是節約新鮮水，但缺點也比較明顯，管理難度較大，綜合操作人員本地化進程、運行（藥劑）成本、新鮮水單耗、中水回用水質限制條件、換熱器腐蝕情況、化驗分析等實際因素考慮，建議適當降低濃縮倍數、降低電導率，以降低結垢腐蝕傾向，從而保證煉油工藝裝置的平穩運行，延長冷換設備運行周期，提高企業技術經濟水平和效益。

參考文獻

[1]周本省.工業水處理技術[第二版].北京：化學工業出版社，2002.

[2]張如喜，郭景玉.煉油循環冷卻水系統運行狀況分析及調整[J].全面腐蝕控制，2016，30（8）：24-25.endprint