循環水水質對生產的影響

段正剛

（遼寧鼎際得石化股份有限公司，遼寧營口 115000）

水作為化工廠最廣泛應用的冷卻介質，現階段絕大多數冷卻形式為循環式，即循環水在換熱設備中將物料降溫后其自身再經涼水塔降溫后進入循環水池，再通過循環水泵打到換熱設備中，以達到循環利用。但由于pH，物料泄漏，溶解鹽類的濃縮等原因，極易造成循環水水質惡化，影響循環水系統的平穩運行以及裝置生產的平穩長效運行。本文主要對循環水影響因素進行分析。

1 pH對循環水系統影響

由于化工廠中絕大多數循環水系統管件為碳鋼材質，而碳鋼材質在弱酸性條件下就極易造成腐蝕現象產生，循環水堿性也不能太強，堿性太強極易造成結垢現象發生，并且嚴禁水pH在8.0～8.4，這一區間是在堿性狀態下腐蝕速率最快的區間。因此循環pH對于水循環系統影響很大，這就要求化工企業要控制好pH，長春化工的循環水pH要求在25℃時在7.2～8.0，水質呈現弱堿性。

2 濃縮倍數對循環水系統的影響

濃縮倍數是循環水系統平穩運行的一個重要指標，通常情況下采用循環水的電導率與新鮮補水中的電導率的比值作為循環水濃縮倍數（由于榮興水庫補充水的電導率在850μS/cm，因此長春化工的循環水的電導率要求＜5 000μS/cm，比一般化工廠要高一些）。在理論情況下，濃縮倍數越高，代表著補水量越少，也就是在去除損耗下越節約水。但過高的濃縮倍數會造成系統中鈣鎂離子濃度、堿度、濁度的增加，使結垢的可能性大大增加，還可能會造成循環水中的腐蝕性離子及物質增加，使腐蝕控制難度增加。因此濃縮倍數并不是越高越好，但也不是越低越好，濃縮倍數太低，代表著經常置換水，增加經濟成本。一般化工廠濃縮倍數都在4以上，長春化工的循環水系統的濃縮倍數暫時控制在4～6之間。

3 腐蝕對循環水系統的影響

腐蝕是循環水系統的三大問題之一，循環水系統中管線以及換熱器很容易發生腐蝕，極易造成物料泄漏，影響產品品質及污染循環水水質，甚至嚴重的還會造成非計劃停工停產，影響企業經濟效益。由于一般情況下換熱器多數為管殼式，在微泄漏下很不容易被發現。表1為一次冷卻器泄漏實例：

表1 V-572罐物料純度取樣表

V-572罐為T-571 BDO（1，4-丁二醇）純化塔塔頂物料罐，其內為BDO成品，控制的水分要求小于100×10-6，但在取樣過程中無論再怎么拉負壓，水分還是不合格，不但造成了取樣時間縮短（正常2h/次），增加破取樣品浪費及人力資源浪費，最后水分還是沒有合格而且由于罐體液位無法積存，只能打到中間成品罐中臨時儲存。最讓人迷惑的是水分在拉負壓下會有見好趨勢，以至于主控錯誤判斷，在經過接連2罐料水分均不合格的情況下，最后才切換了塔頂換熱器，水分之后才合格。其實在這過程中也有懷疑過換熱器列管泄露，但在取過換熱器進回水樣品后，經化驗分析各成分均正常，這給了一個誤導，之后在檢查換熱器時發現列管中有一處輕微腐蝕漏點。所以，腐蝕的危害很大，很隱蔽，尤其管殼式換熱器均為密閉狀態下，如果不是所化驗成品對水分有要求，很難去及時發現并排查。影響腐蝕的因素有很多，例如堿度、溫度、含鹽量、腐蝕性氣體、微生物等，在長春化工中通過添加緩蝕劑3DT129（一種鋅、磷酸鹽PSO的復合緩蝕劑）來控制腐蝕。

4 水垢對循環水系統的影響

水垢是循環水系統的三大問題之一，水垢的產生直接影響換熱器的換熱效果，增加能耗。如水垢層過厚不只是增加了能耗，嚴重的還會影響設備的使用壽命，引起垢下腐蝕，增加企業的生產成本。最嚴重的是堵塞列管，直接造成停工停產。水垢一般是由于循環水溫度升高，成垢鹽類析出；或者是由于水濃縮倍數過高，造成成垢鹽類離子濃度上升，超過溶度積，并超過過飽和度。水垢一般是在表面毛糙或水流滿的地方聚集，并越積越多，若不及時處理，就會形成很厚的水垢層，并慢慢堵塞列管。一般而言，降低水垢的方法就是降低離子濃度，降低濃縮倍數，增加化學試劑。在長春化工中使用阻垢分散劑3DT120來穩定和分散磷酸鈣、鋅和鐵以及懸浮物，維持金屬管線及換熱器表面清潔，減少能耗。

5 微生物對循環水系統的影響

微生物滋生是循環水系統的三大問題之一，微生物的大量繁殖及新陳代謝引起的黏結物導熱性差并難以清除，逐漸產生水垢。生物黏泥又會導致垢下腐蝕，微生物本身也會引起金屬腐蝕。而微生物所產生的結垢及腐蝕會加重循環水系統本身的結垢和腐蝕，從而惡性循環。現階段長春化工所應用的是以次氯酸鈉作為殺生劑，有效消除循環水中的微生物，從而有效保證系統長久穩定生產。

6 電導率與循環水系統的關系影響

電導率代表了水中的含鹽量，電導率越高水中的含鹽量越高。水中含鹽量過高，會使水的導電性增大，增大腐蝕電流，使腐蝕速率增加。

7 循環水水溫對循環水系統的關系影響

循環水水溫是影響換熱效果的一個重要因素之一，水溫過高，會造成換熱器冷卻效果降低，達不到所需冷后溫度。循環回水降溫一般是經涼水塔，在風扇作用下達到降溫目的，而要想水溫過低，勢必要增大風扇電機頻率，這會造成水損失及能耗增加。同時由于換熱設備一般對冷后溫度也有工藝指標，為達到這一指標會降低水流速，這將增大結垢概率。一般情況下循環水上水溫度要求在30～34℃。

除以上外，對于循環水質分析項目還有很多，例如硬度、鈣度、濁度等，都會影響到循環水系統的穩定運行。在日常維護中，由于長春化工的循環水來源為盤錦榮興水庫，除添加必要的緩蝕劑、阻垢劑及殺生劑以外，還會定期加入殺藻劑及消泡劑來殺除水中微生物。除這些外，半封閉及敞開式循環水池還會有旁濾系統來去除淤泥等雜質及置換循環水。長春化工的旁濾系統共設置有兩臺砂濾機，以濾石與石英砂為濾材，進行通水過濾，2臺砂濾機正洗時差24h，并且每臺在通水正洗24h后進行8min的反洗工序，反洗過程中外排53m3的循環水來去除附著的淤泥以及置換水池中循環水，來達到去淤泥及降低濃縮倍數的目的。

8 結語

在化工生產中，不論產品的冷卻還是設備的冷卻，循環水都是最常用的冷卻劑，保證循環水系統的穩定就是保證了生產系統的平穩。因此，應每日監控水質，及時發現并處理相關問題，為循環水系統，為企業效益保駕護航。