煉油廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題

1、煉油廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題 我要評(píng)論 返回 作者：于戰(zhàn)德;出自：工業(yè)用水與廢水2000年 第4期發(fā)表時(shí)間：2000-8-1摘要：介紹了廣石化煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)中存在的問題，如煉油裝置泄漏工藝介質(zhì)，水耗量偏大，濃縮倍數(shù)偏低，針對(duì)存在的問題，采取一系列整改措施，使循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)提高了約40。于戰(zhàn)德 (廣州石化總廠煉油廠， 廣州)摘要：介紹了廣石化煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)中存在的問題，如煉油裝置泄漏工藝介質(zhì)，水耗量偏大，濃縮倍數(shù)偏低，針對(duì)存在的問題，采取一系列整改措施，使循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)提高了約40。關(guān)鍵詞：煉油廠；循環(huán)冷卻水；冷卻塔中圖分類號(hào)：TU991.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-2

2、455(2000)04-0014-03廣石化煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)共有兩套裝置，即：一循、二循裝置。其中一循環(huán)供蒸餾（一）等舊區(qū)煉油裝置冷卻用水，設(shè)計(jì)循環(huán)水量14000m3/h(1985年改造后)；系統(tǒng)總?cè)萘?000m3/h，濃縮倍數(shù)為2.5，補(bǔ)充水量200m3/h；二循是供蒸餾(二）等新區(qū)煉油裝置生產(chǎn)冷卻用水，系統(tǒng)總?cè)萘?800m3，設(shè)計(jì)循環(huán)水量為14000m3/h，濃縮倍數(shù)為2.8，補(bǔ)充水量150m3/h。循環(huán)水裝置是煉油廠生產(chǎn)的重要組成部分，隨著我廠原油加工量和加工深度的提高，煉油裝置工藝物料對(duì)冷換設(shè)備的腐蝕也隨之加重，造成設(shè)備腐蝕穿孔，工藝物料進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)惡化。1循環(huán)水裝置

3、存在的問題1.1煉油裝置冷換設(shè)備泄漏頻繁1999年下半年，由于煉油舊區(qū)裝置冷換設(shè)備腐蝕泄漏嚴(yán)重，致使部分換熱器產(chǎn)生不同程度的內(nèi)漏，造成大量工藝介質(zhì)（輕、重油品）泄漏進(jìn)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，使水質(zhì)受到了嚴(yán)重的污染，其中情況最嚴(yán)重的9月下旬，漏油持續(xù)長達(dá)14天，泄漏點(diǎn)的油含量高達(dá)1100mg/h，造成一循水質(zhì)嚴(yán)重惡化，循環(huán)水呈乳白色的牛奶狀，嚴(yán)重影響了循環(huán)水的正常運(yùn)行。循環(huán)水中油類物質(zhì)的存在，為細(xì)菌和微生物的滋生提供了營養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)引起水的濁度增大，1999年10月份循環(huán)水濁度最高達(dá)404.9mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)(水質(zhì)指標(biāo)濁度值為20mg/L)，詳見表1。表1 1999年一循水的濁度統(tǒng)計(jì)mg/L監(jiān)測時(shí)間

4、6月7月8月9月10月最大值53.089.1146.7371.9404.9最小值11.022.020.446.629.4平均值30.343.349.195.5122.6煉油裝置90%以上的水冷設(shè)備，工藝介質(zhì)的壓力均大于循環(huán)水側(cè)的壓力，工藝介質(zhì)串入循環(huán)水系統(tǒng)的可能性較大；據(jù)統(tǒng)計(jì)，四分之三以上的冷卻器工藝介質(zhì)內(nèi)含有較嚴(yán)重的腐蝕物，它們通常是硫、硫化氫、氯離子等。(渣油的硫約為1.0%，酸性氣總硫?yàn)?0000mg/L)，遇水以后形成惡劣的腐蝕環(huán)境，這些是造成水冷設(shè)備腐蝕、泄漏的主要原因。表2是1999年循環(huán)水油含量較高時(shí)硫、硫化氫、氯離子的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。表2 1999年循環(huán)水中硫、氯離子的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) m

5、g/L監(jiān)測時(shí)間8月9月10月監(jiān)測項(xiàng)目硫氯離子硫氯離子硫氯離子最大值2.621793.022542.38320最小值0.98901.20800.80135平均值1.541552.241641.621821.2循環(huán)水的濃縮倍數(shù)偏低本裝置循環(huán)水濃縮倍數(shù)的設(shè)計(jì)值為2.5，運(yùn)行中因諸多問題，造成其實(shí)際濃縮倍數(shù)較低，詳見表3。造成濃縮倍數(shù)偏低的原因有以下幾個(gè)方面：1.2.1 循環(huán)水的補(bǔ)充水量大煉油裝置換熱器的泄漏，造成水質(zhì)惡化，不得不進(jìn)行大量的排污、補(bǔ)水。因此，循環(huán)水的大量排污是影響其濃縮倍數(shù)提高的重要因素。1.2.2 冷卻塔進(jìn)出口溫差小我廠冷卻塔的進(jìn)出塔溫差設(shè)計(jì)為10，然而實(shí)際生產(chǎn)過程中，塔的進(jìn)出塔溫差

6、卻達(dá)不到10，大部分時(shí)間其溫差只有78，詳見表3。表3 1998、1999年下半年一循冷卻塔運(yùn)行情況1998年1999年月份678910678910濕差/7.06.36.56.28.07.58.17.78.28.1濃縮倍數(shù)1.451.251.371.281.661.461.651.61/從表3中可以看出冷卻塔進(jìn)出塔溫差越小，其濃縮倍數(shù)越低；溫差越大濃縮倍數(shù)越高。由濃縮倍數(shù)的關(guān)系式K=P/(P-P1)=1+P1/(P-P1) (1)分析得出，當(dāng)總排污量不變時(shí)，K是蒸發(fā)水量P1的函數(shù)，即蒸發(fā)水量P1越大，濃縮倍數(shù)越高；蒸發(fā)水量越小，濃縮倍數(shù)就越低。冷卻塔的蒸發(fā)水量：P1=(0.1+0.002)(t

7、1-t2)Q%(2)式中:t1、t2分別為循環(huán)水進(jìn)、出冷卻塔的水溫，；為干球溫度；Q為循環(huán)水量,t/h。由公式(2)式可知，蒸發(fā)水量與冷卻塔的進(jìn)出塔溫差成正比，溫差越大，其蒸發(fā)水量越大，相應(yīng)的濃縮倍數(shù)也越高，反之溫差越小，其蒸發(fā)水量越小，相應(yīng)的濃縮倍數(shù)也越低。導(dǎo)致冷卻塔溫差過低的原因之一是循環(huán)水的富裕量過大。我廠循環(huán)水系統(tǒng)一循、二循的設(shè)計(jì)循環(huán)水量均為14000m3/h。而目前生產(chǎn)中實(shí)際的循環(huán)水量分別只有35006500m3/h和50009000m3/h，尚不足設(shè)計(jì)值的一半，冬季的循環(huán)水量則更少。1.2.3 系統(tǒng)容積大目前，我廠循環(huán)水系統(tǒng)一循、二循的保有水量過大，其貯水量詳見表4。表4 保有水量

8、與循環(huán)水量之比循環(huán)水量R/(t.h-1)保有水量V/tV/R一循1400080000.57二循1400078000.56從濃縮倍數(shù)的定義K=C/C0可知，循環(huán)水中某鹽的濃度的大小，將直接影響濃縮倍數(shù)的高低。循環(huán)水中某鹽的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系式如下1：LnC=LnC1-(B/V)(tt0)式中：V循環(huán)水的保有水量，m3；B排污量，m3；C、C1某鹽在t-t0時(shí)刻的濃度。從上式中可以看出，當(dāng)排污量一定時(shí)，一定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的保有水量V越大，C就越小，濃縮倍數(shù)K也越??；反之，V越大，濃縮倍數(shù)K也越大。循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，此比值的正常水平值應(yīng)達(dá)到1/3。目前，較先進(jìn)的廠家已達(dá)到1/41/5水平，

9、因此，保有水量偏高也是影響我廠循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)提高的原因之一。1.2.4 操作上的原因 煉油裝置冷換設(shè)備如換熱器的進(jìn)出水量控制不當(dāng)。實(shí)際生產(chǎn)中，各冷換設(shè)備的進(jìn)出口閥基本上是全開的，循環(huán)冷卻水在換熱器內(nèi)的停留時(shí)間太短，不能與工藝介質(zhì)進(jìn)行足夠時(shí)間的熱交換，無法將工藝介質(zhì)的熱量取走，換熱效果不理想，使冷換設(shè)備的出水溫度(即是冷卻塔的上塔溫度)過低，造成進(jìn)出冷卻塔的水溫差小。 冷卻塔的上塔閥門開度不足，濁物在填料層中累積。 冷卻塔填料陳舊、落后。目前冷卻塔所用填料為19851987年投入使用，材質(zhì)為PVC聚氯乙烯，設(shè)計(jì)壽命為10 年，而現(xiàn)在這批填料仍在使用，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)多數(shù)填料已老化變脆，布水效果不良

10、。2 采取的對(duì)策2.1設(shè)備防腐建立系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對(duì)腐蝕穿孔的換熱器及時(shí)切換。比如增加系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)及監(jiān)測頻次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)受腐蝕的設(shè)備。循環(huán)水管網(wǎng)頻繁穿入工藝油品單靠“水穩(wěn)技術(shù)”無法解決冷換設(shè)備的腐蝕問題，但可通過加強(qiáng)水冷設(shè)備的防腐工作來解決。比如，由于碳鋼兩側(cè)形態(tài)各異，造成兩側(cè)腐蝕環(huán)境不能同時(shí)兼顧，目前從材質(zhì)方面，無力解決碳鋼水冷設(shè)備的防腐問題，但如水側(cè)采用TH-847防腐涂料，工藝介質(zhì)側(cè)(防腐條件苛刻)采用TH-901(防腐涂料)，水冷設(shè)備平均使用壽命達(dá)6年。2.2加強(qiáng)對(duì)耗水量的管理和考核杜絕用循環(huán)水作沖洗水；減少循環(huán)水的旁濾量和反沖洗頻度；減少循環(huán)水的排污量，每8h不應(yīng)超過1000t。加強(qiáng)對(duì)循環(huán)

11、水地下管網(wǎng)的檢查，防止管線因腐蝕泄漏?！帮w水”嚴(yán)重的冷卻塔加裝收水器，更換填料層，減少水量的損失。2.3合理操作調(diào)整換熱器的進(jìn)出口閥門的開度，使換熱器的進(jìn)口閥全開，出口閥調(diào)整至適當(dāng)?shù)拈_度，并隨時(shí)根據(jù)裝置工藝條件(負(fù)荷等)的變化而做出相應(yīng)的調(diào)整，提高換熱器的換熱效果，使冷卻塔進(jìn)出塔溫差得以優(yōu)化。調(diào)節(jié)上塔閥的開度，使各塔布水均勻，進(jìn)而使冷卻塔進(jìn)出塔溫差接近或達(dá)到設(shè)計(jì)值。2.4減少系統(tǒng)的保有水量適當(dāng)降低冷卻塔集水池的容量、冷水池的容量可減少系統(tǒng)的保有水量，使?jié)饪s倍數(shù)比較快地提高。2.4.1 降低冷卻塔集水池的容量降低冷卻塔集水池的容量只能靠墊高集水池即減少集水池深度的方法來實(shí)現(xiàn)。由于集水池只起循環(huán)水的集水、緩沖功能，其容積大小對(duì)循環(huán)水本身無大影響。目前一循集水池的深度為20m，按減少0.5m計(jì)t算，集水池貯水量減少了896m3。2.4.2降低冷水池的水位以一循為例，冷水池有效深度為4.35m，現(xiàn)正?？厮挥?.5m左右，在確保冷水池內(nèi)有足夠水量的前提下，適當(dāng)減少冷水池液位，如2.22.3范圍內(nèi)，可減少貯水量537.6m3(水位以2.2m計(jì))。2.5 改造冷卻塔，提高冷卻效率提高冷卻塔的冷卻效率要通過避免冷卻塔上塔溫度過低、提高冷卻塔進(jìn)出塔水溫差等手段來達(dá)到目的。即除了靠生產(chǎn)操作上的調(diào)整、優(yōu)化外(比如調(diào)節(jié)好冷換設(shè)備進(jìn)出口閥門的開度等)，最有效的手段就是改進(jìn)冷卻塔的填料、收