循環(huán)水管網(wǎng)分系統(tǒng)清洗預膜工藝探討

1、循環(huán)水管網(wǎng)分系統(tǒng)清洗預膜工藝討論摘要：我廠第循環(huán)水系統(tǒng)包括I催循環(huán)水系統(tǒng)和I常循環(huán)水系統(tǒng)兩部分，前者分別向I催化裂化、氣體別離等消費裝置提供循環(huán)水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、二結(jié)合等裝置供水?？紤]對循環(huán)水水質(zhì)的控制；兩部分循環(huán)水可以聯(lián)通運行也可以分開運行。關鍵詞：清洗預膜循環(huán)水水質(zhì)前言我廠第循環(huán)水系統(tǒng)包括I催循環(huán)水系統(tǒng)和I常循環(huán)水系統(tǒng)兩部分，前者分別向I催化裂化、氣體別離等消費裝置提供循環(huán)水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、二結(jié)合等裝置供水。考慮對循環(huán)水水質(zhì)的控制；兩部分循環(huán)水可以聯(lián)通運行也可以分開運行。I催化裂化裝置按方案于1999年9月中旬完成了裝置檢修工作，歷時40天。其循環(huán)水系統(tǒng)換熱器管

2、束在經(jīng)過機械清洗后，長時間裸露在空氣中，外表覆蓋了一層厚薄不一的氧化膜及銹垢。為有效防止I催化裂化裝置開工運行后該循環(huán)水系統(tǒng)水冷器迅速產(chǎn)生腐蝕或結(jié)垢，我們采用了分系統(tǒng)清洗、預膜方式，單獨對I催循環(huán)水系統(tǒng)進展了冷態(tài)預膜，獲得了較好的成膜效果，為I催循環(huán)水系統(tǒng)長周期平穩(wěn)運行創(chuàng)造了良好的前提條件。與此同時，I催循環(huán)水系統(tǒng)的清洗預膜未影響I常壓減壓分餾等裝置的正常運行。第1循環(huán)水系統(tǒng)實現(xiàn)了兩個子系統(tǒng)清洗預膜與正常運行同步進展的目的。1清洗預膜的作用機理1.1化學清洗化學清洗由清洗剝離與酸洗兩個過程組成，由于I催循環(huán)水系統(tǒng)管路及已進展過機械清洗的換熱器管束內(nèi)壁多為鐵銹及殘垢，故只需采用酸洗，即通過無機酸

3、或有機酸與鐵銹及鈣垢發(fā)生化學反響，將Fe23、Fe34或a3等物質(zhì)去除。常用的酸有鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、氨基磺酸等。1.2預膜酸洗完畢后，管道及換器管束呈現(xiàn)出金屬本色，這種狀態(tài)極易發(fā)生腐蝕。應立即投加具有緩蝕效果的預膜劑，易與水中的兩價金屬離子(如a2+、g2+、Zn2+)等形成絡合物(反響方程式見下)，發(fā)生電沉積過程而形成沉淀性保護膜，均勻地覆蓋在金屬外表，從而將冷卻水中具有腐蝕性的離子與金屬外表隔開，阻止腐蝕的發(fā)生。同時，預膜后，還可控制結(jié)垢的增長，以防止導致垢下腐蝕。常用的預膜劑有無機磷和有機磷兩大類。2Na5P310+5a2+a5(P310)2+10Na+a5(P310)2+3Na

4、5P3105Na3aP3102清洗預膜方案的選擇2.1第I循環(huán)水系統(tǒng)的特點我廠第I循環(huán)水系統(tǒng)設計處理才能為12500thr，由上述兩個子系統(tǒng)組成，兩個子系統(tǒng)間設連通閥。在所有消費裝置投入正常運行的工況下，第I循環(huán)水系統(tǒng)采用混和運行方式供、回水，即將兩個子系統(tǒng)間供水、回水母管及吸水井之間的聯(lián)通閥翻開，以便合理分醞裝置回水的熱負荷，充分發(fā)揮涼水塔的熱交換效率，到達降低出水溫度的目的。2.2預膜方案確實定根據(jù)第I循環(huán)水系統(tǒng)的特點，對I催循環(huán)水系統(tǒng)的清洗預膜可以采用以下兩種方案：一是不停車熱態(tài)法清洗預膜；二是分系統(tǒng)運行，單獨對I催循環(huán)水系統(tǒng)進展冷態(tài)法清洗、預膜。熱態(tài)法預膜的優(yōu)點是可以使I催化裂化裝置的

5、投運時間提早3天。其缺點：1.對預膜劑的耐溫要求高;2.腐蝕率較大，難以控制；3.費用高。而冷態(tài)法預膜具有效果好，腐蝕率較小，費用低的特點。因此，為確保預膜效果，采用方案二，即單獨對1催循環(huán)水系統(tǒng)進展冷態(tài)法清洗預膜，較為合理。在我廠以往的清洗和預膜過程中，也采用冷態(tài)法預膜，只使用單一的無機磷預膜劑即可滿足消費要求，當時的工況條件是第一循環(huán)水系統(tǒng)所有消費裝置同時處于停工狀態(tài)。而這次I催循環(huán)水系統(tǒng)中仍有氣體別離裝置在正常消費。所以對冷態(tài)法的預膜劑進展了挑選，選用無機磷和有機磷預膜劑同時作為預膜劑，并對清洗預膜的全過程進展了仔細的跟蹤觀察，總結(jié)經(jīng)歷。3酸洗與預膜3.1酸洗酸洗過程采用有機酸與無機酸相

6、結(jié)合的方法，由無機酸來協(xié)助調(diào)節(jié)PH值。當I催循環(huán)水系統(tǒng)與I常循環(huán)水系統(tǒng)完全分隔，單獨運行后，將其循環(huán)水的濁度控制在8g/l以內(nèi)，于9月17日17：30投加固體清洗劑氨基磺酸1800Kg，并連續(xù)投加98的工業(yè)硫酸，控制系統(tǒng)PH值在4.5-5.5之間。酸洗過程中，在取樣箱內(nèi)安裝了掛片監(jiān)測腐蝕率，并對循環(huán)水濁度、PH值、鈣離子、總鐵等過程監(jiān)測工程定時分析，其中PH值為連續(xù)在線監(jiān)測。至18日20：00，根據(jù)總鐵濃度趨于穩(wěn)定及鈣離子濃度呈明顯下降趨勢，并且變化不大的情況判斷，已到達酸洗終點，共歷時23小時。其間分析數(shù)據(jù)如下。見表1日期時間PH值總鐵PP鈣離子PP以a3計濁度g/l19：004.353.3

7、183.75.517日21：005.327.3210.19.523：005.617.22213.610.81：005.2810.0234.612.03：005.5414.0247.412.56：355.4812.9255.210.88：004.9015.1242.810.018日10：004.8011.9236.010.014：005.3117.3211.510.517：005.04198.612.018：005.2118.0187.411.519：005.2317.39.820：005.4016.8183.212.53.2預膜酸洗于18日20：00完畢后，立即對系統(tǒng)進展置換操作，排污水呈黃白

8、色，濁度高達55g/l。整個置換過程持續(xù)了21個小時，排污水濁度穩(wěn)定在20g/l左右時，于19日17：30向系統(tǒng)投加預膜劑N-7350及三聚磷酸鈉共計1800kg，同時，通過滴加濃度為98硫酸，調(diào)節(jié)系統(tǒng)PH值在5.57.0之間，以幫助成膜。期間，共消耗硫酸150Kg。頂膜42小時后，水中總鐵及總磷濃度趨于穩(wěn)定，變化幅度均在10以內(nèi)，且通過取出試片檢查，外表無銹蝕，碳鋼外表有明顯的彩色色暈，已到達預膜終點。預膜運行分析數(shù)據(jù)如下。見表2日期時間PH值總磷g/l總鐵PP濁度PP18：306.4174.90-19.519日20：006.4574.90-21.022：006.6970.304.2422.

9、52：006.84-19.54：006.8664.203.8514.66：006.8860.863.5021.08：006.8957.353.3917.5010：006.87-18.020日12：006.9256.243.2818.214：006.94-19.516：006.8956.423.5720.024：007.0552.913.2519.88：006.9235.152.4420.010：006.9033.022.2120.212：006.7030.102.1120.53.3正常運行通過大量補水置換操作，將系統(tǒng)內(nèi)總無機磷由預膜完畢時的30.1g/l降至10g/l左右，已具備切換至正常運行

10、的條件。向系統(tǒng)投加406Kg/l固體堿，將PH值調(diào)至7.5-8.0之間，并投加XJ221水穩(wěn)劑200kg，將I催循環(huán)水系統(tǒng)重新切換至正常運行狀態(tài)。4清洗預膜效果評價與分析討論4.1清艙頓膜效果評價預膜試片，外表無銹蝕，成膜均勻、致密，肉眼可見，呈五彩藍紫色；經(jīng)硫酸銅法檢驗，顯色時間為10-30秒之間，說明預膜效果較好，到達系統(tǒng)內(nèi)金屬外表均勻成膜的要求。清洗過程中，共洗掉鐵銹及鈣垢約310Kg;其試片腐蝕率為4.95g/3.h，低于碳鋼腐蝕率10g/3.h的國家清洗標準。到達標準中的較好級。4.2分析與討論4.2.1預膜前的濁度達19.5g/l，偏高。因為濁度進步，腐蝕串相應有所增加；同時在設備

11、外表沉積物增多，產(chǎn)生較多的斑點，易形成部分腐蝕或孔蝕。因此，預膜時的循環(huán)水濁度應盡可能控制低一些；控制在10g/l以內(nèi)較適宜。其次，酸洗完畢后的置換時間應盡可能短一些，以10-12小時為宜，可降低金屬的腐蝕機率。4.2.2預膜過程中PH值在6.57.0之間，偏高。因為預膜劑中三聚磷酸鈉占有一定比例，且在I催循環(huán)水系統(tǒng)清洗預膜期間，氣體別離裝置仍在正常消費，因此I催循環(huán)水系統(tǒng)水溫較高，達28-32。加之較高的PH值；極易使三聚磷酸鈉分解，形成磷酸鈣垢，從而影響預膜效果。從本次預膜掛片顯色時間來看，略微偏短，與PH值的控制有關。建議實際操作時，在控制循環(huán)水濁度的根底上，PH值在5.56.5區(qū)域較好

12、。4.2.3根據(jù)預膜的機理，預膜劑易與水中的a2+、g2+等二價金屬離子發(fā)生絡合反響，形成沉積物覆蓋在金屬外表而抑制腐蝕。因此建議在預膜過程中，應定時監(jiān)測2+濃度變化，并作為判斷預膜終點的一項分析指標。有資料說明，當預膜水中a2+濃度在50Pp時，緩蝕效果已非常明顯，當大于100Pp時已出現(xiàn)大量沉積物，因此預膜時水中的a2+維持在50-70Pp為宜。4.2.4清洗預膜過程中，應盡可能地將I催循環(huán)水系統(tǒng)中正在運行的I套氣分系統(tǒng)切換至第11循環(huán)水系統(tǒng)，這樣可以防止處于熱態(tài)狀況下的換熱器受到腐蝕，并且不會因高溫使預膜劑分解而影響系統(tǒng)預膜效果。5結(jié)論5.1根據(jù)I催循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)主要換熱器已進展機械清洗，系統(tǒng)內(nèi)細菌，藻類粘泥少的特點，采用有機酸與無機酸結(jié)合清洗的方法，將PH值控制在4.5-5.5，不僅洗出了金屬本色，同時使腐蝕率達標；而且耗駿量少，有效降低了清洗本錢。5.2采用分系統(tǒng)