大型有机化工装置循环冷却水系统化学清洗与预膜处理

来源：核心期刊咨询网时间：2019-04-25 10:0912

摘要：摘 要：介绍循环冷却水系统在装置有机物泄漏和微生物粘泥较为严重的情况下，进行清洗和预膜处理，解决限制装置提高负荷的瓶颈。 关键词：循环冷却水;化学清洗;预膜处理 本次清洗预膜工作按照工程进度安排，并结合供水和排水要求做了适当调整。 1 工程进度及

　　摘 要：介绍循环冷却水系统在装置有机物泄漏和微生物粘泥较为严重的情况下，进行清洗和预膜处理，解决限制装置提高负荷的瓶颈。

　　关键词：循环冷却水;化学清洗;预膜处理

　　本次清洗预膜工作按照工程进度安排，并结合供水和排水要求做了适当调整。

　　1 工程进度及操作步骤

　　2 操作实施过程及运行结果

　　2.1 系统杀菌和剥离

　　为了达到第一次粘泥剥离效果，首先对系统进行杀菌处理，杀菌结束后进行粘泥剥离处理，该阶段系统的浊度上升较为明显，水池中出现大量的块状粘泥，待浊度出现下降时剥离结束，根据浊度上升的范围和现场水中的黑色片状粘泥来判断系统的微生物和有机物质污染较为严重。

　　2.2 系统碱洗

　　碱清洗是以强碱性或碱性的化学药剂作为清洗剂去疏松、乳化和分散金属设备内沉积物的一类方法。 循环水碱洗pH值一般控制在9.0左右运行，碱洗过程中控制温度最好在30℃以上最为合适，所以建议不停车进行碱洗较为合适。强碱具有较强的穿透性，可以穿透粘泥层杀死深层微生物和溶解有机物质。碱洗期间为了防止系统在高碱度下出现结垢，所以需要投加分散剂对系统进行阻垢和分散处理。

　　由于系统的有机物泄露较为严重，本次碱洗消耗的碱洗剂较快，pH值基本在8.0以上运行，碱洗主要去除溶解吸附在粘泥表面粘稠状的有机物质和微生物，渗透性杀死粘泥内部的微生物菌群，所以碱洗时不会看到水中的悬浮颗粒和片状粘泥，本次碱洗为第二次粘泥剥离打下基础。

　　2.3 第二次粘泥剥离

　　系统碱洗后微生物基本处于死亡状态，大量的微生物粘泥会出现脱落状况，这是进行再一次彻底的粘泥剥离处理。第二次粘泥剥离系统的浊度上升较为明显，剥离的微生物片状粘泥比第一次要多，效果较为明显。

　　2.4 酸洗

　　系统酸洗主要除去系统的老垢、浮锈和锈瘤，使换热器表面清洁，便于后面的预膜，系统清洗采用短时间低pH值处理，这样更能够达到更佳的效果。由于系统的碳钢材质换热器较多而且都是老设备所以酸洗没有控制太低的pH值，基本控制在4.0左右进行清洗，本次清洗系统的浊度从36.3 mg/L上升到42.8mg/L，总铁从1.7mg/L上升到4.43mg/L，钙离子从152.0 mg/L上升到174 mg/L，从钙离子上升的幅度和伴随酸洗时产生泡沫判断系统存在轻微的结垢现象，酸洗效果较理想。本次清洗质量符合HG/T 2387-2007 《工业设备化学清洗质量标准》：控制清洗试片腐蚀率：

　　碳钢：<6g/㎡·h;铜合金：<2g/㎡·h;不锈钢：<2g/㎡·h。

　　根据试片结果看出，碳钢和铜材质清洗腐蚀率结果控制在范围之内，不锈钢基本无腐蚀，本次清洗对除锈处理的同时确保设备表面材质的安全，达到了理想的清洗效果为预膜奠定了坚实的基础。

　　2.5 检修结果分析

　　由于系统有机物质的泄漏造成微生物繁殖较快系统形成的粘泥和有机物混合物较多，系统的粘泥很多，部分换热器堵塞严重，有的换热器基本不通水，换热器出水封头区由于没有水流冲击微生物粘泥还有大量存在，该微生物粘泥表面基本钙化形成较硬的保护层导致水流不能通过，所以清洗肯定不能够彻底。从现场的不锈钢换热器来看清洗效果较好，管道内壁基本清洗干净，但是碳钢管道有水流的地方清洗效果较好，有些水流不通的地方药剂无法进入所以清洗肯定不到位，此种情况通过化学方法清洗根本达不到目的。清洗后的不锈钢换热器效果还是较好，管道基本干净，封头网板上黑色为稀薄的粘泥用水即可冲掉，管道内基本无粘泥存在。此外很多管道弯头处存在厚厚黑色物质吸附在管道表面，经过取样观察后基本为油、有机物和粘泥的混合物质，说明系统泄漏较厉害，微生物控制较不理想希望引起重视。

　　此外微生物粘泥垢下腐蚀较为严重，基本上所有的碳钢换热器都存在着严重的腐蚀现象，如果不相应的进行化学维护穿孔的几率非常大，这样对系统的维护较为困难。清洗后的管道内部来看系统碳钢管道产生的坑蚀现象较为严重，如果不加以较好的维护系统泄漏的几率非常大。此外系统表面凹凸不平，容易攔截较大的片状物质(填料碎片、塑料等)，微生物粘泥极易吸附在表面造成换热器堵塞。

　　综上所述从本次检修状况来看，系统的泄漏较为严重，从而造成粘泥的大量滋生，所以对系统的杀菌维护和腐蚀控制极其重要。

　　2.6 预膜阶段

　　在此过程中pH是决定预膜的最主要因素，pH≤5.0时形成的沉积膜因增溶而溶解，pH≥7.5成膜不致密，所以系统预膜阶段pH值控制在6.0-7.0范围之内运行，从手动分析pH数据来看基本在控制在6.0-7.0运行。Ca2+也是成膜的关键因素，一般要求在预膜过程中Ca2+(以CaCO3计)的浓度要求≥50.0 mg/L，根据水质分析结果运行过程中所有钙离子含量都在指标范围之内，合格率达到100%。总磷含量是药剂浓度在水中的体现，一般在预膜过程中要求总磷含量在水中的浓度≥50mg/L超过8小时，在本次预膜中水中总磷浓度始终控制在50mg/L左右运行，基本在控制范围之内。本次预膜由于操作人员精心控制，本次预膜效果很理想，成膜速度快，成膜效果好。预膜试片试验如下图：

　　从两幅图片来看预膜后的试片表面形成明显的均匀膜，成膜效果很理想，预膜的同时悬挂试片的铁丝成膜效果也有直接效果。

　　3 结论

　　本次清洗预膜总体效果较理想，只是由于系统有机物泄漏和微生物粘泥较为严重，造成部分换热器堵塞和封头、管道粘泥附着物太多，没有能够彻底清洗干净，对以后的运行引起重视，严格对系统进行杀菌和缓蚀管理，对系统能否长周期运行至为关键。

　　4 对系统运行的建议措施

　　①加强水质维护管理和水质监测，交替使用高效杀菌剂(微生物对一种药剂有耐药性)，控制好水质，有异常时采取果断处理措施;②循环水系统要定期清洗预膜，一般应一年进行一次;③换热器应建立台账，分析运行情况，定期拆开检查清洗，不要等到基本完全堵塞或者腐蚀穿了再处理;④重点监视腐蚀比较严重的换热器的运行情况，有泄漏迹象要及时切除处理，避免系统恶化;⑤对于个别容易堵塞的换热器根据需要采取特殊办法：a.在水走壳侧换热器底部增设沉积物排污管道，定期排污;b.增设足够大的顺冲洗或者返冲洗管道，定期冲洗，至少一个抢修周期彻底冲洗一次，防止粘泥累积和堵塞;c.在换热器水侧进口端增设管道增压泵，这个办法在有的厂有运用，可有效防止粘泥累积和堵塞。

　　参考文献：

　　[1]周本省.工业水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2002 (5).

　　[2] HG/T3778-2005.冷却水系统化学清洗、预膜处理技术规则[S].北京：中华人民共和国国家发展和改革委员会，2006.

　　[3] HG/T 2387-92.工业设备化学清洗质量标准[S].北京：中华人民共和国国家发展和改革委员会，1992.

　　推荐阅读：《石油化工管理干部学院学报》(季刊)创刊于1992年，由中国石油化工集团公司主管、石油化工管理干部学院主办。报道范围：石油石化企业管理理论探讨和工作经验交流。

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