利用先进技术实现循环水系统高浓缩倍数运行

水处理技术乙烯工业2007,19(1) 61~64ETHYLENE INDUSTRY利用先进技术实现循环水系统高浓缩倍数运行宋宇辉，纪琳，薜传忠(中国石油独山子石化分公司乙烯厂,新疆独山子, 833600)摘要:中国石油独山子石化分公司乙烯厂两套循环水系统通过运用先进的循环水自动加药系统、美国贝迪HPS-1及国产高性能有机膦配方两种不同的水处理药剂,达到了提高循环水系统的浓缩倍数、节约新水补充量及水质控制较好的目标。关键词:循环水;自动加药;水质控制.1循环水 系统简介h的钢筋砼结构横流式水塔3间,4 500 Vh的钢筋中国石油独山子石化分公司乙烯厂(以下简砼结构逆流式水塔1间。设计循环水量9 500 m3/称独山子乙烯厂)有循环水场两座,第1循环水系h ,保有水量4 500 m',主要向碳四车间顺丁橡胶统有处理量为2500 Vh的钢筋砼结构横流式水塔车间、乙二醇车间、空分空压车间等供循环水。6间。设计4 500 Vh的钢筋砼结构逆流式水塔3循环水系统补充水主要由2个水源提供,一间。设计循环水量25000m2/h,保有水量水源为奎屯河河水,二水源为地下水。补充水水质9 500 m',主要向乙烯车间、聚乙烯车间、聚丙烯车根据季节变化波动， 每年第1、第4季度以二水源为间供循环水。第2循环水系统有处理量为2500V主;第2.第3季度以一水源为主,补充水水质见表1。表1补充水水质mg/L项目2005年1季度 2005年3季度 项目2005年1季度2005 年3季度项目2006 年1季度2005 年3季度pH值7.818.13总碱度83.9876.25MgZ*29.1715.36电导率/340.00215.31氯化物16.545.44硫酸根50.7129.52(pS.cm- )总硬度130.8194.08 .总铁0.140.09全硅7.308.33钙硬度103.9378.80浊度/FTU0.400.43三碳酸根77.5084.25注:总硬度、钙硬度、总碱度的单位以CaCO2计。根据系统补充水水质,采用雷兹诺指数(RSI)次的人工监测来进行水质调控,存在工人加药劳动强计算补充水的RSI,确定原水为腐蚀性水,浓缩至3度较大及监测成本较高、调整滞后、水质稳定性较差倍以上转为结垢型水,浓缩至5倍以上时转为严等问题。为此独山子乙烯厂在两座循环水场运用了重结垢型水。故只有采用高性能的缓蚀阻垢分散SmatFed自动加药设备和在线监测系统,同时运用了药剂配方,控制适当的pH值,循环水系统才能实两种先进的水处理药剂,以解决上述问题。现在高浓缩倍数下稳定运行。3 SmatFed自动加药及在线监测系统2采用先进水处理药剂配方 及自动加药系统独山子乙烯厂循环水系统从1995年开工后- -3.1 简介中国煤化工监测系统是- -套由直采用传统有机膦系配方,该配方水质容忍度窄、适应水质变化能力差,浓缩倍数最高允许控制在5CCHC N.M.Hax207-01-1..倍,循环水浊度控制在10 FTU以下,补水及排污量较作者简介:宋宇辉(1969- ),女,高级工程师,991年毕业于武大;加药采用水射器进行间歇投加,依靠每4小时1汉水利电力大学热动系应用化学专业,现在乙烯机动处工作。乙烯工业第19卷计算机控制的配合阻垢、缓蚀、杀菌、pH值调节的器材质的阳极及阴极保护,形成坚韧的r-Fe2O3 钝全自动加药、在线监测控制系统。加药设备及在化保护膜,有效抑制铁金属材质腐蚀。HRA 是一线监测系统的安装采用撬装方式,- -体式泵架上种耐卤素氧化的唑类铜缓蚀剂，系统可以在使用面固定加药泵、过滤器、控制箱、在线表以及相应氯气等低成本氧化性杀菌剂的情况下,获得理想的配管接头。在线监测仪表主要有pH值、氧化还的铜缓蚀效果。原电位(ORP).、电导率、浊度仪等。微生物的抑制采用连续投加液氯的方式,控自动加药设备第1循环水系统由5台电磁隔制余氯在0.1~0.5mg/L,配合添加生物表面活性膜计量泵第2循环水系统由4台电磁隔膜计量剂NB2001、NB2301 ,可提高氧化性杀菌剂的杀生效泵组成,能够分别将缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、杀菌能及对生物粘泥的剥离作用,可防止变种菌产生增效剂、硫酸等进行自动投加。电磁隔膜计量泵抗药性及藻类粘泥的产生。能够依据排污水量精确加药,且标定准确、快捷。(2)投用。加药罐的液位能够连续显示，可实现药剂消耗量2005年4月5日在第1循环水系统采用贝迪的自动统计。药剂投加方式灵活,可以实现定时投公司水处理药剂。由于该系统在配方转换前已经加和根据补水方式自动投加。每台药剂泵均具备处在运行状态,为确保生产装置的连续运行,在充自动、手动定时三种控制方式,系统可根据设定值分考虑系统水质状况及运行状况的前提下,配方自动控制pH值ORP、排污量及各种药剂投加量。转换采取了平稳过渡的方式。即在原处理配方的SmatFed软件通过计算机、PLC采集数据发出基础上,向循环水系统中一次性投加新配方所需控制指令,具有直观友好的全中文接口,操作方的药剂，而不进行系统的化学清洗和预膜。投药便,并可对历史数据可进行保存。顺序为:先投加NB2301粘泥剥离剂950 kg,密闭运3.2 运用效果行8小时后开始排污置换,15小时后水质置换合(1)实现了各类水处理药剂的自动控制、自动格,开始基础投加0P8492抑制剂300 kg、JLC6010投加及部分水质指标的在线监测。铜缓蚀剂150 kgMS6222缓蚀剂100 kg。4月8日(2)水质控制平稳率较人工冲击性投加药剂自动加药系统开始运行,4月5日至13日水质处时有了较大的提高,磷含量的波动范围由人工投于调整期,4月14日水质转入正常。加时的5.5 mg/L下降至自动投加时的1.3 mg/L,(3)运用效果对比。实现了水质指标的平稳控制。表2为使用贝迪水处理技术前后,循环水系(3)采用自动加药及监测设备后,由于水质控统各项指标对比。制较为平稳,该厂将人工监测频率由原来的4小.从表2可看出,第1循环水系统采用贝迪水时1次降为12小时1次,减轻了工人的劳动强度,处理技术后,在系统存在泄漏的情况下,水质各项降低了化验分析成本。指标控制较好。腐蚀率从使用前的平均0.045mm/a'下降至0.017 mm/a,粘附速率从9.09 m.c.m4两种水处理药剂 配方的运用及效果下降至6.99 m.c.m,异养菌从38 106个/mL下降4.1贝迪水处理药剂至1 999个/mL,浓缩倍数从使用前的2.82倍上升(1)特点。至7.75倍,循环水系统补水量减少91.5 kt。虽然结垢抑制选用HPS-I聚合物。该专利分散药剂费用增加了3.21万元,但综合费用每月可节剂对磷酸钙、悬浮固体、铁、碳酸钙垢均有优异的约5中国煤化工计算)。分散性能，可将循环水系统中铁分的控制指标由MYHCNMHG检修时,未发现点0.5 mg/L以内放宽到3.0 mg/L以内,钙的容忍度蚀、结垢等现象,换热管表面较为清洁平滑,说明可高达1 200 mg/L。还可用无机磷酸盐作为换热水质控制较为成功。第19卷宋宇辉等.利用先进技术实现循环水 系统高浓缩倍数运行●63●表2第1循环水系统控制技术指标对比采用传统水处理药剂(未采用 自动加药技术)采用 贝迪技术水处理药剂(采用自动加药技术)项目控制值2004年5月实际值2005年5月实际值pH值7.00~9.508.468.00-8.408.39 .钙硬度(以GaCO3计)(mg*L~")75- 1 200251.7475-1 200641.68药剂控制/(mg+L-")有机膦≥3.84.5正磷3.0-5.03.61浊度/FTU .≤10.0010. 190~ 30.008.11腐蚀率/(mn*a-')≤0.0750.0450.017粘附速率/(m.c. m)≤15.009.09异养菌/(个.mL-1)≤lx10°38 106≤1x 105.1 999浓缩倍数2.00-5.002.825.00~ 8.007.75补水量/kt261.3169.8药剂投加量/(kg"d-")75药剂费用/万元9.2112.49吨水处理成本/元0.0160.0080.009注:由于乙烯车间的10- E- 207换热器自2005年3月起发生泄漏且无法切出,一循系统- -直处于泄漏工况下运行。4.2国产高分散性能有 机膦配方(2)投用。(1)特点。2005年8月10日第2循环水系统采用国产高.阻垢缓蚀方案仍采用有机膦系配方,但与传.性能有机膦配方。由于该系统在配方转换前也已统的有机膦配方相比,采用了新的具有较强分散经处在运行状态,因此也同样采取了平稳过渡的性能的大分子有机膦单体,可使药剂对水中钙容方式,即在原处理配方的基础上,向循环水系统中忍度提高到1200 mg/L。此药剂在高钙浓度、高浓--次性投加新配方所需的药剂,而不进行系统的缩倍数及高温、长停留时间条件下,具有较好的阻化学清洗和预膜。投药顺序为:先投加粘泥剥离垢分散和缓蚀性能,可有效地控制金属腐蚀和换剂1 350 kg密闭运行到11日。为了进一步加强剥热器[的结垢问题。离效果,11日再次投加粘泥剥离剂1 350 kg,运行杀菌灭藻方案采用连续投加液氯氧化性杀菌至12日开始排污置换。48小时置换合格后系统剂对微生物进行抑制,同时在系统中投加杀菌增开始进行基础投加,共投加KF-阻垢剂200kg、效剂,使系统循环水中微生物数量长期维持在较KF-缓蚀剂50kg及KF-铜缓蚀剂50kgo低水平。定期冲击投加非氧化性杀菌剂对产生抗(3)效果对比。药性和变异的微生物进行杀灭,从而稳定控制微表3为使用国产高性能有机膦配方后,循环生物,防止其过量增长对系统带来的危害。水系统各项指标对比情况见表3。表3第2循环水系统控制技术指标对比采用传统水处理药剂(未采用自动加药技术)采用国产 高性能有机膦配方(采用自动加药技术)2006年5月实际值8.858.10~8.508.37钙硬度(以CaCO,计)/(mg*L-")75.00~ 1200.00423.87<1 200.00570.33总磷7.00~ 10.007.83药剂控制/(mg*L-I)有机膦≥3.804.61正磷<3.001.88浊度/FTU5.01< 20.0010.12腐蚀率/(mm*a~')0.0370.011粘附速率/m.c.m≤1510.466.05≤1x 1051278220002.00~ 5.003.81中国煤化工6.86补水率,%2.20120.10 ITMYHCNMHG.0.92药剂投加量/(kg*d-1)55乙烯工业第19卷从表3可以看出,第2循环水系统采用国产2006年2月7日起发现生物粘泥呈红色,且粘泥高分散性能有机膦配方后,水质控制较好。腐蚀量在排污情况下仍然超标,最高达到22 .89 mg/L。率由使用前的0.037 mm/a'下降至0.011 mm/a, 粘虽然通过采取加大排污置换,加大杀菌力度,维持附速率由10.46 m.c.m下降至6.05 m.c.m,异养药剂浓度的手段保证了供水水质合格,但导致浓菌由12782个/mL下降至2000个/mL,浓缩倍数缩倍数最低下降至1.64倍,药剂费用也大幅度上从使用前的3.81倍上升至6.86倍。由于循环水升,吨水处理成本达到0.016元。水质恶化后,经系统在2004年9月进行了扩建,增加了1间4 500过分析判断是工艺介质泄漏量增大所致,因此再V/h的凉水塔,因此按照补水率计算补水量,由补次对第2循环水系统所有换热器进行反复排查,水率减少0.18%可得出补水量降低11.4 kt,吨水最终查出有3台换热器出现泄漏。将3台换热器药剂成本相同,综合费用每月可节约费用1.14万进行打压补焊消漏,并对第2循环水系统进行粘元(新水价格按1元/t计算)。泥剥离及排污置换后,系统水质趋于正常。在对生产装置的个别水冷器检修时,未发现(3)系统外污染物进人系统,对循环水水质造点蚀结垢等现象,换热管表面较为清洁平滑,说成影响。2005年10月17日总厂甲醇装置检修后明水质控制较为成功。投用,由于该装置循环水系统总线无冲洗排放口，导致管线内沉积物及铁锈进人第2循环水系统，5运行中存在的问题及 采取的措施造成该系统生物粘泥、悬浮物、浊度超标。通过给(1)水源设施受洪水冲击影响导致补充水系甲醇装置循环水系统总管线加装排放口,并采取统污染。2006年8月2日一水源挡泥板损坏,新其它措施后,避免了对整个大系统造成冲击。水浊度大幅升高。在水源挡泥板经过抢修恢复,(4)因药剂厂家不提供药剂有效成分,药剂质新水水质正常后,采取大量补水置换后保证了循量指标仅提供pH值、密度测试两项指标,给循环环水浊度合格。水药剂进厂质量控制带来了不便。(2)换热器泄漏对两个循环水系统造成较大(5)由于采用的两种水处理药剂方案均要求的影响。通过采取相应的查漏堵漏手段,并对循循环水系统在浓缩倍数较高的状态下pH值控制环水系统加大杀菌力度,加强粘泥剥离操作,保证在较低值,这增加了浓硫酸的投加量。因浓硫酸了循环水系统供水正常。从小桶倒人加酸罐的操作需要人工完成,增加了①第1循环水系统从2005年3月通过吸水操作的危险性及倒酸工作量。在2006年底进行了池面发现系统有介质泄漏,通过排查,发现乙烯装技术改造,增加卸酸罐进行自动卸酸,将卸酸的安置10- E-207、10- E-327、10-E- 708B3台换全隐患消除,同时减少了工人的劳动强度。热器泄漏。技术人员及时将10- E-327.10-E-708B进行了试压堵漏处理,但10-E-207因无法6结论.停工处理,使第1循环水系统-直在泄漏工况下(1)采用SmatFed自动加药及在线监测系统运行。由于泄漏物组分较轻,加之贝迪水处理药后,循环水系统加药做到了准确、快捷,大幅降低剂具有优良的阻垢分散性能,该系统各项水质指了工人加药劳动强度,节约了成本。标控制均正常。在1年多的时间内,系统仍在“零(2)两种不同的水处理药剂配方均适用于高排污”状态下运行。2006 年7月利用短暂的停工浓缩倍数工况下运行。在装置存在泄漏的情况机会对10- E- 207换热器进行了更换。下，中国煤化工:在较好的范围内。②第2循环水系统在2005年8月至2006年YHC N M H G新水的补水信号进3月中旬期间系统一直存在泄漏,由于泄漏量轻微行控制的,该加药方式没有做到真正意义上的自动投及查漏手段的限制, -直未准确地查出泄漏源。加, 如采用通过药剂浓度来自动投加方式会更好。