于戰(zhàn)德
  (廣州石化總廠煉油廠， 廣州　510726)

　　摘要：介紹了廣石化煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)中存在的問(wèn)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(wèn)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)：1009-2455(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)水裝置存在的問(wèn)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(zhǎng)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(yíng)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(jiàn)表1。

　　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。

1.2　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(wèn)題，造成其實(shí)際濃縮倍數(shù)較低，詳見(jiàn)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(guò)程中，塔的進(jìn)出塔溫差卻達(dá)不到10℃，大部分時(shí)間其溫差只有7～8℃，詳見(jiàn)表3。

　　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+0.002θ)×(t1-t2)Q%(2)?
　　式中:t1、t2分別為循環(huán)水進(jìn)、出冷卻塔的水溫，℃；θ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(guò)低的原因之一是循環(huán)水的富裕量過(guò)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3500～6500m³/h和5000～9000m³/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(guò)大，其貯水量詳見(jiàn)表4。

　　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)×(t－t₀)
　　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也越小；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1/4～1/5水平，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(kāi)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(wú)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(guò)低，造成進(jìn)出冷卻塔的水溫差小。
　　② 冷卻塔的上塔閥門開(kāi)度不足，濁物在填料層中累積。
　　③ 冷卻塔填料陳舊、落后。目前冷卻塔所用填料為1985～1987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。

2  采取的對(duì)策

2.1　設(shè)備防腐
　　建立系統(tǒng)監(jiān)測(cè)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(cè)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)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(wú)法解決冷換設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，但可通過(guò)加強(qiáng)水冷設(shè)備的防腐工作來(lái)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(wú)力解決碳鋼水冷設(shè)備的防腐問(wèn)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(guò)1000t。加強(qiáng)對(duì)循環(huán)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(kāi)度，使換熱器的進(jìn)口閥全開(kāi)，出口閥調(diào)整至適當(dāng)?shù)拈_(kāi)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(kāi)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(lái)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(wú)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2.2～2.3ｍ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(guò)避免冷卻塔上塔溫度過(guò)低、提高冷卻塔進(jìn)出塔水溫差等手段來(lái)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(kāi)度等)，最有效的手段就是改進(jìn)冷卻塔的填料、收水器等。如1999年初的煉油新區(qū)大檢修中，我們將冷卻塔原設(shè)計(jì)收水器、填料，改造成為滄州填料廠生產(chǎn)的雙功能重波收水器、填料，使二循裝置的飄水量大大減少，節(jié)水效果明顯。
　　此外，我們對(duì)一循裝置的儀表控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)控制，使冷卻塔的操作得以改善，減少了工藝管理的工作量，提高了車間的工藝技術(shù)水平。
　　通過(guò)采取以上措施，循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)已提高至2.2～2.3。系統(tǒng)運(yùn)行正常。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]齊冬子，李雪梅．TW循環(huán)冷卻水計(jì)算程序簡(jiǎn)介[J].工業(yè)用水與廢水，1999,30(3):19

作者簡(jiǎn)介：
于戰(zhàn)德(1967-)，男，工程師?聯(lián)系電話:82124437。