循环水水质对生产的影响

段正刚

（辽宁鼎际得石化股份有限公司，辽宁营口 115000）

水作为化工厂最广泛应用的冷却介质，现阶段绝大多数冷却形式为循环式，即循环水在换热设备中将物料降温后其自身再经凉水塔降温后进入循环水池，再通过循环水泵打到换热设备中，以达到循环利用。但由于pH，物料泄漏，溶解盐类的浓缩等原因，极易造成循环水水质恶化，影响循环水系统的平稳运行以及装置生产的平稳长效运行。本文主要对循环水影响因素进行分析。

1 pH对循环水系统影响

由于化工厂中绝大多数循环水系统管件为碳钢材质，而碳钢材质在弱酸性条件下就极易造成腐蚀现象产生，循环水碱性也不能太强，碱性太强极易造成结垢现象发生，并且严禁水pH在8.0～8.4，这一区间是在碱性状态下腐蚀速率最快的区间。因此循环pH对于水循环系统影响很大，这就要求化工企业要控制好pH，长春化工的循环水pH要求在25℃时在7.2～8.0，水质呈现弱碱性。

2 浓缩倍数对循环水系统的影响

浓缩倍数是循环水系统平稳运行的一个重要指标，通常情况下采用循环水的电导率与新鲜补水中的电导率的比值作为循环水浓缩倍数（由于荣兴水库补充水的电导率在850μS/cm，因此长春化工的循环水的电导率要求＜5 000μS/cm，比一般化工厂要高一些）。在理论情况下，浓缩倍数越高，代表着补水量越少，也就是在去除损耗下越节约水。但过高的浓缩倍数会造成系统中钙镁离子浓度、碱度、浊度的增加，使结垢的可能性大大增加，还可能会造成循环水中的腐蚀性离子及物质增加，使腐蚀控制难度增加。因此浓缩倍数并不是越高越好，但也不是越低越好，浓缩倍数太低，代表着经常置换水，增加经济成本。一般化工厂浓缩倍数都在4以上，长春化工的循环水系统的浓缩倍数暂时控制在4～6之间。

3 腐蚀对循环水系统的影响

腐蚀是循环水系统的三大问题之一，循环水系统中管线以及换热器很容易发生腐蚀，极易造成物料泄漏，影响产品品质及污染循环水水质，甚至严重的还会造成非计划停工停产，影响企业经济效益。由于一般情况下换热器多数为管壳式，在微泄漏下很不容易被发现。表1为一次冷却器泄漏实例：

表1 V-572罐物料纯度取样表

V-572罐为T-571 BDO（1，4-丁二醇）纯化塔塔顶物料罐，其内为BDO成品，控制的水分要求小于100×10-6，但在取样过程中无论再怎么拉负压，水分还是不合格，不但造成了取样时间缩短（正常2h/次），增加破取样品浪费及人力资源浪费，最后水分还是没有合格而且由于罐体液位无法积存，只能打到中间成品罐中临时储存。最让人迷惑的是水分在拉负压下会有见好趋势，以至于主控错误判断，在经过接连2罐料水分均不合格的情况下，最后才切换了塔顶换热器，水分之后才合格。其实在这过程中也有怀疑过换热器列管泄露，但在取过换热器进回水样品后，经化验分析各成分均正常，这给了一个误导，之后在检查换热器时发现列管中有一处轻微腐蚀漏点。所以，腐蚀的危害很大，很隐蔽，尤其管壳式换热器均为密闭状态下，如果不是所化验成品对水分有要求，很难去及时发现并排查。影响腐蚀的因素有很多，例如碱度、温度、含盐量、腐蚀性气体、微生物等，在长春化工中通过添加缓蚀剂3DT129（一种锌、磷酸盐PSO的复合缓蚀剂）来控制腐蚀。

4 水垢对循环水系统的影响

水垢是循环水系统的三大问题之一，水垢的产生直接影响换热器的换热效果，增加能耗。如水垢层过厚不只是增加了能耗，严重的还会影响设备的使用寿命，引起垢下腐蚀，增加企业的生产成本。最严重的是堵塞列管，直接造成停工停产。水垢一般是由于循环水温度升高，成垢盐类析出；或者是由于水浓缩倍数过高，造成成垢盐类离子浓度上升，超过溶度积，并超过过饱和度。水垢一般是在表面毛糙或水流满的地方聚集，并越积越多，若不及时处理，就会形成很厚的水垢层，并慢慢堵塞列管。一般而言，降低水垢的方法就是降低离子浓度，降低浓缩倍数，增加化学试剂。在长春化工中使用阻垢分散剂3DT120来稳定和分散磷酸钙、锌和铁以及悬浮物，维持金属管线及换热器表面清洁，减少能耗。

5 微生物对循环水系统的影响

微生物滋生是循环水系统的三大问题之一，微生物的大量繁殖及新陈代谢引起的黏结物导热性差并难以清除，逐渐产生水垢。生物黏泥又会导致垢下腐蚀，微生物本身也会引起金属腐蚀。而微生物所产生的结垢及腐蚀会加重循环水系统本身的结垢和腐蚀，从而恶性循环。现阶段长春化工所应用的是以次氯酸钠作为杀生剂，有效消除循环水中的微生物，从而有效保证系统长久稳定生产。

6 电导率与循环水系统的关系影响

电导率代表了水中的含盐量，电导率越高水中的含盐量越高。水中含盐量过高，会使水的导电性增大，增大腐蚀电流，使腐蚀速率增加。

7 循环水水温对循环水系统的关系影响

循环水水温是影响换热效果的一个重要因素之一，水温过高，会造成换热器冷却效果降低，达不到所需冷后温度。循环回水降温一般是经凉水塔，在风扇作用下达到降温目的，而要想水温过低，势必要增大风扇电机频率，这会造成水损失及能耗增加。同时由于换热设备一般对冷后温度也有工艺指标，为达到这一指标会降低水流速，这将增大结垢概率。一般情况下循环水上水温度要求在30～34℃。

除以上外，对于循环水质分析项目还有很多，例如硬度、钙度、浊度等，都会影响到循环水系统的稳定运行。在日常维护中，由于长春化工的循环水来源为盘锦荣兴水库，除添加必要的缓蚀剂、阻垢剂及杀生剂以外，还会定期加入杀藻剂及消泡剂来杀除水中微生物。除这些外，半封闭及敞开式循环水池还会有旁滤系统来去除淤泥等杂质及置换循环水。长春化工的旁滤系统共设置有两台砂滤机，以滤石与石英砂为滤材，进行通水过滤，2台砂滤机正洗时差24h，并且每台在通水正洗24h后进行8min的反洗工序，反洗过程中外排53m3的循环水来去除附着的淤泥以及置换水池中循环水，来达到去淤泥及降低浓缩倍数的目的。

8 结语

在化工生产中，不论产品的冷却还是设备的冷却，循环水都是最常用的冷却剂，保证循环水系统的稳定就是保证了生产系统的平稳。因此，应每日监控水质，及时发现并处理相关问题，为循环水系统，为企业效益保驾护航。