循环水系统温度升高的原因分析及解决方案

姜雪艳，高瑜骍，李鹏(延长石油(集团)有限责任公司延安炼油厂供排水车间，陕西 洛川 727406)

0 引言

循环水系统工艺泄漏是指循环水系统冷却器内换热管发生穿孔或破裂，使各种工艺物料泄漏致循环水中的现象[1]。循环水系统是密闭循环系统，一旦被污染且得不到及时处理，水质将发生变化，给循环水系统造成较大危害，泄漏时间越长，对循环水系统危害越严重。同时，泄漏介质给循环水系统中微生物的迅猛繁殖提供了丰富的营养，随着时间的推移，泄漏介质及其变性物被微生物所消耗。迅猛繁殖的细菌、细菌代谢产物及其所粘附的泥沙形成了危害更大的生物粘泥。因为生物粘泥附着的地方，将成为垢下腐蚀及点蚀的部位，容易导致冷却器管束的泄漏[2]，随之而来的循环水系统用大量的新鲜水置换，造成水资源浪费严重，也不符合节能减排和科学发展观的要求。所以一旦出现附着粘泥现象，必须系统地分析粘泥的成因，采取相应的措施清除粘泥并防止粘泥再次生长，才能保障循环水系统及配套装置安全、平稳、长周期运行[3]。

1 四循环炼油系统运行存在的问题

四循环炼油系统及配套装置，在我厂生产运行“三年一修”的目标下，运行至两年后，2019年初，配套装置联合一车间100万t/a催化轻柴油后冷器泄漏，无法切出检修，循环水质浊度持续升高、余氯无法保持，其他指标基本正常，但循环水的出水和回水温度在几个月后却持续升高，一直影响装置的正常运行。

统计数据为每天14:00的循环水出水温度如表1所示。

表1 2019年装置泄漏后循环水的温度

由上表可以看出，车间在采取措施的情况下，温度只能维持在工艺指控控制≤31 ℃范围内。

2 四循环炼油系统供水温度升高的原因分析

(1) 2017年以前，我厂一直实施一年一检修，2017年检修后，在我厂生产运行“三年一修”的目标下，第一次运行时间长达3年，这期间，循环水系统内污泥无法清理(如图1所示)。

图1 循环水系统内污泥无法清理示例图

(2)填料波形对循环水换热温度的影响。如图2所示，“W”型波相对于“S” 型波增加了换热面积，在没有粘泥滋生的情况下，“W”型波增加了淋水换热面积，但是在系统泄漏、粘泥滋生的情况下，较“S”型波容易出现堵塞填料淋水通道，减少换热面积，造成水温冷不下来。

图2 “W”波型填料

(3)更换调料时，我们发现填料内存在较多的微生物粘泥。生物粘泥附着在换热管壁上，除了会形成浓差电池引起腐蚀外，它还会使冷却水的流量减少，从而导致冷却塔降温效率下降[4-5]，导致循环水系统温度升高。在生物膜形成过程中，最初可能是由机械原因引起的。表面的凹凸不平，为微生物提供了条件。由于工艺介质泄漏进入循环水系统内，给异养菌提供了有机营养源，加剧了细菌在粘泥表面的繁殖，细菌分泌的粘液将无机垢、灰尘颗粒、腐蚀产物等粘结在一起形成粘泥沉积物，附着在管壁、塔壁以及冷却塔填料中。

3 采取措施

(1)在检修前，根据现场情况，为了降低水温、确保装置的正常运行，车间采取了以下措施：

①密切关注四循环炼油系统运行情况，并联系化验中心对含油、COD定期进行化验分析；

②由生产计划部协调消防车，定期对第四循环水炼油系统填料、凉水塔塔壁进行冲洗，并联系污水处理厂进行溢流置换；

③车间联系药剂总包厂家定期对四循环炼油系统从回水上塔立管处直接投加杀菌剂，使高浓度药剂直接进入凉水塔内，对凉水塔内填料进行杀菌、剥离并溢流、置换；

④1月22日，在生产计划部的协调下，化工车间MTBE装置用水由四循环供水切换至五循环供水，优化MTBE装置用水，解决E-103换热器运行问题；

⑤1月19日开始，为降低四循环炼油系统出水温度，增加循环量，车间联系化建人员对炼油系统进、出水线增加DN250联通阀一台；

⑥为尽量确保四循环炼油系统出水温度，增大系统置换量，车间领导及技术管人员积极讨论，制定措施，3月23日开始，利用四循环炼油系统旁滤原有流程，将炼油冷水补充至四循环化工系统，利用四循环炼油系统、化工系统压力差，将化工回水串入炼油系统；利用一、三循环回水压力差将三循环部分回水串入一循环，三循环补充消防水，利用整个循环水系统管网流程，除了四循环炼油系统补充新鲜水外，其余补充水均通过流程补充四循环循环水。

(2)以2020年装置大检修为契机，车间采取了以下措施：

①彻底清理了四循环炼油系统冷水池内污泥约400吨；

②更换了四循环炼油系统凉水塔内填料434 m3，收水器289 m2，并将原塔内的填料的“W”型波改为“S”型波；

③装置检修后，更换了炼油系统旁滤海砂滤料约12吨。

4 效果评价

统计数据为每天14:00的循环水出水温度如表2所示。由上表可以看出，循环水温度2020年同比2019年下降了8～10 ℃。

表2 2020年装置检修后循环水温度

5 结语

通过采取以上措施，有效地解决了四循环炼油系统供水温度升高这一问题，为装置的平稳运行提供了有力保障。