化工循環(huán)水換熱器單臺(tái)在線清洗與防護(hù)

李紅媛（中石化股份天津分公司水務(wù)部，天津 300271）

1 概述

某化工循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總循環(huán)量25000立方米/時(shí)，其中PTA裝置空壓機(jī)有四臺(tái)并聯(lián)水冷器，在2014年運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備冷卻效果下降，其中一臺(tái)關(guān)鍵水冷器冷卻效果最差，導(dǎo)致空氣帶水影響到生產(chǎn)正常進(jìn)行，空氣溫度接近裝置聯(lián)鎖值，裝置隨時(shí)都有停車的危險(xiǎn)，將會(huì)造成很大損失。經(jīng)過溫度趨勢(shì)判斷與現(xiàn)場(chǎng)反洗排水取樣化驗(yàn)分析，認(rèn)為導(dǎo)致冷卻效果下降的主要原因是冷卻器列管結(jié)垢嚴(yán)重，需要進(jìn)行清洗才能解決。但由于裝置無法停車，因此只能在線清洗，如果使用循環(huán)水系統(tǒng)不停車清洗，將耗費(fèi)高額藥劑費(fèi)用和水費(fèi)，且無法保證清洗效果，排出的廢水將增加處理成本和污染環(huán)境。所以選擇單臺(tái)水冷器在線清洗，只要精確的控制清洗方案和及時(shí)調(diào)整循環(huán)水工藝就能減少對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

循環(huán)水總量25000立方米/時(shí)，使用全有機(jī)膦堿性處理工藝；結(jié)垢換熱器是PTA空壓機(jī)三級(jí)出口的冷卻器，作用是通過循環(huán)水對(duì)三級(jí)出口的空氣進(jìn)行冷卻。介質(zhì)：殼程空氣、管程循環(huán)水；材質(zhì)：殼程CS、管程304、管板304；初始設(shè)計(jì)流量260m3/h、正常運(yùn)行階段流量160m3/h。

3 單臺(tái)換熱器在線清洗

3.1 清洗藥劑的選擇

3.1.1 首先與循環(huán)水使用藥劑匹配，不影響現(xiàn)使用水處理藥劑的性能。

3.1.2 絡(luò)合型清洗劑：溶解水垢速度緩慢可控，并含有高性能分散劑；采用該清洗劑在線清洗結(jié)垢嚴(yán)重的設(shè)備，可避免因溶垢速度過快，造成塊狀水垢脫落而堵塞列管的現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)含有高性能分散劑，能防止水垢中的不溶物微粒在設(shè)備死角處沉積。

3.1.3 強(qiáng)力型化學(xué)清洗劑：溶解水垢速度較快，該清洗劑主要用于清洗晶格排列有序的水垢，其中同樣含有高性能分散劑以及提高溶垢速度的滲透劑。

3.1.4 在清洗過程中，碳鋼腐蝕率＜2g/cm2.h,不銹鋼腐蝕率＜ 0.5g/cm2.h.。

3.2 加藥點(diǎn)選擇

結(jié)垢換熱器入口管線導(dǎo)淋管。

3.3 在線清洗

3.3.1 絡(luò)合清洗時(shí)，通過加藥泵將絡(luò)合清洗劑TS-1089加入設(shè)備循環(huán)水入口處，加藥濃度為1000-3000mg/l，同時(shí)每隔5分鐘測(cè)定循環(huán)水出口水質(zhì)pH值，控制pH值在3-4，期間每半小時(shí)測(cè)定一次鈣離子含量，根據(jù)鈣離子含量的變化幅度，調(diào)整清洗劑的投加量，以便更精確地控制水垢的溶解速度，絡(luò)合清洗時(shí)間約為3-6h。

絡(luò)合清洗結(jié)束后，應(yīng)適當(dāng)加大循環(huán)水流量沖洗15分鐘，而后進(jìn)行化學(xué)清洗；

3.3.2 化學(xué)清洗時(shí)，通過加藥泵將強(qiáng)力化學(xué)清洗劑TS-209加入設(shè)備循環(huán)水入口處，加藥濃度為3000-5000mg/l，同時(shí)每隔5分鐘測(cè)定循環(huán)水出口水質(zhì)pH值，控制pH值在2-3，過程中測(cè)定出水鈣離子含量變化，化學(xué)清洗時(shí)間約為1-2h。

3.3.3 清洗終點(diǎn)的確定

進(jìn)行每一周期化學(xué)清洗時(shí)，當(dāng)強(qiáng)力型化學(xué)除垢清洗劑投加量沒有變化，鈣離子含量、設(shè)備出水pH值恒定時(shí)，則說明設(shè)備表面的水垢基本溶解完畢；同時(shí)，工藝側(cè)壓縮空氣的溫度恒定時(shí)，則說明設(shè)備表面的水垢基本溶解完畢。如清洗效果沒有達(dá)到要求可反復(fù)清洗，直到合格為止。

3.4 在線清洗對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)影響

3.4.1 清洗過程中，清洗液中由于加入較多清洗助劑（緩蝕劑等、且部分產(chǎn)品為有機(jī)物）清洗階段設(shè)備出水的COD值約為500ppm，且此水源將回至循環(huán)水系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生較大沖擊。

3.4.2 清洗液為低pH值酸洗液，整體回水至循環(huán)水系統(tǒng)后會(huì)使循環(huán)水系統(tǒng)的pH值有所降低。

3.4.3 清洗液在清洗過程中會(huì)將設(shè)備中污物清洗下來，進(jìn)而會(huì)使得設(shè)備清洗液出水濁度偏高，這也會(huì)使此清洗操作對(duì)循環(huán)水運(yùn)行有一定沖擊；

4 循環(huán)水系統(tǒng)在清洗階段的應(yīng)對(duì)措施

4.1 清洗操作開始前，加大循環(huán)水補(bǔ)排水量，將系統(tǒng)的濃縮倍率控制在低限范圍，以增加系統(tǒng)抗沖擊能力；同時(shí)在此階段進(jìn)行系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)，應(yīng)盡可能補(bǔ)充入自來水。

4.2 清洗期間連續(xù)監(jiān)測(cè)pH值，如pH值連續(xù)下降到7.5，立刻通知清洗暫停，待pH值回升到8以上時(shí)再做清洗。

4.3 清洗過程中，確保循環(huán)水系統(tǒng)旁路過濾器平穩(wěn)高效運(yùn)行，并加大過濾器反洗頻率，以降低系統(tǒng)循環(huán)水的濁度增強(qiáng)器抗沖擊能力。清洗中連續(xù)監(jiān)測(cè)濁度變化，只要在合格范圍內(nèi)即可。同時(shí)調(diào)整旁濾量。如果濁度大于10FTU將加大旁濾排污量，由40噸/時(shí)增加到80噸/時(shí)，如果濁度繼續(xù)大于10FTU，第二階段清洗暫停，直到濁度恢復(fù)10FTU以內(nèi)再做清洗。

4.4 清洗操作過程中，加大循環(huán)水系統(tǒng)殺菌劑投加量，殺菌劑投加采用先投加氧化性殺菌劑運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)后，再投加剝離性非氧化性殺菌劑的方式，以對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的菌藻粘泥進(jìn)行有效控制，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)略高的COD進(jìn)行有效分解。在清洗開始后投加氧化性氯制劑（優(yōu)氯凈）50毫克/升，第一階段清洗（第一天）中監(jiān)測(cè)COD值，如果大于100毫克/升暫停直到恢復(fù)到100毫克/升以內(nèi)才可進(jìn)行第二階段清洗。

4.5 清洗期間電導(dǎo)率1次/時(shí)，電導(dǎo)率不超過3500，否則調(diào)整旁濾反洗量到80噸/時(shí)，如果達(dá)不到要求，可在此基礎(chǔ)上適當(dāng)進(jìn)行排污，排污量50-80噸/時(shí)，直到合格為止。

4.6 如果pH、濁度、COD等有一項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)超過24小時(shí)，且下降較慢，將停止清洗。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 在線清洗結(jié)束后，空壓機(jī)三級(jí)水冷器的空氣溫度有原來的55℃降低到35℃，換熱效果大大提高。清洗期間沒有影響到正常生產(chǎn)，從此保證PTA裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

5.2 在進(jìn)行單臺(tái)設(shè)備在線化學(xué)清洗過程中，通過合理的控制廢水進(jìn)入量及循環(huán)水系統(tǒng)有效的工藝調(diào)整，沒有對(duì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生沖擊，整個(gè)清洗期間循環(huán)水水質(zhì)合格，清洗期間排污量與平時(shí)相比增加了10%。

5.3 與循環(huán)水系統(tǒng)不停車清洗相比，廢水排放與清洗費(fèi)用都大幅減少。