水處理技術乙烯工業(yè)2007,19(1) 61~64ETHYLENE INDUSTRY利用先進技術實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)高濃縮倍數(shù)運行宋宇輝，紀琳，薜傳忠(中國石油獨山子石化分公司乙烯廠,新疆獨山子, 833600)摘要:中國石油獨山子石化分公司乙烯廠兩套循環(huán)水系統(tǒng)通過運用先進的循環(huán)水自動加藥系統(tǒng)、美國貝迪HPS-1及國產高性能有機膦配方兩種不同的水處理藥劑,達到了提高循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)、節(jié)約新水補充量及水質控制較好的目標。關鍵詞:循環(huán)水;自動加藥;水質控制.1循環(huán)水 系統(tǒng)簡介h的鋼筋砼結構橫流式水塔3間,4 500 Vh的鋼筋中國石油獨山子石化分公司乙烯廠(以下簡砼結構逆流式水塔1間。設計循環(huán)水量9 500 m3/稱獨山子乙烯廠)有循環(huán)水場兩座,第1循環(huán)水系h ,保有水量4 500 m',主要向碳四車間順丁橡膠統(tǒng)有處理量為2500 Vh的鋼筋砼結構橫流式水塔車間、乙二醇車間、空分空壓車間等供循環(huán)水。6間。設計4 500 Vh的鋼筋砼結構逆流式水塔3循環(huán)水系統(tǒng)補充水主要由2個水源提供,一間。設計循環(huán)水量25000m2/h,保有水量水源為奎屯河河水,二水源為地下水。補充水水質9 500 m',主要向乙烯車間、聚乙烯車間、聚丙烯車根據(jù)季節(jié)變化波動， 每年第1、第4季度以二水源為間供循環(huán)水。第2循環(huán)水系統(tǒng)有處理量為2500V主;第2.第3季度以一水源為主,補充水水質見表1。表1補充水水質mg/L項目2005年1季度 2005年3季度 項目2005年1季度2005 年3季度項目2006 年1季度2005 年3季度pH值7.818.13總堿度83.9876.25MgZ*29.1715.36電導率/340.00215.31氯化物16.545.44硫酸根50.7129.52(pS.cm- )總硬度130.8194.08 .總鐵0.140.09全硅7.308.33鈣硬度103.9378.80濁度/FTU0.400.43三碳酸根77.5084.25注:總硬度、鈣硬度、總堿度的單位以CaCO2計。根據(jù)系統(tǒng)補充水水質,采用雷茲諾指數(shù)(RSI)次的人工監(jiān)測來進行水質調控,存在工人加藥勞動強計算補充水的RSI,確定原水為腐蝕性水,濃縮至3度較大及監(jiān)測成本較高、調整滯后、水質穩(wěn)定性較差倍以上轉為結垢型水,濃縮至5倍以上時轉為嚴等問題。為此獨山子乙烯廠在兩座循環(huán)水場運用了重結垢型水。故只有采用高性能的緩蝕阻垢分散SmatFed自動加藥設備和在線監(jiān)測系統(tǒng),同時運用了藥劑配方,控制適當?shù)膒H值,循環(huán)水系統(tǒng)才能實兩種先進的水處理藥劑,以解決上述問題?，F(xiàn)在高濃縮倍數(shù)下穩(wěn)定運行。3 SmatFed自動加藥及在線監(jiān)測系統(tǒng)2采用先進水處理藥劑配方 及自動加藥系統(tǒng)獨山子乙烯廠循環(huán)水系統(tǒng)從1995年開工后- -3.1 簡介中國煤化工監(jiān)測系統(tǒng)是- -套由直采用傳統(tǒng)有機膦系配方,該配方水質容忍度窄、適應水質變化能力差,濃縮倍數(shù)最高允許控制在5CCHC N.M.Hax207-01-1..倍,循環(huán)水濁度控制在10 FTU以下,補水及排污量較作者簡介:宋宇輝(1969- ),女,高級工程師,991年畢業(yè)于武大;加藥采用水射器進行間歇投加,依靠每4小時1漢水利電力大學熱動系應用化學專業(yè),現(xiàn)在乙烯機動處工作。乙烯工業(yè)第19卷計算機控制的配合阻垢、緩蝕、殺菌、pH值調節(jié)的器材質的陽極及陰極保護,形成堅韌的r-Fe2O3 鈍全自動加藥、在線監(jiān)測控制系統(tǒng)。加藥設備及在化保護膜,有效抑制鐵金屬材質腐蝕。HRA 是一線監(jiān)測系統(tǒng)的安裝采用撬裝方式,- -體式泵架上種耐鹵素氧化的唑類銅緩蝕劑，系統(tǒng)可以在使用面固定加藥泵、過濾器、控制箱、在線表以及相應氯氣等低成本氧化性殺菌劑的情況下,獲得理想的配管接頭。在線監(jiān)測儀表主要有pH值、氧化還的銅緩蝕效果。原電位(ORP).、電導率、濁度儀等。微生物的抑制采用連續(xù)投加液氯的方式,控自動加藥設備第1循環(huán)水系統(tǒng)由5臺電磁隔制余氯在0.1~0.5mg/L,配合添加生物表面活性膜計量泵第2循環(huán)水系統(tǒng)由4臺電磁隔膜計量劑NB2001、NB2301 ,可提高氧化性殺菌劑的殺生效泵組成,能夠分別將緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、殺菌能及對生物粘泥的剝離作用,可防止變種菌產生增效劑、硫酸等進行自動投加。電磁隔膜計量泵抗藥性及藻類粘泥的產生。能夠依據(jù)排污水量精確加藥,且標定準確、快捷。(2)投用。加藥罐的液位能夠連續(xù)顯示，可實現(xiàn)藥劑消耗量2005年4月5日在第1循環(huán)水系統(tǒng)采用貝迪的自動統(tǒng)計。藥劑投加方式靈活,可以實現(xiàn)定時投公司水處理藥劑。由于該系統(tǒng)在配方轉換前已經加和根據(jù)補水方式自動投加。每臺藥劑泵均具備處在運行狀態(tài),為確保生產裝置的連續(xù)運行,在充自動、手動定時三種控制方式,系統(tǒng)可根據(jù)設定值分考慮系統(tǒng)水質狀況及運行狀況的前提下,配方自動控制pH值ORP、排污量及各種藥劑投加量。轉換采取了平穩(wěn)過渡的方式。即在原處理配方的SmatFed軟件通過計算機、PLC采集數(shù)據(jù)發(fā)出基礎上,向循環(huán)水系統(tǒng)中一次性投加新配方所需控制指令,具有直觀友好的全中文接口,操作方的藥劑，而不進行系統(tǒng)的化學清洗和預膜。投藥便,并可對歷史數(shù)據(jù)可進行保存。順序為:先投加NB2301粘泥剝離劑950 kg,密閉運3.2 運用效果行8小時后開始排污置換,15小時后水質置換合(1)實現(xiàn)了各類水處理藥劑的自動控制、自動格,開始基礎投加0P8492抑制劑300 kg、JLC6010投加及部分水質指標的在線監(jiān)測。銅緩蝕劑150 kgMS6222緩蝕劑100 kg。4月8日(2)水質控制平穩(wěn)率較人工沖擊性投加藥劑自動加藥系統(tǒng)開始運行,4月5日至13日水質處時有了較大的提高,磷含量的波動范圍由人工投于調整期,4月14日水質轉入正常。加時的5.5 mg/L下降至自動投加時的1.3 mg/L,(3)運用效果對比。實現(xiàn)了水質指標的平穩(wěn)控制。表2為使用貝迪水處理技術前后,循環(huán)水系(3)采用自動加藥及監(jiān)測設備后,由于水質控統(tǒng)各項指標對比。制較為平穩(wěn),該廠將人工監(jiān)測頻率由原來的4小.從表2可看出,第1循環(huán)水系統(tǒng)采用貝迪水時1次降為12小時1次,減輕了工人的勞動強度,處理技術后,在系統(tǒng)存在泄漏的情況下,水質各項降低了化驗分析成本。指標控制較好。腐蝕率從使用前的平均0.045mm/a'下降至0.017 mm/a,粘附速率從9.09 m.c.m4兩種水處理藥劑 配方的運用及效果下降至6.99 m.c.m,異養(yǎng)菌從38 106個/mL下降4.1貝迪水處理藥劑至1 999個/mL,濃縮倍數(shù)從使用前的2.82倍上升(1)特點。至7.75倍,循環(huán)水系統(tǒng)補水量減少91.5 kt。雖然結垢抑制選用HPS-I聚合物。該專利分散藥劑費用增加了3.21萬元,但綜合費用每月可節(jié)劑對磷酸鈣、懸浮固體、鐵、碳酸鈣垢均有優(yōu)異的約5中國煤化工計算)。分散性能，可將循環(huán)水系統(tǒng)中鐵分的控制指標由MYHCNMHG檢修時,未發(fā)現(xiàn)點0.5 mg/L以內放寬到3.0 mg/L以內,鈣的容忍度蝕、結垢等現(xiàn)象,換熱管表面較為清潔平滑,說明可高達1 200 mg/L。還可用無機磷酸鹽作為換熱水質控制較為成功。第19卷宋宇輝等.利用先進技術實現(xiàn)循環(huán)水 系統(tǒng)高濃縮倍數(shù)運行●63●表2第1循環(huán)水系統(tǒng)控制技術指標對比采用傳統(tǒng)水處理藥劑(未采用 自動加藥技術)采用 貝迪技術水處理藥劑(采用自動加藥技術)項目控制值2004年5月實際值2005年5月實際值pH值7.00~9.508.468.00-8.408.39 .鈣硬度(以GaCO3計)(mg*L~")75- 1 200251.7475-1 200641.68藥劑控制/(mg+L-")有機膦≥3.84.5正磷3.0-5.03.61濁度/FTU .≤10.0010. 190~ 30.008.11腐蝕率/(mn*a-')≤0.0750.0450.017粘附速率/(m.c. m)≤15.009.09異養(yǎng)菌/(個.mL-1)≤lx10°38 106≤1x 105.1 999濃縮倍數(shù)2.00-5.002.825.00~ 8.007.75補水量/kt261.3169.8藥劑投加量/(kg"d-")75藥劑費用/萬元9.2112.49噸水處理成本/元0.0160.0080.009注:由于乙烯車間的10- E- 207換熱器自2005年3月起發(fā)生泄漏且無法切出,一循系統(tǒng)- -直處于泄漏工況下運行。4.2國產高分散性能有 機膦配方(2)投用。(1)特點。2005年8月10日第2循環(huán)水系統(tǒng)采用國產高.阻垢緩蝕方案仍采用有機膦系配方,但與傳.性能有機膦配方。由于該系統(tǒng)在配方轉換前也已統(tǒng)的有機膦配方相比,采用了新的具有較強分散經處在運行狀態(tài),因此也同樣采取了平穩(wěn)過渡的性能的大分子有機膦單體,可使藥劑對水中鈣容方式,即在原處理配方的基礎上,向循環(huán)水系統(tǒng)中忍度提高到1200 mg/L。此藥劑在高鈣濃度、高濃--次性投加新配方所需的藥劑,而不進行系統(tǒng)的縮倍數(shù)及高溫、長停留時間條件下,具有較好的阻化學清洗和預膜。投藥順序為:先投加粘泥剝離垢分散和緩蝕性能,可有效地控制金屬腐蝕和換劑1 350 kg密閉運行到11日。為了進一步加強剝熱器[的結垢問題。離效果,11日再次投加粘泥剝離劑1 350 kg,運行殺菌滅藻方案采用連續(xù)投加液氯氧化性殺菌至12日開始排污置換。48小時置換合格后系統(tǒng)劑對微生物進行抑制,同時在系統(tǒng)中投加殺菌增開始進行基礎投加,共投加KF-阻垢劑200kg、效劑,使系統(tǒng)循環(huán)水中微生物數(shù)量長期維持在較KF-緩蝕劑50kg及KF-銅緩蝕劑50kgo低水平。定期沖擊投加非氧化性殺菌劑對產生抗(3)效果對比。藥性和變異的微生物進行殺滅,從而穩(wěn)定控制微表3為使用國產高性能有機膦配方后,循環(huán)生物,防止其過量增長對系統(tǒng)帶來的危害。水系統(tǒng)各項指標對比情況見表3。表3第2循環(huán)水系統(tǒng)控制技術指標對比采用傳統(tǒng)水處理藥劑(未采用自動加藥技術)采用國產 高性能有機膦配方(采用自動加藥技術)2006年5月實際值8.858.10~8.508.37鈣硬度(以CaCO,計)/(mg*L-")75.00~ 1200.00423.87<1 200.00570.33總磷7.00~ 10.007.83藥劑控制/(mg*L-I)有機膦≥3.804.61正磷<3.001.88濁度/FTU5.01< 20.0010.12腐蝕率/(mm*a~')0.0370.011粘附速率/m.c.m≤1510.466.05≤1x 1051278220002.00~ 5.003.81中國煤化工6.86補水率,%2.20120.10 ITMYHCNMHG.0.92藥劑投加量/(kg*d-1)55乙烯工業(yè)第19卷從表3可以看出,第2循環(huán)水系統(tǒng)采用國產2006年2月7日起發(fā)現(xiàn)生物粘泥呈紅色,且粘泥高分散性能有機膦配方后,水質控制較好。腐蝕量在排污情況下仍然超標,最高達到22 .89 mg/L。率由使用前的0.037 mm/a'下降至0.011 mm/a, 粘雖然通過采取加大排污置換,加大殺菌力度,維持附速率由10.46 m.c.m下降至6.05 m.c.m,異養(yǎng)藥劑濃度的手段保證了供水水質合格,但導致濃菌由12782個/mL下降至2000個/mL,濃縮倍數(shù)縮倍數(shù)最低下降至1.64倍,藥劑費用也大幅度上從使用前的3.81倍上升至6.86倍。由于循環(huán)水升,噸水處理成本達到0.016元。水質惡化后,經系統(tǒng)在2004年9月進行了擴建,增加了1間4 500過分析判斷是工藝介質泄漏量增大所致,因此再V/h的涼水塔,因此按照補水率計算補水量,由補次對第2循環(huán)水系統(tǒng)所有換熱器進行反復排查,水率減少0.18%可得出補水量降低11.4 kt,噸水最終查出有3臺換熱器出現(xiàn)泄漏。將3臺換熱器藥劑成本相同,綜合費用每月可節(jié)約費用1.14萬進行打壓補焊消漏,并對第2循環(huán)水系統(tǒng)進行粘元(新水價格按1元/t計算)。泥剝離及排污置換后,系統(tǒng)水質趨于正常。在對生產裝置的個別水冷器檢修時,未發(fā)現(xiàn)(3)系統(tǒng)外污染物進人系統(tǒng),對循環(huán)水水質造點蝕結垢等現(xiàn)象,換熱管表面較為清潔平滑,說成影響。2005年10月17日總廠甲醇裝置檢修后明水質控制較為成功。投用,由于該裝置循環(huán)水系統(tǒng)總線無沖洗排放口，導致管線內沉積物及鐵銹進人第2循環(huán)水系統(tǒng)，5運行中存在的問題及 采取的措施造成該系統(tǒng)生物粘泥、懸浮物、濁度超標。通過給(1)水源設施受洪水沖擊影響導致補充水系甲醇裝置循環(huán)水系統(tǒng)總管線加裝排放口,并采取統(tǒng)污染。2006年8月2日一水源擋泥板損壞,新其它措施后,避免了對整個大系統(tǒng)造成沖擊。水濁度大幅升高。在水源擋泥板經過搶修恢復,(4)因藥劑廠家不提供藥劑有效成分,藥劑質新水水質正常后,采取大量補水置換后保證了循量指標僅提供pH值、密度測試兩項指標,給循環(huán)環(huán)水濁度合格。水藥劑進廠質量控制帶來了不便。(2)換熱器泄漏對兩個循環(huán)水系統(tǒng)造成較大(5)由于采用的兩種水處理藥劑方案均要求的影響。通過采取相應的查漏堵漏手段,并對循循環(huán)水系統(tǒng)在濃縮倍數(shù)較高的狀態(tài)下pH值控制環(huán)水系統(tǒng)加大殺菌力度,加強粘泥剝離操作,保證在較低值,這增加了濃硫酸的投加量。因濃硫酸了循環(huán)水系統(tǒng)供水正常。從小桶倒人加酸罐的操作需要人工完成,增加了①第1循環(huán)水系統(tǒng)從2005年3月通過吸水操作的危險性及倒酸工作量。在2006年底進行了池面發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有介質泄漏,通過排查,發(fā)現(xiàn)乙烯裝技術改造,增加卸酸罐進行自動卸酸,將卸酸的安置10- E-207、10- E-327、10-E- 708B3臺換全隱患消除,同時減少了工人的勞動強度。熱器泄漏。技術人員及時將10- E-327.10-E-708B進行了試壓堵漏處理,但10-E-207因無法6結論.停工處理,使第1循環(huán)水系統(tǒng)-直在泄漏工況下(1)采用SmatFed自動加藥及在線監(jiān)測系統(tǒng)運行。由于泄漏物組分較輕,加之貝迪水處理藥后,循環(huán)水系統(tǒng)加藥做到了準確、快捷,大幅降低劑具有優(yōu)良的阻垢分散性能,該系統(tǒng)各項水質指了工人加藥勞動強度,節(jié)約了成本。標控制均正常。在1年多的時間內,系統(tǒng)仍在“零(2)兩種不同的水處理藥劑配方均適用于高排污”狀態(tài)下運行。2006 年7月利用短暫的停工濃縮倍數(shù)工況下運行。在裝置存在泄漏的情況機會對10- E- 207換熱器進行了更換。下，中國煤化工:在較好的范圍內。②第2循環(huán)水系統(tǒng)在2005年8月至2006年YHC N M H G新水的補水信號進3月中旬期間系統(tǒng)一直存在泄漏,由于泄漏量輕微行控制的,該加藥方式沒有做到真正意義上的自動投及查漏手段的限制, -直未準確地查出泄漏源。加, 如采用通過藥劑濃度來自動投加方式會更好。