尼日尔炼厂循环水水质运行管理分析与改进

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摘 要：本文通过简述尼日尔炼厂循环水运行状况，对2016年全年主要水质数据包括PH、电导率、浊度、浓缩倍数、钾离子、总硬、氯离子、总磷、总碱度、铁离子、油含量等11个项目进行了综合分析，并总结出了一些有针对性的改进措施和建议：循环水水质管理要结合实际情况“三分药剂、七分管理”。
关键词：循环水水质；运行管理；尼日尔炼厂；改进
中图分类号：TE685 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）16-0057-02
循环水场是炼厂公用工程系统的重要单元，其运行水平的好坏，直接关系到炼油工艺装置的安全平稳运行、冷换设备的检修周期和炼厂吨水耗等技术经济水平。2011年，中石油在西非尼日尔投资建设了一座100万吨/年的燃料型炼厂。由于地处偏僻且常年高温干旱风沙大，水资源极度匮乏，为降低新鲜水消耗，采取了中水回用工艺及高浓缩倍数运行方案。
1 尼日尔炼厂循环水场概述
炼厂循环水设计供水能力为8000m3/h.由3座带玻璃钢风筒的逆流式机械通风冷却塔、塔底水池、吸入水池、5台循环水泵、旁滤装置、换热器监测站、二氧化氯发生器及加药加酸设施等辅助设施组成。
循环水补水采用炼厂自厂外水源地采取的深井地下水和炼厂污水处理场的一级再生水（中水），比例为1：1。地下水电导率为236μs/cm，回用水电导率为850μs/cm，混合补水主要水质指标分析数据如表1所示。
2 尼日尔炼厂循环水水质运行管理分析
2.1 主要指标运行数据及分析
循环水水质运行主要包括PH、电导率、浊度、浓缩倍数、钾离子、总硬、氯离子、总磷、总碱度、铁离子、油含量等11个项目。尼日尔炼厂循环水水质运行情况，如表2所示。
2.2 运行数据分析
2.2.1 浓缩倍数
本文选取了2016年全年数据进行剖析。从全年循环水水质运行数据看，该循环水系统属于高PH、高浓缩倍数运行状态。浓缩倍数2016年最低5.7，最小3.2，平均4.2，全年波动较大。高浓缩倍数运行的循环水系统，与低浓缩倍数运行有较大的区别。高浓缩倍数运行的好处是节水，但化学药剂成本较高，并且对管理综合要求高，如果跟不上，系统发生腐蚀的趋势会加剧。从炼厂财务成本统计数据可知，高浓缩倍数（5.0）较低浓缩倍数（3.5）循环水水处理药剂成本多出约1万美元/月。从炼厂新鲜水耗、药剂成本、水质控制等因素看，浓缩倍数不宜超过4.0运行。
2.2.2 电导率
电导率是炼厂循环水水质管理的重要指标，2016年最大3417，最小1123，平均2283μs/cm，总体波动较大，说明运行管理尚有较大提升空间。在实际生产中，下半年适当控制了中水回用补水比例，电导率下降幅度较大.结合上半年铁离子、总硬较高，以及炼油工艺装置发生过数次水冷器泄漏，说明水质有腐蚀傾向。
2.2.3 浊度
2016年水质浊度最大9.27，最小0.74，平均2.9。仅从数据上看，远小于工艺设计指标≯20，但该指标限于分析方法，并不能完全反映系统内影响换热器腐蚀的重要介质-泥沙的多少。炼厂地处非洲干旱地区常年风沙大，系统泥沙量实际比较难评估，从炼油工艺装置水冷器检修打开检查和循环水塔底水池淤泥厚度等情况判断，炼厂系统泥沙量不少，在装置水冷器流速低、温度高等条件下，沉积于水冷器的泥沙容易产生垢下腐蚀，这部分泥沙生产运行中也没法根除，只能尽可能控制。
2.2.4 总硬
总硬2016年最大996，最小412，平均664mg/L，波动亦比较大.总硬是循环水中反映钙镁盐类浓度的主要指标，如果过高，再加上缓蚀剂投加不足、泥沙量大等因素叠加，会加剧水冷器腐蚀。炼厂总硬指标的控制建议努力方向500-800mg/L。
2.2.5 氯离子
2016年炼厂循环水氯离子最大650，最小171，平均332mg/L。全年波动较大.氯离子过高，碳钢表面孔蚀现象加剧。氯离子的主要来源是系统通过投加二氧化氯、氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂来控制系统微生物繁殖.在运行管理上要加强投加量管理，控制平稳。
2.2.6 总磷
2016年水质总磷最大9.35，最小1.05，平均3.1mg/L。全年在1-11月，基本在3.0左右，偏低，但从年底更换埋地加药线后，大幅度上升，说明加药线有泄漏.总磷太低，在高浓缩倍数、高电导率水质条件下，腐蚀加剧。建议控制≮8mg/L水平。总磷高，水质富营养化，微生物生长速度加快，需要同期做好杀菌灭藻。
2.2.7 总碱度
总碱度最大255，最小32，平均123.3mg/L，全年波动较大.在该厂高浓缩倍数、高电导率的水质条件下，总碱度一般应该呈较高值，但一段时期总碱度比较低，可能的原因是中水回用补水总碱度偏低，注意在污水处理场回用水处理工序适当投加碳酸钠控制好总碱度。
2.2.8 铁离子、油含量
全年铁离子最高0.86，最小0.13，平均0.3μg/L。波动较大，一般认为超过0.5μg/L，系统即有明显的腐蚀，油含量全年最大5.17，最小0.31，平均1.1mg/L.一般认为大于3.0mg/L即有水冷器泄露情况发生。这一点与前期炼油工艺装置水冷器管束腐蚀泄露在时间上也吻合。循环水水质铁离子、油含量指标，是水质运行的事后指标，其控制水平综合反映前9个指标运用、管理的水平。
3 改进措施及建议
3.1 调整电导率控制指标
建议调整为：2000-2500μs/cm。
3.2 合理调整浓缩倍数控制指标
从炼厂新鲜水耗、药剂成本、水质控制等因素看，浓缩倍数不宜超过4.0运行。
3.3 控制好系统泥沙量
循环水系统泥沙沉积，是干旱高温风沙大地区的难点问题，也容易被设计和生产管理上忽视，但是其影响巨大。要重视大检修塔底水池和冷水池清淤工作；沙尘暴天气后要注意适当加大排污置换；旁滤装置负荷靠上限运行；上技改措施（例如工艺装置水冷器增加工业风反向冲洗，凉水塔周围加挡沙墙）等都是很有针对性的措施。
4 结语
循环水水质管理是“三分药剂、七分管理”，而且要结合实际情况，各个指标综合运用分析，不能偏一而盖全。在西非高温干旱风沙大的苛刻外部环境条件下，尼日尔炼厂循环水水质是属于“高浓缩倍数、高电导率、高药剂投加量”的运行状态，其优点是节约新鲜水，但缺点也比较明显，管理难度较大，综合操作人员本地化进程、运行（药剂）成本、新鲜水单耗、中水回用水质限制条件、换热器腐蚀情况、化验分析等实际因素考虑，建议适当降低浓缩倍数、降低电导率，以降低结垢腐蚀倾向，从而保证炼油工艺装置的平稳运行，延长冷换设备运行周期，提高企业技术经济水平和效益。
参考文献
[1]周本省.工业水处理技术[第二版].北京：化学工业出版社，2002.
[2]张如喜，郭景玉.炼油循环冷却水系统运行状况分析及调整[J].全面腐蚀控制，2016，30（8）：24-25.