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1、哪勰 王湘，谭红 (长岭炼化公司设备研究所，湖南岳阳414012)摘要】文章对循环冷却水系统中部分冷却器结垢的现象进行了原因分析指出：在使用有机磷酸盐加锌的镛 环水系统中，泄漏的舟质会降低水穗荆的稳磷稳肆作用，增加正磷和锌在碱性条件下，磷酸根与水中的钙、镁 离子反应以殛介质中的硫与水稳剂中的锌反应，是造成冷却器结垢的主要原因美键饲】循环拎却水；结垢；泄漏Analyze the leasons ofthe scaling ofheat exchanger in circulating water systemWangxiang，Tanhong(Equipment research institu
2、te ofChangling Petroleum Processingchemical Complex,Yueyang，414012，Hunan)Abstract：The reasons of the sealing of heat exchanger in circulating water systems are analizedIt is pointedout that：in circulating water systems,which are using organic phosphate and zinc，orthophosphate and zinc will increasea
3、 result of medium leakageIn alkaline water,orthophosphate reacts with calcium and magnesiumwell as sulfide reacting with zinc and then deposit in wall ofthe cooling equipmentsThat is the main reason of scalingKey words：circulating water system|scaling；leakage2001年2月，我厂一套炼油生产装置停工检修。检修期间，我们对系统内将近130台冷
4、却器的垢蚀 情况进行了调查，发现有多台冷却器的头盖及管子内有污垢沉积，结垢严重的将管径减少了12-这在往 年很少见，我们对此进行了原因分析。l冷却器结垢情况 虽然今年结垢冷却器的数量明显增多，但真正结垢较严重的冷却器只有几台，如烷 基化E4105fA，B和E313，催化E3102、E202I，3，5，9。污垢主要为白色或淡黄色，稍硬。大部分垢样可溶于盐酸，并有硫 化氢气味放出。2垢样分析 一套炼油装置的循环水由第一循环水场(简称“一循”)供应，表l是一循系统内各装置的检修垢样分析结果。与上次检修的垢样分析值相比，今年一循池底粘泥中P205的量增加了近7倍从229上升到14， Si02的量也从3
5、281增加到4345。此外，MgO的含量也有所增加。同时，550“C灼减减小到30以T， 综合数据说明一循池底垢样已经由过去单一的生物粘泥型转为生物粘泥、结垢混合型，而垢主要由磷酸盐 组成。在各装置的垢样中，重整E3192、烷基化E4107E、l。催化E310I均为结垢型垢样，其垢的主要组成 分别为Ca30“002、M93(P04h、Caa(P04)2后两者的垢中还含有一定量的锌盐。重整E2141、焦化L104、 l#常压E21 1的垢样届腐蚀型。2962001会国水处理被术研讨套论文嚣 表1 2001年一套装置大检修垢样分析结果550“(2灼减 9502构减 Siq C日o MgO Fe20
6、3 Ak03 ZnO P2吼 一循池底粘泥 2887 533 4345 00 602 3II 218 183 140 重整E3192 2018 502 2709 148l 836 18l 124 334 1845 重整E214fl 1142 307 3 97 00 22 714 2 0 I_85 461 焦化E104 88 326 4，03 00 335 739s 3 1 165 51 烷基化E4107E 2l_38 574 1014 084 127 180 754 952 181 l#催化E3101 1475 442 597 145 798 713 588 744 34361目常压E211
7、1362 145 275 00 438 7335 151 104 4373结垢原因分析 一循系统在日常运行时，投加了阻垢、分散性能较好的水稳剂。在正常情况下，由于水稳剂的螯合作用、晶格畸变作用、分散作用等，增加了成垢离子在水中的溶解度，系统中不应该有厚垢的沉积。但个别 冷却器由于温度较高、流速较低或是表面比较粗糙，容易引起结垢。但我们调查了冷却器的有关情况后发 现，今年结垢的冷却器涉及面较广，材质、温度、压力、尺寸不尽相同，说明结垢现象与冷却器的温度， 尺寸、材质无直接关系很可能与循环水本身的原因有关：如水稳药剂分解、介质泄漏、微生物繁殖形成 粘泥等。这次形成的垢主要是磷酸盐垢和锌垢。未受污染
8、的天然水是不含膦酸盐的。而工业循环冷却水中之所 以产生磷酸盐的沉积，主要是由于冷却水中投加了磷系水处理药剂。这些药剂水解成不同形态的正磷酸盐， 正磷与水中的钙、铁、镁等离子生成磷酸盐垢【1】。磷酸盐分解为正磷后，水稳剂的稳锌作用下降，锌离子 在碱性PH条件下快速沉积形成锌垢。我厂循环水系统使用的水稳剂中含有有机膦酸盐、锌盐以及具有良好稳磷、稳锌作用的分数剂具 有较好的缓蚀阻垢性能。但任何药荆作用的发挥都需要一定的水质条件，条件不具备时(如系统发生泄漏 或微生物增加)，水稳剂的作用就会受影响。综合水质监测情况和垢样分析结果，我们认为磷垢和锌垢的主要成因在于： (1)冷却器发生泄漏后， 壳程的介质
9、(多含有硫化物)进入循环水中，改变了循环水的化学环境(如使PH降低、循环水的表面张力下降口I)，影响了水稳剂的稳磷、稳锌作用，使磷酸盐水解、正磷增加。如2000年年初及年底发生的两次介质泄漏(见表2)，由于来能及时采取处理措旅，持续时间长，以至泄漏 的介质对循环水的影响超出了水稳剂的容忍范围，水中的磷、锌失去原有的平衡。虽然泄漏介质各不相同， 但都使正磷大幅度升高，最高达到962ppm(控制指标为正磷：I-25ppm)。表2 2000年一循系统介质泄漏部分情况统计l泄漏时间 泄漏装置 持续时间 对水质的影响 ll#催化 总磷增加，正蒜升高，锌离子减少，水ll2000年1月 4个月E202面有丈
10、量的白色泡沫J 2000年12月焦化L7022个月 PH降低，正磷升高锌离子减少l由于水中含有钙、镁等成垢离子，正磷与这些成垢离子反应就会生成ca30Od2、M93(P04h等沉淀。 (2)介质泄漏使循环水PH降低或表面张力降低后，己参与成膜的锌盐会溶解，并快速的与介质中硫 离子生成硫化锌沉淀。或与正磷生成磷酸锌沉淀。在取回的垢样中加入稀盐酸，全部垢样都有硫化氢气味放出，说明垢样中确实含有硫化物。 4结论与解决措施一循系统部分冷却器严重结垢的原因主要是介质泄漏：介质泄漏破坏了水稳剂的稳磷稳锌作用，增加 (下转第304酉)哪勰勰57研制和开发抗污染性强的水处理剂 对炼油厂来说，物料泄漏在所难免，
11、抗污染性强的水处理剂能解决在物料泄漏状况下设备腐蚀严重这一现场实际问题。此项研究工作在我院已经开展。总之，搞好炼油厂水冷器泄漏的确存在许多的问题，不仅仅单纯是循环水的问题它需要综合考虑 但相信经过我们的努力炼油厂水冷器泄漏率会不断降低。， 参考文献【11周丰省t工业水处理，化学工业出敝社，1997【2J龙葡云循环冷却水处理(修订本)，江苏科学技术出版杜，1991【作者简】介吕慧(1972一)，1996年毕业于西安石油学院化学工程系助工现从事水处理研究工作，电话：0992-3863479一 一 一一 一 一一一一 一 = 一 一一一一(上接第297页) 了正磷和锌。在碱性条件下磷酸根与水中的钙、
12、镁、锌离子反应，以及锌与介质中的硫离子反应，是造 成磷垢和锌垢的主要原因。因此，必须从以下几方面入手，以解决冷却器的结垢问题： (I)控制泄漏的源头。在检修时严把质量关，尽量减少开工后冷却器的泄漏。 (2)提高查漏水平，以便在发生泄漏时能快速查出漏点，及时堵漏，以免对水质的影响加大。 (3)选用抗污染力较强的药剂，使得药剂在系统发生泄漏后仍然能保持良好的分散性能防止离子沉积。【参考文献】11金熙，项战林，齐冬子工业水处理技术问答及常用数据 21王湘长岭炼化总厂一次循环水水质异常的实例及分析中国石化集团第七届水处理技术研讨会论文集作者简介王湘(1972-)盘1993年毕业于湖南师范大学生物系本科，现为水处理工程师一电话：07308478796。 E-mail：w蛐gxi蚴gcl263net
