劉銘（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

?

清洗預(yù)膜技術(shù)在深冷循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉銘（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水沒有經(jīng)過軟化處理，水質(zhì)的堿度、硬度較高。為了減少換熱器堵塞和提高換熱效率開展了清洗預(yù)膜處理。清洗后檢測濁度16mg/L、總鐵含量1.9mg/ L、掛片的腐蝕速率0.13g/（m2·h）和預(yù)膜后掛片的硫酸銅滴定時間差都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要求，為系統(tǒng)防腐、防垢、防黏泥附著起到了主要作用。

循環(huán)水清洗預(yù)膜結(jié)垢

大慶油田北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)自2010年投產(chǎn)到2011年11月一直未進(jìn)行清洗預(yù)膜，在敞開式循環(huán)冷卻水中，不僅含有溶解氧，而且水中各種溶解鹽類、懸浮物質(zhì)及微生物隨著濃縮倍數(shù)的提高而不斷增加，造成換熱設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢，菌藻繁殖、黏泥附著，嚴(yán)重影響了正常工藝生產(chǎn)。因此，對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行清洗預(yù)膜，對于節(jié)水、節(jié)能、防腐、防垢、防黏泥附著和保證系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定生產(chǎn)有著十分重要的意義。

1　運行狀態(tài)

北I-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)供水水源引自西水源的北一排供水干線，循環(huán)水場設(shè)計規(guī)模為700m3/h，設(shè)2座350m3/h玻璃鋼冷卻水塔。廠內(nèi)壓縮機(jī)廠房、膨脹機(jī)廠房、壓縮機(jī)后水冷器用水量合計670m3/h。主要設(shè)計參數(shù)為：給水溫度23～25℃，回水溫度30℃，供水壓力大于或等于0.40MPa，回水壓力大于或等于0.25MPa，污垢熱阻0.00052m2·℃/W。對循環(huán)水場的循環(huán)水和補(bǔ)水進(jìn)行了取樣化驗，數(shù)據(jù)見表1、表2。

根據(jù)以上化驗數(shù)據(jù)和GB50050—2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》［9］中要求，對北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)開展清洗預(yù)膜處理。

2　現(xiàn)場試驗

2.1清洗預(yù)膜處理

1）北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)于2014年11月24日上午10：00開始清洗。加殺菌滅藻劑1.2t。加藥結(jié)束后開始檢測濁度、pH，同時用消泡劑消泡控制泡沫。下午14：00加入黏泥剝離劑，進(jìn)行清洗剝離，在冷水池內(nèi)，加黏泥剝離劑1.2t，加藥結(jié)束。繼續(xù)按方案檢測濁度、pH，清洗至25日上午10：00，濁度達(dá)到175mg/L，并趨于穩(wěn)定，清洗剝離工序完成。

表1　水質(zhì)分析數(shù)據(jù)

表2　垢樣分析結(jié)果

2）11月25日上午10：00加化學(xué)清洗劑，清洗滲透劑2.8t，清洗緩蝕劑1.6t，加入清洗助劑0.5t，循環(huán)運行。同時用消泡劑消泡處理。檢測鐵、鈣、pH、濁度。

3）11月27日上午8：50，鐵含量達(dá)到12.23mg/L、濁度達(dá)到453mg/L、鈣含量達(dá)到2410mg/L，并趨于穩(wěn)定，說明系統(tǒng)到達(dá)清洗終點，化學(xué)清洗結(jié)束，11月27日上午9：00開始置換。

4）11月28日上午12：00，循環(huán)水濁度降到16mg/L，總鐵含量降到1.09mg/L，置換合格，投加預(yù)膜劑，加酸調(diào)整pH值在5～7之間。加入預(yù)膜劑A1.9t、預(yù)膜劑B0.4t。并掛入預(yù)膜試片，試片為碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試片，面積為12.5cm2。下午13：00加預(yù)膜劑結(jié)束。

5）11月30日上午9：00預(yù)膜結(jié)束，監(jiān)測試片表面形成了淡藍(lán)色保護(hù)膜，在陽光下觀看有較明顯的光暈，說明預(yù)膜成功。預(yù)膜結(jié)束后，取出試片后開始置換，并加分散劑0.6t，12月1日上午10：00系統(tǒng)進(jìn)行置換，總磷含量小于12mg/L，停止置換，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運行。

2.2效果分析

1）清洗過程中首先對系統(tǒng)進(jìn)行了殺菌剝離，將系統(tǒng)不易清洗出的污垢進(jìn)行剝離，剝離過程中清洗出大量的污垢，剝離效果理想。

2）北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)碳酸鹽垢較多，在化學(xué)清洗時增加了清洗強(qiáng)度，pH調(diào)到5，系統(tǒng)鈣離子含量大幅度上升，當(dāng)鈣離子上升幅度減緩后，提高pH到5.6，系統(tǒng)中濁度由清洗前的22mg/L上升到453mg/L，鈣含量由21mg/L上升到2410mg/L，總鐵含量由0.51mg/L上升到12.23mg/L。濁度、鈣含量、總鐵含量都在4h內(nèi)趨于平衡，說明系統(tǒng)已達(dá)到清洗終點，數(shù)據(jù)也表明系統(tǒng)內(nèi)主要含有碳酸鹽垢及鐵銹。通過清洗使系統(tǒng)內(nèi)碳酸鹽垢、浮銹得到了很好地處理，清洗達(dá)到了良好的效果。

3）北Ⅰ-2循環(huán)水場清洗腐蝕率測試數(shù)據(jù)見表3，腐蝕率測定數(shù)據(jù)均在HG/T3778—2005《冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗、預(yù)膜處理技術(shù)規(guī)則》［10］中的要求范圍內(nèi)，說明緩蝕劑使用得當(dāng)，發(fā)揮了較好效果，同時也表明本次清洗比較成功。

表3　北Ⅰ-2循環(huán)水場清洗腐蝕率測試數(shù)據(jù)

4）預(yù)膜掛片效果，預(yù)膜的監(jiān)測試片表面形成了淡藍(lán)色保護(hù)膜，在陽光下觀看有較明顯的光暈，預(yù)膜試片用硫酸銅滴定時間均大于18s，多于合同規(guī)定的10s，達(dá)到了HG/T3778—2005《冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗、預(yù)膜處理技術(shù)規(guī)則》中的驗收要求。

3　結(jié)論

北Ⅰ-2深冷循環(huán)水系統(tǒng)采用清洗預(yù)膜技術(shù)后，循環(huán)水濁度降到16mg/L，總鐵含量降到1.09mg/L，同時掛片腐蝕速率小于標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到清洗效果。提升了系統(tǒng)防腐、防垢、防黏泥附著能力，保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

［1］中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會.GB/T6904—2008工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐用水中pH的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［2］環(huán)境保護(hù)部.HJ671—2013水質(zhì)總磷的測定 流動注射-鉬酸銨分光光度法［S］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

［3］中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會.GB/T14419鍋爐用水和冷卻水分析方法 堿度的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

［4］中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會.GB/T15452—2009工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣、鎂離子的測定 EDTA滴定法［S］.北京：中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2009.

［5］中國鍋爐水處理協(xié)會.GB/T1576—2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［6］中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會.GB/T6909—2008鍋爐用水和冷卻水分析方法硬度的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［7］中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會.HG/T3539—2012，工業(yè)循環(huán)冷卻水中鐵含量的測定 鄰菲啰啉分光光度法［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［8］中國石化工程建設(shè)公司.GB/T50746—2012石油化工循環(huán)水場設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［9］中國寰球工程公司.GB50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［10］中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會.HG/T3778—2005冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗、預(yù)膜處理技術(shù)規(guī)則［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.09.006

2015-06-09）

劉銘，2011年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（電氣工程與自動化專業(yè)），從事天然氣方面的研究工作，E-mail：tliuming@petrochina. com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)乘風(fēng)大街天然氣分公司工程技術(shù)大隊，163411。