炼化企业循环水换热器泄漏判断与处理对策.doc

螃肀芃薇袅芆腿薆羈聿蒇蚅蚇芄莃蚄螀肇艿蚃袂节芅蚂肄膅薄蚁螄羈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈螈螁羅蒇螇袃膀莃螆羅羃莈螅螅芈芄螅袇肁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螁芅芁葿袄肈膇蒈羆芃蒆蒇蚆肆蒂蒆袈莂莈蒅羀膄芄蒄肃羇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄薂羇膁芀薁蚇羄膆薀蝿腿薅蕿羁羂蒁薈肄芈莇薇螃肀芃薇袅芆腿薆羈聿蒇蚅蚇芄莃蚄螀肇艿蚃袂节芅蚂肄膅薄蚁螄羈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈螈螁羅蒇螇袃膀莃螆羅羃莈螅螅芈芄螅袇肁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螁芅芁葿袄肈膇蒈羆芃蒆蒇蚆肆蒂蒆袈莂莈蒅羀膄芄蒄肃羇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄薂羇膁芀薁蚇羄膆薀蝿腿薅蕿羁羂蒁薈肄芈莇薇螃肀芃薇袅芆腿薆羈聿蒇蚅蚇芄莃蚄螀肇艿蚃袂节芅蚂肄膅薄蚁螄羈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈螈螁羅蒇螇袃膀莃螆羅羃莈螅螅芈芄螅袇肁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螁芅芁葿袄肈膇蒈羆芃蒆蒇蚆肆蒂蒆袈莂莈蒅羀膄芄蒄肃羇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄薂羇膁芀薁蚇羄膆薀蝿腿薅蕿羁羂蒁薈肄芈莇薇螃肀芃薇袅芆腿薆羈聿蒇蚅蚇芄莃蚄螀肇艿蚃袂节芅蚂肄膅薄蚁螄羈蒀蚁袆膄莆 炼化企业循环水换热器泄漏判断与处理对策 聂宏元 1 杨忠 2 张磊1 彭卫1（乌石化公司研究院） （乌石化炼油厂）摘 要 循环水换热器泄漏是影响炼化企业循环水水质的一个重要因素。如何建立一种快速有效的查漏分析手段，并采取措施相应的防范措施就可以有效阻止循环水水质恶化。本文通过分析泄漏介质和水质变化的关系，找出其规律，采取切实可行的措施尽可能的减少泄漏物质对水质的影响，确保生产装置长周期运行。关键词：循环水换热器 泄漏 判断 处理 Abstract The circulating water changes the hot machine leakiness is an important factor that the influence oil refining business enterprise circulates the water fluid matter.How build up a kind of check to leak the analytical means quickly and effectively, and adopt the measure to correspond of guard against the measure and can obstruct the circulating water fluid matter depravation effectively.This text passes analysis to leak to lie the relation of the quality and fluid matter variety, finding out its regulation, adopting to slice the solid viable measure possibly of decrease leak the influence of the material upon the fluid matter, insure produce to equip long period movement. Keyword： Cooling water changes the hot machine Leak Judge Processing1 概况：某炼油厂是一套年加工原油500万吨的大型燃料化工生产企业，目前以加工克拉玛依管输油和彩南原油为主，自2003年后大比例参炼哈萨克斯坦原油，由于哈油硫含量较高，设备腐蚀问题较严重，造成循环水系统泄漏频繁发生， 目前该厂的有三套循环水系统， 由于加工原油的性质和装置的介质不同，使炼油厂循环水换热器泄漏频繁，如炼油厂在2006年一至九月份循环水共泄漏35台次，其中一循1台次，二循15台次，三循19台次，全年共泄漏55台次，由于这些循环水换热介质泄漏致使循环水中异氧菌，COD和腐蚀速率迅速上升，造成水质迅速恶化，严重时影响到装置的正常运行。如在2006年2月份就因循环水换热器泄漏导致循环水质恶化，菌藻大量繁殖，造成装置进回水温差缩小，由原来的11下降为7，造成三循所带的部分装置无法正常运行，三循被迫进行在线清洗。所以如何快速查找出泄漏换热器，以便采取快速有效的控制措施，就可以避免或减少泄漏介质时对循环水质的影响，保证各生产装置长周期安全运行。2 循环水换热器介质泄漏后对水质的影响2.1 循环水换热器泄漏后对系统水质造成的危害工艺介质泄漏后容易在冷换设备的管壁表面形成一层油膜，从而影响设备的传热和冷却。另外，泄漏介质与循环水中的悬浮物结合生成污垢，特别是以水流较慢的部位污垢沉积最多。而污垢和水垢导热系数远远低于金属管的导热系数，因此降低了冷换设备的传热效率，不但影响装置正常运行，而且是装置能耗大幅增加。泄漏初期，循环水系统仅表现为浊度、COD迅速升高，有时会伴有异味，油含量升高，泄露时间长时泄漏介质会被微生物所消耗，迅速繁殖细菌，细菌的代谢产物及其所黏附的泥沙形成了危害更大生物粘泥，因为生物粘泥附着的地方，将成为垢下腐蚀的部位，最终造成设备腐蚀穿孔，导致工艺介质泄漏污染系统循环水，对循环水系统造成极大的危害。由于工业水排放量有限，被污染的循环水或经过杀菌处理的的得不到及时的排放，以及泄漏源得不到及时的处理，形成恶性循环，对冷换设备长周期安全运行造成较大威胁由于近年来加工哈国高硫原油等原应造成设备腐蚀严重，循环水系统泄漏发生较频繁。而泄漏的工艺介质种类较多。有渣油、蜡油、柴油、汽油等液态馏分，还有油气、富气、酸性气等气态介质。因为这些介质在化学组成上还存在较大的差异，所以不同的工艺介质进入循环水系统中会使循环水水质发生不同变化，对循环水的水质的影响也不相同。2.2循环水换热器物料泄漏后的表面特征 炼油厂各类循环水换热器泄漏后会造成循环水系统水质发生异常变化，其主要原因是它在水中发生了化学、物理反应，由于泄漏介质的性质不同，发生的反应就不一样，呈现出的现象也不一样，对水质造成的也不一样。下面是我们根据几年的查漏经验总结的不同类型的工艺介质泄漏后的不同的现象和监测方法。2.2.1 芳香烃类换热器泄漏： 炼油厂二循所带的对二甲苯装置，半再生重整装置所带的芳香烃类换热器较多，芳香烃类换热器泄漏后最明显的特征是水质变红，各项水质指标如浊度、悬浮物、COD、和腐蚀速率等相应上升。在冷却塔下有特殊的芳香味。重点监测项目：COD 悬浮物、余氯。2.2.2 气态烃： 炼油厂三循所带的有气态烃换热器，一般气态烃类物质泄漏与循环水中的氯和溴等氧化剂立即反应，余氯会立即下降，经冷却塔喷淋后有异味，如果泄漏量大，上塔立管可听见气体的声音。重点监测项目：余氯和加氯量。2.2.3 重油（如渣油和油浆）： 炼油厂三套循环水场均带有重油或油浆换热器，特别是二循、三循较明显，如重油换热器发生泄漏后水体总量呈黑色，浊度大幅提高，油含量依泄漏程度有所提高，对系统加氯量有一定影响。重点监测项目：浊度、油含量、余氯、和加氯量、COD、 悬浮物。2.2.4蜡油和重柴油： 蜡油和重柴油换热器主要分布在一循、三循所带的一套、二套常压和重油催化装置，该类换热器发生泄漏后会使水体变成灰白色，有黄色的浮沫，浮沫较多时手感较粘，浊度与油含量均有上升，加氯量上升余氯下降。重点监测项目：浊度、油含量和余氯加氯量、COD。 2.2.5 轻柴油： 轻柴油换热器主要分布在一、二、三循均有分布，轻柴油泄漏后水体变成灰白色，并有黄色的泡沫，泄漏后水体乳化较严重，浊度上升较快，油含量升高，水面有明显的彩色油光，加氯量随油中的硫含量的多少而不同，但装置COD变化不明显。重点监测项目：浊度、油含量和余氯加氯量。2.2.6酸性气或酸性水： 酸性气或酸性水主要分布在三循所带的重油催化和二循所带的一二套污水汽提装置，酸性气泄漏后，水体PH值下降较快，余氯变化明显，泄漏量较大时水体能闻见明显的臭鸡蛋气味。重点监测项目： PH值、COD、余氯。2.2.7 氨泄漏： 氨类换热器主要分布在炼厂二循所带的一二套污水汽提装置，氨类换热器泄漏后PH值上升，泄漏时间较长后，加氯量变化较明显，余氯偏低，总铁升高，泄漏量达到一定程度时，冷却塔附近有氨味，主要监测项目： 浊度、余氯、PH值。2.2.8 汽油： 汽油换热器存在于我厂一二三循，汽油为C4-C20组分，汽油组分中含有少量的轻组分，泄漏量较大时，循环水颜色会变成黑红色。汽油的挥发性强，通过凉水塔能闻到较浓的汽油味到。汽油组分泄漏好COD上升，余氯下降。主要监测项目： COD、余氯、和油含量。2.2.9 润滑油： 润滑油换热器泄漏后最明显的特征是水体乳化，水质中COD含量会迅速增加，浊度和油含量迅速升高，另外由于润滑油大多是机泵使用投加量较少，泄漏后设备润滑油油位会迅速降低，主要监测项目 COD、余氯、和油含量 3.处理对策炼油厂循环水换热器工艺介质泄漏目前已经成为影响炼油厂循环水水质的主要问题，也是目前在日常运行中急需解决的问题。由上可知，如何建立一种系统的查漏方法，快速有效准确的找到泄漏源是我们解决问题的关键。3.1 摸清各循环水场所带装置的工艺特性和循环水换热器的类型 要能够快速有效的查清循环水泄漏源首先要摸清各循环水场所带的装置的性质，基本工艺原理和和循环水换热器的特点台数，换热器的类别等数据如：某炼油厂二循循环水换热器气分布图循环水场二循所带装置连续重整对二甲苯半再生重整装置换热器类型氢气汽油液化气润滑油氮气苯甲苯氢气乙苯润滑油溶剂油汽油芳烃氢气润滑油台数 43214114235766525循环水场二循所带装置加氢装置航煤装置精制装置一二套焦化装置气分聚丙烯换热器类型汽油柴油氢气润滑油汽油柴油氢气润滑油氨水酸性水润滑油气态烃柴油汽油蜡油液态烃丙烯液态烃聚已丁烯台数 2344212522237125210723.2 建立循环水查漏管理制度，建立循环水查漏台帐其次根据本装置的循环水换热器的特征，建立循环水台帐，对每台循环水换热器的管层、壳层及的冷前冷后温度、压力，以及工艺介质化学、物理性质、各该台换热器的腐蚀减薄情况、循环水流速等参数进行数据统计，建立循环水台帐，定期进行更新，并在这些台帐当中统计处易漏换热器，并对易漏换热器的年检修次数和换热器更新情况进行统计说明，并在每次换热器泄漏后分析泄漏故障原因，并寻找出泄漏的原因并提出相应的对策。在每次循环水系统泄漏后可以有目的的对易漏换热器进行重点检查。如下表：炼油厂某车间换热器台帐设备编号冷换设备材质管程/壳程换热介质管程/壳程介质压力、温度（冷前/冷后）循环水压力、温度（冷前/冷后）E149B12Cr2AlMoV循环水/渣油0.5,140/0.4,950.3,60/0.2,90投用时间泄漏时间切除时间累计投用时间切除原因2002/7/8-2004.7.3133个月停工检修检修处理前状况泄漏/堵管根数泄漏/堵管面积率已堵漏次数镁块情况垢样分析结果0-水/油侧腐蚀、结垢情况、减薄程度管束及管板结垢较严重，管束及管板上都有较厚的垢层，循环水进口侧的有部分管束被循环水中的杂质堵塞。处理方法处理后情况试压压力试压次数检修后投用时间确认人清洗打压保压不漏2.5MPa12004/8/21*故障原因分析造成E149AB管束结垢腐蚀主要原因由于渣油冷却器的特殊性，管程出入口温度均控制较高，易结垢；因为要控制水温，采用出口阀控制水量，且流量小，流速只有3.8m/s，易造成水侧结垢；冷却器换热面积大，冷却介质湍流程度小，层流边界层厚，再加上渣油粘性大，其中含蜡质成份，其壳程膜传热系数小，管束轻微结垢，可能造成冷却效果明显下降。分析认为造成E149AB冷却器结垢的主要原因首先是循环水进出口温度高，其次是循环水流速小。3.3 根据不同的泄漏特征查找相应的泄漏源 工艺介质泄漏后会造成循环水系统水质发生变化。最后根据循环水的水质部份指标变化和循环水中介质泄漏后的表面特征，能第一时间判断出是否存在泄漏，并及时组织查漏，具体程序是首先根据循环水场的泄漏情况及泄漏物料的性质判断出怀疑有泄漏的装置，再对循环水总出口采样分析比较，根据不同性质的装置和不同换热器泄漏后的特性初步判定发生泄漏的装置和部位，然后将范围缩小到具体的换热器，对重点部位（易漏换热器进行重点检查，快速查出泄漏源并在条件容许的情况下作出堵漏处理。对于渣油、油浆、蜡油、重柴油、汽油苯类物质等油料泄漏相对容易判断，可以根据采样分析数据及水体颜色、气味来判断是那一套装置、哪一台换热器泄漏，而对于气态烃、干气、富气、酸性气、等气态介质的判断相对较困难，要先对怀疑有泄漏的某套装置或者某台换热器的出口采样管进行排放检查，采用观察是否有气体从水中冒出的人工方法初步判断是否存在泄漏，然后再次细化相关在装置或冷却器进出口水中的余氯、COD、还有PH值等水质分析指标，如果偏差较大则说明可能存在泄漏，在通过增加分析频次的方法反复比较直至最终确定。-如在2006年8月炼油厂一套常减压装置L-16渣油换热器泄漏，泄漏后首先出现的表面特征是循环水冷却塔出现大量黑色悬浮物，浊度也大幅提高。我们首先根据泄漏物的表面特征判断为渣油类或重油类换热器泄漏，然后根据建立的循环水场所带装置的工艺特性和循环水换热器的类型判断泄漏装置为一循所带的一套常减压装置。其次根据装置建立换热器台帐分析判断为该装置的L16四台渣油冷却器，最终确认为是L16/3泄漏，然后进行切除处理。通过以上查漏方法的建立，我们仅用了1小时左右就查处了泄漏换热器。4 对泄漏源进行处理 查处泄漏源后，及时有效的处理非常关键，在条件容许的情况下应立即采取措施切除泄漏源，并进行机械冲洗、并排放污油，必要时进行化学清洗和对循环水换热器进行重新预膜，使水质尽快转正常。尽最大努力减少循环水泄漏对系统带来的影响。对于查处泄漏换热器首先要关闭或切断泄漏源。对查到的内漏的换热器应立即进行检修处理，对于因工艺需要无法切除的换热器要控制增加COD 、油含量、异氧菌和余氯的监控频次，并采用氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂相结合的办法严格控制COD和异氧菌，防止腐蚀加剧，控制粘泥量，要及时观察循环水中的水质变化情况，并针对系统内油污较多的情况，除了采取排污、溢流和人工撇油等措施，还需投加除油剂。在粘泥控制方面，要增加非氧化型杀菌剂的使用频率和剂量，加强系统细菌的控制和粘泥的剥离，通过系统的大量排放，降低系统粘泥量。在缓蚀保护方面，应根据泄漏介质的特点，加大缓蚀阻垢药剂的投加量，减少设备的腐蚀。5.结束语：根据我们近几年的摸索采取以上措施后，使炼油厂的循环水查漏效率有了大幅的提高，系统查漏平均时间明显缩短，使炼油厂的循环水水质有了很明显的改善，减缓了因循环水水质异常所带