循环水水质对合成氨生产的影响与管理.doc

精品文档循环水水质对合成氨生产的影响与管理循环水是工业生产的“血液”，它对合成氨生产的影响涉及到生产的方方面面，由它引起的结垢、腐蚀和微生物等的危害是造成合成氨能耗偏高的重要原因，既影响工艺操作，又增加钢材消耗，使生产费用和检修费用都增加，严重时还会导致安全事故，因此，加强循环冷却水的管理、改善，提高循环冷却水的水质，是保证合成氨正常生产满足工艺要求的关键，也是保证合理使用能源的关键。 一、 循环水水质对合成氨生产的影响。冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高，流速变化、蒸发、各种无机、有机离子的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射，风吹雨淋，灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。1、 水垢附着在循环冷却水系统中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加，当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能很差（1.16W/m.k），钢材一般为45 W/(m.k)，因此，水垢附着，轻则降低换热器传热效率，严重时使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀，甚至造成非正常停产。2、 设备腐蚀循环冷却水系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔，这是由多种因素造成的，主要有：冷却水中溶解引起的电化学腐蚀；有害离子（如Cl和SO42）引起的腐蚀；微生物（厌氧菌、铁细菌、硝化菌）引起的腐蚀。设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏，或工艺介质泄漏入冷却水中，损失物料，污染水体，水中夹带有害气体；或冷却水渗入工艺介质，影响产品质量，造成经济损失，影响安全生产，易造成安全事故。3、 生物的滋生与粘泥在循环冷却水中，由于养份的浓缩，水温升高和日光照射，给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌黏泥使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等形成黏泥或软垢。粘泥附着会引起垢下腐蚀，冷却水流量减少，进而降低冷却效率，严重时会堵塞管道，迫使停车清洗。综上所述，冷却水长期循环使用后必然会带来结垢、腐蚀和微生物滋生的问题。合成氨生产的换热设备较多，既有列管式换热型、板式换热型、既有高压设备，也有中低压的换热设备，如果冷却水管理不善，会造成整个生产系统的结垢、腐蚀和微生物滋生，将严重影响换热器的使用效果，缩短换热器使用受命，大大降低设备的换热效果，造成能源极大浪费，影响设备的经济运行和安全可靠性。解决好这三个问题才能稳定生产，节约资源与能源，从而减少环境污染，提高经济效益。下面谈谈循环水质对合成氨生产的影响。1、造气、脱硫系统的影响。造气、脱硫系统洗涤塔使用的冷却水有降温和除尘作用。随着生产能力不断扩大，而原水处理系统没有扩大，使得该系统超负荷运行，大量的悬浮物难以在沉淀池沉降，污垢和粘泥会堵塞水分布器孔口，使水分布不均，降低洗涤塔的冷却效率，造成高压机阀门损坏或阻力增大，同时，较高温度的半水煤气会饱和更多的水蒸汽，降低高压机的打气量，温度每升高10，将使高压机的打气量降低5%左右，将直接影响合成氨产量。2、净化脱碳、精炼铜洗的影响。由于产生结垢或生物粘泥的存在大大降低了冷却器的换热效率，使吸收剂温度升高，降低了吸收效果，给后工序操作带来不利，使两个岗位和合成的氨冷器负荷增加。另外，吸收效果不好，操作人员为使吸收效果改善，就加大吸收剂循环量，这样就增加了循环泵的电耗。同样，由冷却水质造成的冷却效率降低，也导致冷却水循环水量增加，冷却效果却没多大改观，但增加循环水泵的电耗和出口水压下降。净化水冷器时常有泄露现象发生，工艺气体带入水中，一定条件下增加了水中微生物的营养源，使微生物大量繁殖，影响了冷却器的换热效率。3、合成高压机的影响。合成高压机即为NH压缩机，采用多级压缩。使用多级压缩和级间的冷却就是为了尽量节省压缩功和降低电耗，因此，循环冷却水就成为保证高压机正常多变压缩过程和节能降耗的关键。合成系统由于存在使用多种换热器，有列管式、板式等，同样是系统超负荷运行，由于压力偏低，使水流速也偏低，部分污垢难以随水带出，也影响了冷却器的换热效率。如果结垢或生成生物粘泥，除影响换热效果外，还会造成打气量下降压力上升，导致安全事故。4、对换热设备的腐蚀。由于净化、合成等使用的换热设备因已使用一定年限，致使经常漏氨，有时高达150mg/L，漏油24mg/L，这不仅促进微生物的发生，使异氧菌总数远大于5105个/ml，NO2最高达50mg/L，引起腐蚀的加剧，使高压的工艺气体易串入低压水侧导致事故发生。二、目前我公司的循环水管理现状及存在的问题1、存在的问题 由于低压系统的存在，渗漏问题仍没有彻底解决，导致系统漏氨、漏油现象时有发生，近而系统菌藻控制困难，粘泥量增加。 由于循环水系统保有水量大，循环水倍率低，再加上人们长期以来形成的固有观念，水是取之不尽、用之不竭的自然资源，浪费一些也无关大局，殊不知，正是人们这种思想，造成用户对循环水的乱排放，随意浪费，导致系统浓缩倍数上不来。 现系统杀菌加药和分析监测不同步，使系统菌藻监测不理想，同时也存在杀菌剂和水稳剂协同作用不好，有抵触，如加ClO2，由于Cl存在可导致BTA暂时失效，及目前使用的部分缓蚀剂发生反应，使其失去缓蚀作用，不锈钢应力腐蚀及碳钢点蚀等问题的发生。 系统没有计量设施，水量平衡是估算的，人为造成误差，给管理带来不便。 由于是间歇加药，循环水水质指标往往波动较大，不利于整个系统的稳定。 循环水系统没有有效的监测手段，循环水管理存在一定的盲目性。2、现场管理为了控制冷却水循环使用引起的结垢、腐蚀、生物粘泥等危害，我公司针对不同的水质和操作条件投加不同的药剂来达到水质稳定的目的。 加强对水质主要项目的监测，对影响水质的pH、碱度、Cl、浊度、SO22、Ca2+、生物粘泥量等进行监测和分析，及时掌握循环水的水质情况，以便有针对性投加药剂。 用几种不同性质的杀生剂交替使用，对微生物进行控制，避免产生抗药性。 根据水质的不断变化，水稳剂配方也做相应改进。 加强对换热设备的清洗和粘泥剥离工作。根据季节、水质变化，及时进行不停车在线清洗工作，同时合成高压机就近用压缩空气定期对岗位换热器进行吹除；大大提高了传热效果，改善了工艺生产条件，利用停车机会拆开换热设备，用高压冲洗、机械清洗等方式对换热器进行清洗。 根据不同的工艺条件和设备材质，对循环水的水质采取不同的控制指标，既满足了生产需要，又达到节约水目的。目前，公司合成氨系统共有5套循环水系统，合成一、二、三、造气、冰机系统都是独立运行，以完成不同的生产任务。三、 今后打算 试验研究方面还需要加强，争取上一套小型试验设备，结合生产实际，把生产运行情况和药剂配方的调整有机的结合起来，做到准确指导生产。 加强现场的监测管理，打算在各循环水系统回水安装旁路挂片监测仪，通过对生物粘泥、腐蚀的监测，掌握准确数据，指导生产，逐步使用连续加药方式，避免水质大幅度波动。循环水中微生物的控制，必须采取综合治理的方法，单靠杀生剂是不够的，加强冷却器的管理，防止泄漏、漏油、及时堵漏或更换已腐蚀的冷却器，建议相应分厂逐步更换成波纹管水冷器、换热器，因其传热系数高，为直壁列管式的23倍，抗垢和自清垢能力强，波纹管特有的结构特点，水对管壁冲刷，波纹管表面的光弧线能抑制水垢的生成和微生物生长，可以大