渭河化肥厂大型循环冷却水处理(一)

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摘要：渭河化肥厂循环冷却水系统是国内大化肥装置单套处理能力最大的，原设计采用进口水质稳定剂。采用国产水质稳定剂替代进口药剂，对个别壳程换热器采用氮气吹扫，对热负荷较高的换热设备加装电子除垢仪，使循环水系统主要控制指标的合格率达到100％。

关键词：循环冷却水 水处理 水质稳定剂

　　渭河化肥厂是90年代从国外引进的以煤为原料、年产30×104ｔ合成氨，52×104ｔ尿素的大型化肥厂。众所周知，循环水是化工企业的“血液”，循环水系统的平衡与否直接关系着全厂的安全 、稳定、长周期、满负荷生产。优良的方案与管理可以大大降低换热器的腐蚀和结垢，延长设备的使用寿命。渭河化肥厂循环水系统在目前国内大化肥装置中单套系统处理能力最大，相当于其它大化肥循环水量两倍之多。另外，由于工艺线路长，换热器多，换热器材质多样化，加之水质变化大，造成处理技术与水质管理的复杂性。该系统自1995年9月16日开车至1998年7月20日大修停车，历经2年10个月的长周期运行，取得了良好的应用效果和经济效益，管平均腐蚀率小于0.041 mm/a。

1　循环水系统特点

1.1　循环水系统组成
　　渭化循环水系统有效容积为15000m3，循环水量为40760m3/h，经3台循环水泵(2大1小，大泵16000m3/h，小泵7000～9000m3/h)，分供于全厂的换热设备，其流量分配见表1。

表1 循环水系统流量分配 m3.h-1 用户合成空分发电机尿素动力空压站最大流量11319138601500780016550正常流量10290126007050735015058

1.2　系统特点
1.2.1　水质变化大
　　循环水系统的补水原设计为尤河水（地表水）和白杨水（地下水）按1:1比例混合。水质情况见表2。

表2 尤河水和白杨水及两者1：1混合水质 项目pH值电导率/（μs.cm-1)碱度
/（mg.L-1)硬度/（mg.L-1)Ca2+
/(mg.L-1)Mg2+
/(mg.L-1)Cl-
/(mg.L-1)SO42-
/(mg.L-1)SiO2
/(mg.L-1)尤河：白杨（1：1）8.121114.02235.25213.4048.7513.3657.6874.717.91白杨水7.811730.70363.50268.8063.1122.8298.37109.9712.63尤河水8.42497.33140.00140.0034.394.1216.5939.442.98注：本文中的碱度、硬度、钙硬均以CaCO3计。

　　由于近年来地表水水源充足，自1995年9月以来，循环水系统的补水一直用尤河（尤河水为弱腐蚀性水，原水IR值为7.19），该水源水质又随季节而变，其水质变化数据见表3。

表3 尤河丰水季和枯水季平均水质 项目pH值电导率/（μs.cm-1)碱度/（mg.L-1)硬度/（mg.L-1)钙硬/(mg.L-1)Cl-/(mg.L-1)SO42-/(mg.L-1)SiO2/(mg.L-1)1996.18.26408.99136.45163.15116.6311.4960.095.771996.68.19364.08100.19116.7551.4211.8243.222.101997.18.22411.36137.63160.08116.6211.0160.116.021997.68.16397.70102.62120.9071.9011.1745.502.23

1.2.2　有效容积大，流程长
　　系统有效容积15000m3，且为一单独系统，这就增加了系统适应配方的难度。流程长主要是因为该工艺在开车过程中循环水要历经动力高锅、空分、气化、合成氨、尿素等系统，前系统已进入正常热态而后系统还处于冷态（正常开车时间为一周），这就加大了开停车过程中水质处理的困难。
1.2.3　换热器类型数量多，材质多样化
　　循环水系统主要换热器共有82台，其中水走壳程的17台，还有3台板式换热器。材质有碳钢、黄铜、不锈钢，且钢材占有相当大的比例。这些特点决定了渭化循环冷却水水质稳定处理的复杂性。