煤化工装置循环水温度升高的原因及对策探讨

王宏强

新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐830001

摘要：在改革开放的新时期，随着煤化工企业的快速发展，当前煤化工装置技术稳定性也逐渐成为行业内密切关注的问题之一。结合煤化工装置循环水系统的定义与特征，文章首先介绍了温度控制重要性与故障原理，其次对煤化工装置循环水系统温度升高的原因与处理方法进行了探讨，同时对技术改进的结果进行了效果评价，希望可以有效提升循环水系统温度控制水平，确保系统的整体稳定性。

关键词：煤化工装置;循环水温度提升

引言

循环水系统作为煤化工企业重要的水冷却处理环节，其同时也肩负着中水回用、水资源充分使用的使命。通过优化循环水系统，可以有效提升企业的经济效益，降低生产成本，同时提升企业的综合竞争力。但是，在实际的生产过程中，经常会出现煤化工装置循环水水温过高的问题，严重影响了系统的稳定。为了进一步介绍煤化工装置循环水温度异常增高问题，现就系统特征分析如下。

1概述

在煤化工生产中，循环水系统时常出现一些问题，轻者会造成循环站有关工艺控制指标超标，处理水质变差，生物黏泥滋生，吸水池进口格栅滤网不畅，以循环水为介质的换热器出现堵塞或泄漏；重者会导致凉水塔换热效果不佳，循环水温度居高不下，煤化工装置只好减负荷生产。2018年6月7日起，耨清洁能源有限公司循环水站就出现异常，循环水上水温度达38℃，高于指标值6℃；回水温度达46℃，高于指标值4℃。受各种因素（包括循环水温度）的影响，空气压缩机推力瓦温度达到115℃以上，空分装置产氧量不足，气化装置及其后系统只能减负荷生产。甲醇装置设计能力为600kt/a，正常工况下处于超负荷运行状态，甲醇产量可达到2150t/d，而此次循环水系统出现问题后，甲醇产量最低减至1750t/d，减产400t/d以上，减幅约为18%。7月2日甲醇生产装置故障停车，随后对循环水系统及其以循环水为介质的换热器进行全面排查和处置，解决了循环水温度居高不下的问题，为甲醇装置安、稳、长、满、优运行创造了条件。

2原因分析

2.1循环不水系统故障问异迈

本项目在循环水系统使用过程中出现了系统浑浊度、总磷以及COD指标基本不变化而上水回水温度大幅度上升的情况，达到一定值后不再发生变换且长期维持在较高的温度水平，这个时候会影响到整个工程的运行。为了解决这个问题，项目维修管理负责人分别对多个细节进行了查验，找到了不停车进行清洗处理的方案。

2.2塑料填料堵塞是凉水塔换热效果差的主要原因

凉水塔塑料填料采用两面有凸点的点波片，通过强力胶粘结点波片成为整体，而构成拥有流通渠道宽、水流和气流接触面积大的刚性填料层。当塑料填料层水流和气流通道严重堵塞时，凉水塔热交换效果就会变差，循环水温度就会升高。填料层堵塞的主要原因是循环水浊度较高，水质太差，填料上易附着泥巴等，缩小了水流和气流通道；循环水总碱度大，pH高，且添加缓蚀阻垢剂不及时，易在填料上形成水垢，减少了水流和气流的接触面积，影响二者的传热和传质效率；塑料填料存在大量老化、碎化现象，堵塞了填料层通道，气流和水流阻力增大，传热和传质不畅通，最终导致凉水塔的换热效果变差。检查发现，填料层确实存在堵塞现象，但并非由附着泥巴、出现结垢、填料老化碎化所致。循环水站工艺指标控制比较严格，循环水浊度基本上在指标控制值10NTU之内，只有大量添加杀菌剂和剥泥剂时，才会偶尔超出指标上限。并且，6台旁滤器一直运行正常，过滤效果较好，故循环水一般不会出现浑浊现象，填料层上更不会附着泥巴。

2.3生物黏泥大量滋生是塔内填料堵塞的主要原因

观察凉水塔填料层的堵塞物，均为透明的鼻涕状黏性物质，这就是所谓的生物黏泥。当循环水大量滋生生物黏泥后，不仅会堵塞吸水池格栅滤网、换热器列管等，而且还会堵塞凉水塔填料层，造成循环水温度升高。循环水中生物黏泥的附着力极强，可以粘附在比表面积很小的钢丝上，而堵塞吸水池格栅滤网；也会附着在比表面积超大的填料通道内，而堵塞气流和水流通道，增大对流阻力，降低流体速率，最终引起凉水塔换热效果变差，循环水温度居高不下。当填料层附着的生物黏泥量不太大时，水流自身的质量较大，且在重力加速度的作用下，尚可穿过生物黏泥的封锁，从凉水塔填料层自上而下通过。而气流通过时，需要穿越水流水膜层、生物黏泥层和塑料填料层，且是自下而上，阻力太大，则无法顺利通过，显得凉水塔上的引风机风量不足，冷却效果不佳。

3系统三显度异常升高的处理对策

根据现场的实际情况，选择如下处理对策进行系统处理:首先，对系统中的水进行置换，更新水源;其次，对环境中持续投入大量的液氯，其具有较强的杀菌成分，能够通过杀菌的方式来去除大多数的细菌、真菌物质，选择合适的浓度应该保持在0.5-lmg/L左右;再次，短时间内投入大量的非氧化杀菌剂，可以采用混合投入非氧化杀菌剂的方式，其整体效果更加显著，一般来说投放量应该高于150kg，同时投放频率为7-10天左右，通过投放非氧化杀菌剂能够在杀死细菌的同时解决大部分的微生物粘结问题，不过，由于设计本身的问题，在实施过程中水质依然存在滋生细菌的可能性，所以在技术升级时还需要同步避免冷却塔、换热器等重要部件的拥堵，可以通过换热器优化或者二次系统剥离等方式进行强化改进;最后，对微生物粘泥的问题进行清理，具体的方法是循环水浊度超过一定值时对其进行置换处理，通过投放液氯以及非氧化杀菌剂的方式来将其强制剥离下来，这个时候需要配合完成循环水的净化，否则循环水浊度会急剧上升。除此之外，改变上塔水流量以及调整蓄水池的格栅液位都可以解决该问题。

4优势

PLC整体构成包括电源单元(PS)、中央处理单元(CPU)、信号模板(SM)、接口模板(IM)、功能模板(FM)、通讯模板(CP)、特殊模板(SM仿真器)。主要实现功能:控制功能，数据采集、存储与处理功能，输入/输出接口调理功能，通信、联网功能，人机界面功能，编程、调试功能;其中控制功能指逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序控制等功能，数据采集、存储与处理功能指数学运算功能、数据处理、模拟数据处理功能，输入/输出接口调理功能指具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节功能。PLC采用冗余、断电保护、故障诊断和信息保护恢复设计，具备高可靠性、抗干扰能力强、丰富的I/O接口模块;采用多种编程语言(梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述)，编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展，操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易;采用模块化结构，运行速度快、功能完善、组态简单、易于使用，系统设计、安装、调试、维护方便，维修工作量小、总价格低的特点。

结语

综上所述，煤化工装置循环水系统中回水温度过高的因素是多方面的，为了解决其温度过高的问题，需要借助于非氧化杀菌剂、物理清洗以及在线勃泥剥离等多种技术进行处理，最终获得了良好的改造效果。不过，由于冷却水塔本身具有一定的过滤功能，所以很容易导致内壁上出现大量的粘附物，对于冷水塔的换热功能是一个巨大的挑战。通过对上述内容进行分析并提出相应的建议，也希望可以确保煤化工装置循环水温度控制水平，避免对系统形成不利的影响。

参考文献

[1]袁方，洪杰南.基于热泵技术南方电厂循环水余热利用研究[J]发电设备，2018,32(06):450-453.

[2]张高博，于秋海，李平华，张炳辰，樊栓狮.循环水串级利用节能方法研究[J].天然气化工(C1化学与化工)，2018,43(05):114-118+130.