循环水水质对合成氨生产的影响与管理

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1、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 导致平安事故，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，以及设备的构造

2、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，当其浓度到达过 饱和状态， 或经过传热外表水温升高时， 会分解生成碳酸盐沉积在传热外表， 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45W/(m.k) ，因此，水垢附着，轻那么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

3、腐蚀； 有害离子如C和SO42一弓|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，影响平安生产，易造成平安事故。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

4、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平安可靠性。 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

5、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 1 0C,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

6、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， 局部污垢难以随水带出， 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

7、打气量下降压力上升， 导致平安事故。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5X105个/ml, NO2一最高达50mg/L，引起腐蚀的加居9，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

8、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CIO2，由于C存在可导致BTA 暂时失效，及目前使用的局部缓蚀剂发生反响，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。 便。定。2、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。 现场管理为了控制冷却水循环使用引起的结

9、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到达水质稳定的目的。 加强对水质主要工程的监测，对影响水质的 pH、碱度、C、浊度、SO 22_、Ca2+、生物粘泥量等进展监测和分析，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，对微生物进展控制，防止产生抗药 性。 根据水质的不断变化，水稳剂配方也做相应改良。 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 展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展 吹除；大大提高了传热效果， 改善了工艺生产条件， 利用停车时机拆开换热设备， 用高压冲

10、洗、机械清洗等方式对换热器进展清洗。 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， 又到达节约水目的。 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，防止水质大幅度波动。 循环水中微生物的控制，必须采取综合

11、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，波纹管特有的构造特点，水对管壁冲刷， 波纹管外表的光弧线能抑制水垢的生成和微生物生长，可以大大改善换热效果。 尽量减少外界不良因素对循环水质的影响。总之，循环水处理是一个复杂系统工程， 现在合成氨系统的浓缩倍数还不高， 处理效果和管理水平还需要加强， 尚有许多工作要做， 需要大家的共同努力， 各 个单位的协调与支持， 更需要各级领导的重视， 在加强管理同时， 做好宣传工作， 为促进和完善循环水处理技术的开展做出奉献。