大庆石化公司水气厂黑龙江大庆163714
摘要：本文结合某大型炼化企业的实际工艺运行情况，统计该企业的循环水场在其所负载装置水冷却器泄漏期间，水质发生的各种异常变化。以及利用化学分析手段为排查、判断可能泄漏介质提供的依据及具体方法。论证了通过此方法在水冷却器泄漏排查过程中的应用的可行性，对降低水处理装置的异常状态运行成本及提高现场设备的可靠性。
关键词：泄漏影响排查判断
1前言
大庆某大型炼化装置化工区现有循环水场四个，总计循环水量15.45万m3/h，保有水量7.4万m3，主要负责其化工厂区烯烃、芳烃等其附属产品生产装置的循环水使用，水场所带用水装置30余套，水冷却器900多台，材质多为碳钢、不锈钢，另有少量的为铜材质。水冷却器是炼化生产中重要的冷却设备，由于长期运行，加之化工产品的化学特性，水冷却器易发生泄漏，泄漏的物料一旦进入循环水系统，不仅会污染循环水场的水质、增加水场运行及管理成本，还会引发设备本体结垢腐蚀、促进微生物滋生、降低传热效率、增加水头损失等危害。因此，有效控制泄漏的发生，以及泄漏发生后的及时发现与处理，是确保循环水场和生产装置平稳运行的重中之重。但是，在实际运行中，各水冷却器设备均为密闭状态，微量的泄漏无法通过正常巡检和运行管理发现，因此造成循环水水质管理存在泄漏设备短期内难以查出，泄漏后影响周期长、范围大等问题，加了循环水场的运行管理成本及系统内其它设备的损害机率等。
2水冷却器泄漏的影响
2.1水冷却器泄漏对循环水水质的影响
冷换设备发生泄漏后，引起循环水水质严重恶化。具体表现在回水颜色变化，塔池水面出现大量异常泡沫，可闻异常气味等表观现象。另外，从水质监测数据可见pH、COD、浊度、含油量、悬浮物等水质监测指标突发变化。水场运行管理方面此时即使加大液氯或优氯净杀菌剂的投加量，循环水中的游离性余氯仍明显低于控制指标或接近于零，进而导致水系统内细菌及藻类繁殖速度明显加快，异养菌和铁细菌超标现象经常发生，给杀菌灭藻工作带来极大的难度。
2.2水冷却器泄漏对循环水场运行管理的影响
水冷却器泄漏期间，循环水场水质发生异常，为了保证外供用水的合格，此时循环水场必须通过人工清污、大规模的排水置换、增加杀菌剂和消泡剂等药剂投加量等方式调整各项水质指标在控制范围内。同时，当冷换设备内表面的防腐保护膜受到损坏时，还需重新对循环水系统进行清洗预膜处理，缓蚀阻垢剂、杀菌剂、粘泥剥离剂及清洗预膜剂的费用及系统的补水消耗将大幅度增加，还会造成系统的排污费用增加。
2.3水冷却器泄漏对水处理设备的影响
泄漏发生后，化工物料进入到循环水中，在泄漏部位明晰之前，物料量在水中逐渐累计浓缩，浓度呈上升趋势。由于化工有机物本身就是微生物的营养来源，所以会造成水系统中微生物大量繁殖，使系统内水冷却器的结垢、腐蚀倾向趋于增加。同时，在设备、管线的表面形成一层油泥，不仅会引起严重的垢下腐蚀，还隔绝了清洗剂、缓蚀剂等保护金属的作用，使药剂不能发挥应有的效能。不仅缩短了工艺设备、管线的使用寿命，给装置冷换设备的安全生产带来一定的危害，还会增加装置的检修工作量。
3泄漏的原因
3.1介质腐蚀性强，引起换热器管束介质侧发生泄漏。
3.2循环水水质差，易引起换热器管束水侧结垢或腐蚀，发生泄漏。
3.3设备设计制造缺陷、本体质量差或安装施工质量差。
3.4生产波动，压力等突然升高等。
3.5生产装置长时间停工后，未按规定采取设备保护措施。
3.6循环水系统进行不停车清洗预膜后，也可能因换热器表面腐蚀产物的脱落引起泄漏。
3.7高温结垢后，垢下腐蚀。
4泄漏的初步判定与排查
4.1泄漏的初步判断
及时准确地发现泄漏源是泄漏处理的第一步。泄漏量的大小和持续时间是影响其危害程度的主要因素。泄漏初期，由于进入水系统中的物料量相对微小，所以水场运行数据的变化不十分明显，随着泄漏时间的持续及漏量的累计浓缩，水场的监测项pH、浊度、COD和悬浮物等出现急剧增大，且塔池回水有时伴有异常气味等现象。微生物快速大量繁殖，现场监测换热器的监测数据也开始出现异常。
4.2泄漏的排查方法
将水场水质表观变化及日常监控数据变化作为第一判断依据。通过水场水质出现的异常现象（如异味、变色、浮油及pH值、余氯、COD等水质指标异常等），结合用水单位实际情况初步判断可能发生泄漏的方向。
4.2.1直接观察法
各种物料泄漏后，在循环水场回水引发的表征如下：
（1）苯：水质发红、有芳香气味，塔池滤网已发生堵塞或悬挂灰黄色絮状物；
（2）丁二烯：水质易发泡、设备上沉积粘稠物；
（3）轻质柴油：水质呈灰色，不溶于水，遇水易乳化，析出黄白色油沫；
（4）汽油：水质呈五彩色，有汽油味。
4.2.2化学分析法
结合水场运行的实际情况，将水场给水、回水、待查用水装置总回水及疑似问题设备回水水样进行现场取样，通过化验数据比对分析初步判断泄漏物质类别，进一步确定现场排查方向。
（1）pH值监测法
当疑似泄漏物质具有较明显的酸碱性时，可以通过pH的测定进行排查。如：氨泄漏时，pH值先升高后降低。轻烃含硫（C1-C4、硫化物）泄漏时碱度及pH值降低等。
（2）COD监测法
由于炼油化工装置大部分的介质都是有机质，所以可以采用监测冷却器出口的COD值，与循环水入水COD值进行比较，可以直观地反映出泄漏状态。这种方法虽相对最为耗时。但有时是最为有效的排查方法。
（3）含油监测法
某些泄漏物质为油性物质，这时可以通过冷却器的循环水出入口之间含油量的差异进行排查判断；
（4）余氯监测法
当循环水中漏入不饱和烃、氨、硫化氢、二氧化硫等物质时，氯会与这些物质发生化学反应。即在一定范围内消耗部分水中的氯气。这时对冷却器的进出口余氯值进行监测，差值大的冷却器及可判定为泄漏设备。但应注意的是：（一）循环水场应投加足量含氯类杀菌剂，一般控制值为回水余氯值不小于2.0mg/L；（二）必须在指定的时间（投加药剂后2～3小时内）内测，当冷却器进出口两点差值相对较大时，应重复测定比较两次，确认后上报。
（5）浊度监测方法
有些泄漏的介质（如烃类），无色无味，利用上述方法均无法检测，则根据冷却器出入口检测浊度含量的方法对比，可以初步判断是否泄漏。
5泄漏后应采取的对策
5.1发生泄漏后，有关人员应以最快速度查找泄漏点，及时关闭，尽可能减少由于介质泄漏对循环水的冲击及对其它冷却器的影响。
5.2系统中的水置换以观察pH、浊度、悬浮固体，含油量、COD等
数据变化。通过添加油清洗剂或煤泥剥离剂进行清洗。
5.3提高杀菌剂的用量和用量。加大杀菌力度。
5.4增加缓蚀阻垢剂用量，防止因粘泥吸附造成垢下腐蚀。
5.5泄漏点关闭后，加强旁滤设施的运行管理与使用，以除去循环水中浊度、悬浮物等，尽快恢复水质质量。
5.6在泄漏点关闭后及时投加除油清洗剂和粘泥剥离剂，对冷却器内表面附着的污油和生物粘泥进行清洗剥离，提高冷换设备的换热效果，减少设备腐蚀结垢。
5.7每年定期对循环水系统进行一次清洗预膜处理。
5.8加强对装置冷换设备的管理，避免设备超期服役，确保检修质量，尽可能地减少冷换设备泄漏问题。
6结束语
总之，对于炼化企业循环水系统的泄漏，只要各方面共同努力，一定能够把因泄漏造成的损失降到最低点，保证生产装置安、稳、长、满、优运行。
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作者简介：王丹，女，工程师，2004年获得辽宁石油化工大学环境科学专业学士学位，现从事化工水处理装置的运行研究管理工作。