循环冷却水系统的优化运行方法技术方案

循环冷却水系统的优化运行方法，包括：发电装置的循环冷却水系统在低浓缩倍数运行，其排污水作为化工循环冷却水系统的补水，化工系统的循环冷却水系统在较高的浓缩倍数下运行，其排水作为炼油循环水系统的补水，炼油装置的循环水系统在最高的浓缩倍数下运行，系统的排水直接外排。当发电、化工和炼油三个循环冷却水系统采用本发明专利技术的方法运行，补水总量和药剂总量均不多于三个循环冷却水独立运行的补水总量和药剂总量，并且只有炼油循环水系统的浓缩倍数较高，水质较差，处理难度较大，而发电和化工二个循环水系统的浓缩倍数均较低，水质较好，处理较容易，可以保证水处理药剂的最佳效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分别为发电、炼油和化工装置提供循环冷却水的三个循环冷却水系统优化运行的处理方法，属于循环冷却水处理工艺领域。
技术介绍
冷却水是工业企业不可缺少的公用工程，是用水大户。将冷却水处理后循环使用，一方面可以满足工艺过程对水处理效果的要求，保证生产装置长周期正常运行；另一方面节约工业水98%以上，减少更大数量的排污，对保护水资源、保护水环境、降低生产成本具有巨大的效益。 目前大型综合企业含有炼油、化工和发电等多套生产装置，因此企业设有多个循环冷却水系统，分别为炼油、化工和发电装置提供循环冷却水。敞开式循环冷却水系统是发电生产过程中应用最广泛的一种。冷却水由热交换器中获得的热量，直接在冷却塔或其他设备中散发至大气，即在水与空气接触的条件下进行冷却，然后回至热交换器中，重复其传递热量的过程。循环水系统中的主要设备有冷却塔、循环水泵及热交换器。目前冷却塔主要设计成双曲线型的自然通风冷却塔。热交换器大多是凝汽器，外壁接触的是高流速的蒸汽及凝结水，内壁则与冷却水相接触。凝汽器由于其热交换量大，大多数采用铜合金和钛合金制造。发电装置循环冷却水水质稳定，没有其他物质的泄漏。 石油化工工业是以原油为资源，生产化工产品的工业体系，是能源和原材料工业的重要组成部分，是我国工业的支柱产业。石化工业以乙烯装置为龙头，其下游包括化纤、聚烯烃、化工原料、大化肥、橡胶等装置。石化生产装置的生产特点是(l)生产规模大、设备多，特别是高温高压设备多；(2)生产原料与产品易燃易爆；(3)成套技术成为技术发展的主流；(4)为石油化工配套的辅助行业多，如动力、计算机、空分装置等；(5)三大合成材料产品量大、需求多。根据石油化工装置的特点，装置的水冷却器多以浮头式和固定管板式为主，材质也根据换热介质的不同有所变化，多数以不锈钢和铜合金为主，少数为碳钢。由于换热设备多为不锈钢和铜合金，循环水系统存在的主要问题是结垢，不是腐蚀，不易发生设备腐蚀穿孔造成换热介质的泄漏。另外，换热介质多数是化工原料和低碳烃类物质，发生泄漏仅造成循环水的pH值等发生变化，对循环冷却水水质影响较小，水质比较稳定。 石油炼制装置包括常减压、气体分流、催化裂化、催化重整、加氢裂化、延迟焦化等装置，石油炼制工业是以原油为原料，经过加工生产出高辛烷值的轻质油品和化工原材料。炼油装置的水冷却器数量多，大多数水冷器的材质为碳钢。换热介质多为油类等有机物质，若发生换热介质泄漏，循环水中会含有油类物质，其对水质控制带来很多危害。如，由于油膜导热性极差，粘附在管壁上会影响传热效果，并且会阻止缓蚀剂和金属表面的接触，使保护膜不能形成或者保护膜不完整而导致局部腐蚀。油是微生物的营养源，由于油的存在将增加微生物的活性，在油污下面厌氧的硫酸盐还原菌能迅速繁殖，形成含油的黑色粘泥。因此，石油炼制装置的循环冷却水水质最难控制，水中成分最复杂。目前，企业对于这些循环水系统采用独立处理的运行方式来满足各生产装置的运行，即每个循环水系统独自补水、独自排污、独自在某一浓縮倍数下运行。企业为了实现节水目标，往往是将所有的循环水系统都控制在较高浓縮倍数下运行，造成所有的循环水系统的水质较差，导致循环水处理难度都增大，处理效果难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是对拥有分别为发电、炼油和化工生产装置提供循环冷却水的循环冷却水系统的企业，提出一种有利于保证三个循环水系统处理效果的优化运行方法。 本专利技术提出的包括发电装置的循环冷却水系统在低浓縮倍数运行，其排污水作为化工循环冷却水系统的补水，化工系统的循环冷却水系统在较高的浓縮倍数下运行，其排水作为炼油循环水系统的补水，炼油装置的循环水系统在最高的浓縮倍数下运行，系统的排水直接外排。 发电、化工和炼油装置的循环冷却水系统的浓縮倍数n发电、n化工和n炼油满足以下条件^《nSft< M2《nftI< % ，其中，％ 是炼油装置循环冷却水系统独立运行时的浓縮倍数，MpM2按照下式计算炼油—l)x五发电Mt = 二珠油「 , ■:屯+1 (1)五发电+五化工+五炼油M = (w炼油—丄)x(五发电十五化工)|工 。)五发电+五化工+五炼油 式(1)和(2)中，ESft、 E化工和E炼油分别是发电、化工和炼油三个循环冷却水系统的蒸发水量，单位mVh。三个系统的蒸发水量可以根据下式计算 五=- (3)580 式(3)中，R表示循环水量，单位m3/h;At表示出进口温差，单位t:。 当发电、化工的循环水系统的浓縮倍数r^^r^工分别等于MpM2时，系统达到浓縮倍数后，只需在发电循环水系统加入水处理药剂，化工和炼油循环水系统无须再加入药剂，而且发电和化工循环水系统的排水不需进行净化处理，直接排入下一个循环水系统中。 当发电和化工循环水系统的浓縮倍数n发电、n化工分别大于M M2时，系统达到浓縮倍数后，发电、化工和炼油三个循环水系统均需补加水处理药剂，保证循环水系统中的药剂使用浓度，满足循环水系统的正常运行。 所说的水处理药剂可以是具有缓蚀和阻垢效果的缓蚀阻垢复合剂，优选有机膦酸盐、膦羧酸盐、锌盐和含丙烯酸-2-丙烯酰胺基的多元共聚物中的一种或多种。 本专利技术具有以下特点 a.采用本专利技术的运行方法，保证了三个循环水系统水处理药剂的最佳效果。 b.当发电、化工和炼油三个循环冷却水系统采用本专利技术的方法运行，补水总量和药剂总量均不多于三个循环冷却水独立运行的补水总量和药剂总量。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明，但并不因此而限制本专利技术。 实施例1 实验水质采用中原某石化公司循环水系统补充水，主要数据如表1所示，公司含 有三个循环水系统分别为发电、化工和炼油装置提供循环冷却水，三个循环水系统独立运 行，浓縮倍数最高可达6. 0左右。表中数据显示，现场水是高硬高盐水，属强结垢性水质。 表1实验水质主要数据<table>table see original document page 5</column></row><table> 按照中国石油化工总公司《冷却水分析和实验方法》中的407法进行动态模拟实 验，系统的循环水量为150L/h，进出口水的温差为l(TC。现场水用硫酸调节碱度后作为动 态模拟实验的补充水。试管不预膜，试管内水流速控制在0. 8m/s，进水温度控制在32°C，出 水温度控制在40°C 42t:，浓縮倍数控制在6. 0±0. 2，系统中复合水处理剂的使用浓度为 100mg/L。 对于动态模拟试验系统，根据系统的循环水量和进出口水的温差可以按照公式(3)计算系统的蒸发量。 E = (150 X 10) /580 = 2. 6L/h 由于动态模拟试验装置系统的循环水量和进出水温差相同，故 E发电=E化工=E炼油=2. 6L/h 三个循环水系统按照本专利技术的方法运行，炼油循环水系统控制浓縮倍数为 6. 0±0. 2，复合水处理药剂的使用浓度均为100mg/L，根据公式(1)和公式(2)计算如下 M丄=[(6. 0-1) /3] +1 = 2.7 M2 = [ (6. 0—1) X 2/3] +1 = 4. 3 发电循环水系统的浓縮倍数控制范围2. 7《nSft< 6，化工循环水本文档来自技高网...

【技术保护点】
循环冷却水系统的优化运行方法，包括：发电装置的循环冷却水系统在低浓缩倍数运行，其排污水作为化工循环冷却水系统的补水，化工系统的循环冷却水系统在较高的浓缩倍数下运行，其排水作为炼油循环水系统的补水，炼油装置的循环水系统在最高的浓缩倍数下运行，系统的排水直接外排。

【技术特征摘要】
循环冷却水系统的优化运行方法，包括发电装置的循环冷却水系统在低浓缩倍数运行，其排污水作为化工循环冷却水系统的补水，化工系统的循环冷却水系统在较高的浓缩倍数下运行，其排水作为炼油循环水系统的补水，炼油装置的循环水系统在最高的浓缩倍数下运行，系统的排水直接外排。2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，发电、化工和炼油装置的循环冷却水系统的浓縮倍数n发电、n化工和n炼油满足以下条件<formula>formula see original document page 2</formula>其中，n炼油是炼 油装置循环冷却水系统独立运行时的浓縮倍数，MpM2按照下式计算<formula>formula see original document page 2</formula>式(1)和(2)中，E，、E化工和E自分别是发电、化工和炼油三个循环冷却水系统的蒸 发水量，单位mVh。3. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，发电、化工和炼油...

【专利技术属性】
技术研发人员：李本高，王金华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]