循环水系统泄漏应急处理分析

循环水系统泄漏应急处理分析

宁钰鑫

单位：公用工程一部动力水处理区域  甘肃省兰州市 730060

1.概述

通常情况下，由于生产上的特殊性，炼化企业经常会因各种物料的泄漏造成冷却水处理的困难，会致使水系统中COD上升、浊度升高、粘泥量增加、油含量超标等急剧发生变化，使整个循环水系统具有腐蚀倾向或导致有机污垢、黏泥污垢增加，如不及时采取处理措施，会影响正常的生产，甚而导致生产装置的非计划性停车。为此，制订出较为有效的泄漏应急预案显得尤为重要，合理而有效的预案，可以迅速的把泄漏的影响降低到最低程度。

2.水质异常情况管理

（1）水质异常情况界定：当循环水中有CODCr>150mg/l的情况发生时，泄漏超过10天，相关指标未有明确改善的，计一次泄漏即可评定为异常情况。

（2）异常情况鉴定程序：循环水场水质初步判断可能是系统原因导致异常时，由甲方化验中心以及乙方共同取水样进行水质分析并第一时间将数据提交给甲方，由甲方和乙方根据分析数据确认是否为异常情况；乙方查出并经甲方确认属实的泄漏，甲方无法立即处理的，认定为异常情况。

（3）异常情况执行程序：当循环水场被确认为异常情况时，乙方应立刻启动经甲方确认后的应急预案。无相应预案的，应立即制定应急方案，经甲方确认后实施。

3.泄漏主要种类

针对炼化特点，本系统有可能以下几种物料换热器泄漏：主要为油类、炼化气等烃类组分、烃类等不溶性可燃气体、硫化氢等酸性气体组分、氨氮类化合物。

4.介质泄漏的危害

（1）轻质油介质泄漏的危害：水中的有机物料更成为微生物的营养源，同时会与氧化性杀菌剂起反应，造成余氯消失。在合适的条件下往往造成微生物爆发性的污染，造成系统平衡破坏、微生物滋生严重，大大降低换热器效率；有些物质难容于水，会使循环水成乳化状态，浊度大大增加，水体发白；如果处理不及时，会在软垢和微生物粘泥下造成严重的腐蚀，对设备造成不可逆转的损害；难溶性碳氢化合物的泄漏会直接附着于系统内壁，吸附大量悬浮物，成为软垢（沉积）的基础。

（2）重质油类泄漏的危害：油会在大部分的金属表面上形成一层油膜，油膜导热性极差，从而影响设备的传热效果；油膜粘附于管壁后，阻止了缓蚀剂和金属表面的接触，使保护膜不能形成或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；油污还是一种污垢的粘结剂。在金属管壁上粘附了油污，就会使原来浮在水中的微生物粘泥、灰尘、泥沙等在这一区域结合，形成污垢；增加了水的耗氧量，影响了氧化性杀菌剂的效果。

（3）气体类泄漏——硫化物泄漏的危害:在炼油循环水系统中，多数冷却介质中含有高含量的硫化物等腐蚀因子，造成换热器泄漏。高含量硫化物介质泄漏到循环水中会造成腐蚀加剧、微生物滋生、缓蚀阻垢药剂失效等问题，严重影响循环水系统运行运行，甚至导致系统停车。

5.泄漏物料的判断

（1）汽油介质泄漏:汽油换热器的泄漏比较容易判断，汽油为C4～C20组分，汽油组分中含有少量的轻组分，泄漏量较大时，循环水颜色变成黑红色。汽油的挥发性强，通过凉水塔能闻到较浓的汽油味道。汽油组分泄漏后，水质特点是COD上升，余氯下降。重点监测项目：COD、余氯和油含量。

（2）轻柴油换热器泄漏:轻柴油泄漏后水体变成灰白色，并有黄色的泡沫，泄漏一段时间后，水体会出现乳化现象，浊度上升较快，油含量升高，水面有明显的彩色油光。重点监测项目：浊度、油含量。

（3）酸性水换热器泄漏:酸性水的硫化物、氨氮的含量较高，因此酸性水汽提部分换热器发生泄漏后，在最初阶段表现为碱度、pH值上升，但泄漏一段时间后，循环水中的硫细菌将循环水中的硫化物转化为硫酸，硝化细菌将循环水中的氨态氮转化为硝酸，循环水的碱度、pH值均会下降，COD上升。

（4）苯类物料换热器泄漏:苯类物料换热器发生泄漏后，最明显的特征是循环水变红，各项水质指标如浊度、悬浮物、COD、腐蚀速率等相应上升。在投加非氧化性杀菌剂之后，循环水颜色恢复正常。

6.查找漏点的方法

（1）表观及嗅觉判断法:生产过程中，若发现水体直观颜色、凉水塔周边气味、回水余氯等发生异常变化，并结合日常控制分析数据：余氯、浊度、pH值、石油类、CODcr、氨氮、硫化物等单一或多个参数的周期变化趋势，进行预判报警。

（2）余氯分析法:大部分工艺介质泄漏时都会对循环水系统的余氯和药剂使用量产生影响或波动,如果发现余氯有异常变化或药剂投加量增加,说明系统可能出现了物料泄漏。这时，泄漏的换热设备进、出口的余氯差值会更大,可以通过测定余氯就能有效地判断换热设备是否发生了泄漏。余氯检测可以用DPD为指示剂的比色法来检测,直接购买DPD游离氯试剂包，现场检测，简便易行。利用余氯分析查漏时,需要控制系统余氯为正常值的2～3倍，该方法才会明显有效。

（3）浊度分析法:如果发现循环水系统浊度或颜色变化异常,说明工艺介质对水体浊度产生了较大影响,而泄漏的换热设备进、出口的浊度也将会更加明显,因此检测装置换热设备进、出口的浊度变化有也可能判断出设备是否发生了泄漏。浊度测定可以通过便携式浊度仪来进行,在十几秒钟内完成,简便易行,可靠有效。

（4）CODcr分析法:如果系统发生石油类或其他工艺介质泄漏时,采用其他方法分析后不明显时，可采用此种方法。由于油含量或其他不确定的工艺介质分析比较复杂，时间较长，且分析工作量较大。一般将此法与表观及嗅觉判断、余氯、浊度等方法结合使用,当确定可疑对象后,再用CODcr分析法来加以证实。随着分析技术的发展，可以采用CODcr预制管试剂法快速测定，简单方便。

（5）pH值分析法:循环水系统换热的工艺介质中具有较高或较低pH值的换热器种类不是很多,在日常检测中若发现pH值有异常变化时,就能较为快速地锁定目标设备,并且pH值的分析非常简便,用便携式pH计在短时间内就能得到测试结果，易于操作。循环水场均配有在线pH值分析仪表，对及时发现循环水系统发生含硫化物、氨氮物质的工艺介质泄漏是大有帮助的。

（6）ORP分析法:ORP法是直接测试循环水系统水中氧化性物质的氧化还原电位,如果有还原性介质泄漏时,则其氧化还原电位将会有所变化。循环水系统的氧化还原电位在300～600mV时,少量的氧化性杀菌剂浓度变化,ORP值就会有很明显的变化。另一个优点就是对pH值的变化比较敏感,若系统发生少量泄漏氨氮物质时，pH值会有所波动,而此时如果分析总氯是不会变化的,而此时的ORP值会在200～700mV之间发生较大的变化。目前，循环水场设有在线ORP分析仪表，可以实现在线实时反映系统游离氯的变化情况，指导生产，可操作性强。

（7）石油类分析法

目前,有条件的大型石化公司采用色谱分析法来测定水中石油类的含碳值,以此来确定油品种类,最终确定泄漏的换热设备。在少量泄漏并且常规方法不能及时有效查出泄漏设备的情况下,该方法具有很好的效果,但是其分析方法复杂,所需时间较长,对分析仪器精确度、分析人员的技能要求也较高。