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【摘 要】 随着当前社会经济的快速发展，水资源的匮乏以及水资源的污染问题越来越严重。在一些大城市中，工业用水量占城市总用水量的80%，而其中工业用冷却水量占工业总用水量的三分之二。在石油与化学工业行业中冷却水用量所占比例更高，达到工业用水量的80%到90%。因此，当前解决工业用水量过高与经济、社会的和谐统一、科学发展是整个水处理行业持续发展的关键因素，通过绿色化学为基础的环保、绿色、可循环利用的水处理新技术革新己成为新世纪水处理工业的重要途径。
【关键词】 石化循环水场；设计；运行
一、循环冷却水系统设计原则
（1）设计满足我国有关法规、政策和规范的要求。
（2）采取节水措施，循环用水，重复用水，少用新鲜水，提高水的重復利用率。
（3）各生产装置和公用工程辅助设施的各类给水总管和除雨水管道以外的排水总管上均设置阀门和计量仪表。
（4）污水严格实行清污分流、污污分流、归类排放、减少污染、保护环境。
（5）采用先进可靠的工艺，选用性能先进，安全可靠，经济合理的设备和材料。
二、循环冷却水系统工艺流程简述
本文研究的循环水系统流程见图1，属于敞开式循环水系统。该系统中冷却水与装置侧工艺换热器换热吸收热量以后，经循环水管道回到循环水场，经冷却塔与大气直接接触降温后不断循环使用。为了强化冷却效果，冷却塔设有风机强制通风，循环水系统为闭路管道系统，循环水由循环水泵一次加压后完成一次循环过程。
由于循环水不断循环与大气接触蒸发、传导散热，使得循环冷却水中的溶解氧浓度和浊度增加，细菌生长，溶解盐类浓度成倍增加，使得循环水质恶化，造成换热设备效率低下，甚至致使设备、管道结垢、腐烛、穿孔酿成事故。为保证循环水系统的正常连续运转，系统设置了旁流过滤、水质稳定加药处理设施，杀菌灭藻加药设施，以及相应的水质稳定监测仪表，并定时取样对水质进行化验分析。
三、石化循环水冷却水系统运行中存在的若干问题
（一）换热器泄漏情况加剧
近年，石化装置的水冷器泄漏突然加剧，部分装置检修后一开工就发生泄漏。物料的频繁泄漏，易造成系统中菌藻的大量繁殖，黏泥滋生，设备严重腐蚀，黏泥油污堵塞水冷器管束。为了处理这一状况，大部分的企业会选择置换大量的新水并排掉大量的药剂，这样就导致系统长期降低浓缩倍数运行，形成了循环水系统的恶性循环。
（二）阻垢缓蚀效果差
由于长时间使用同样几种阻垢剂控制水质，水中微生物慢慢产生抗药性，系统的抗冲击能力变弱，杀菌效果不好，使得水场换水频率增加，与之相应的生产成本也在增加，不利于节能减排。
（三）设备问题
由于循环水场运行时间较长，设备老化，有很多电机在不断地维修，这样就造成了可供备用的设备数量减少，不能及时进行基本切换，降低能耗。现在操作室安装的DCS非常的方便，但是有很多设备并没有与DCS连接，工人经常要跑到现场去看数据，不利于精准的调控。仪表由于某些方面的原因，不能正常使用。生产中最重要的风机设备已经运行将近20年的时间，有效功率严重下降，在炎热的夏季经常不能满足生产需要，很难做到及时降低水温。
（四）冷却塔排泥设施不完善
黏泥在循环水场中的危害很大。它的存在不仅为微生物提供了丰富的营养，而且还能在运行过程中附着在设备的管壁上，从而降低换热器的冷却效率，严重时，这些生物黏泥会将管子堵死，迫使停产清洗。此外，由于微生物排出的黏液与无机垢、泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀，减少换热器的使用寿命，增大发生泄漏的危险。循环水场的集水池在设计的时候是平底状，排泥阀作用很小。另外，由于装置停工检修期间循环水场仍需要供水，这使得水场不能定时清淤。
四、解决循环水系统问题的对策
面对循环水系统中存在的诸多问题，在实际运行中，经过不断的试验与改进，找到了一些可行的方法解决这些问题，并取得了一定的效果。具体措施如下。
（一）循环水系统投用前冲洗
循环水系统投用前，必须进行水力冲洗，就是用最大的水流量，冲洗掉由于施工、安装过程中积聚在管道、设备中的泥沙和杂物。水力冲洗又分为系统干管冲洗和换热设备冲洗两部分。
（1）系统构筑物如集水池、吸水井，DN>800mm的管道，采用人工清扫，将系统内施工时期留下的大块杂物等清理到系统外。
（2）根据系统循环管网状况和循环水量，设置适量的给水和回水管线联通管，同时关闭换热设备的进出水阀门。保证干管冲洗时不留死角，管道内清洗水流速不应低于1.5m/s。
（3）补水进系统，维持系统运行所需最低水位。
（4）关闭水系统中各水冷器、过滤器进出口阀门，关闭上冷却塔填料进口水阀门，打开这些设备的旁路阀门，使循环水走旁路，然后启动循环水泵，做好系统排气工作，以系统可承受的最大水量和最大压力循环冲洗。
（5）4小时进行一次浊度检测，如水质浊度无明显变化则停泵。
（6）系统排水，人工清理塔底水池和吸水井淤泥，系统再次进水冲洗。反复数次直至冲洗水浊度小于100NTU。
（7）换热器冲洗阶段
关闭水系统中各水冷器、过滤器进出口阀门，关闭上冷却塔填料进口水阀门，打开这些设备的旁路阀门，使循环水走旁路，然后启动循环水泵，做好系统排气工作。以系统可承受的最大水量和最大压力循环冲洗。
冲洗过程中，循环水系统边排边补，待浊度小于80NTU时，停止水循环，排空系统存水，清扫冷却塔池里堆积的污垢等杂物。
清洗完毕注入新水，打开各用水设备进出口阀门，打开上冷却塔填料进口水阀门，同时关闭各设备旁路阀门，开始冲洗并循环换水，待浊度30NTU时，结束冲洗。
【关键词】 石化循环水场；设计；运行
一、循环冷却水系统设计原则
（1）设计满足我国有关法规、政策和规范的要求。
（2）采取节水措施，循环用水，重复用水，少用新鲜水，提高水的重復利用率。
（3）各生产装置和公用工程辅助设施的各类给水总管和除雨水管道以外的排水总管上均设置阀门和计量仪表。
（4）污水严格实行清污分流、污污分流、归类排放、减少污染、保护环境。
（5）采用先进可靠的工艺，选用性能先进，安全可靠，经济合理的设备和材料。
二、循环冷却水系统工艺流程简述
本文研究的循环水系统流程见图1，属于敞开式循环水系统。该系统中冷却水与装置侧工艺换热器换热吸收热量以后，经循环水管道回到循环水场，经冷却塔与大气直接接触降温后不断循环使用。为了强化冷却效果，冷却塔设有风机强制通风，循环水系统为闭路管道系统，循环水由循环水泵一次加压后完成一次循环过程。
由于循环水不断循环与大气接触蒸发、传导散热，使得循环冷却水中的溶解氧浓度和浊度增加，细菌生长，溶解盐类浓度成倍增加，使得循环水质恶化，造成换热设备效率低下，甚至致使设备、管道结垢、腐烛、穿孔酿成事故。为保证循环水系统的正常连续运转，系统设置了旁流过滤、水质稳定加药处理设施，杀菌灭藻加药设施，以及相应的水质稳定监测仪表，并定时取样对水质进行化验分析。
三、石化循环水冷却水系统运行中存在的若干问题
（一）换热器泄漏情况加剧
近年，石化装置的水冷器泄漏突然加剧，部分装置检修后一开工就发生泄漏。物料的频繁泄漏，易造成系统中菌藻的大量繁殖，黏泥滋生，设备严重腐蚀，黏泥油污堵塞水冷器管束。为了处理这一状况，大部分的企业会选择置换大量的新水并排掉大量的药剂，这样就导致系统长期降低浓缩倍数运行，形成了循环水系统的恶性循环。
（二）阻垢缓蚀效果差
由于长时间使用同样几种阻垢剂控制水质，水中微生物慢慢产生抗药性，系统的抗冲击能力变弱，杀菌效果不好，使得水场换水频率增加，与之相应的生产成本也在增加，不利于节能减排。
（三）设备问题
由于循环水场运行时间较长，设备老化，有很多电机在不断地维修，这样就造成了可供备用的设备数量减少，不能及时进行基本切换，降低能耗。现在操作室安装的DCS非常的方便，但是有很多设备并没有与DCS连接，工人经常要跑到现场去看数据，不利于精准的调控。仪表由于某些方面的原因，不能正常使用。生产中最重要的风机设备已经运行将近20年的时间，有效功率严重下降，在炎热的夏季经常不能满足生产需要，很难做到及时降低水温。
（四）冷却塔排泥设施不完善
黏泥在循环水场中的危害很大。它的存在不仅为微生物提供了丰富的营养，而且还能在运行过程中附着在设备的管壁上，从而降低换热器的冷却效率，严重时，这些生物黏泥会将管子堵死，迫使停产清洗。此外，由于微生物排出的黏液与无机垢、泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀，减少换热器的使用寿命，增大发生泄漏的危险。循环水场的集水池在设计的时候是平底状，排泥阀作用很小。另外，由于装置停工检修期间循环水场仍需要供水，这使得水场不能定时清淤。
四、解决循环水系统问题的对策
面对循环水系统中存在的诸多问题，在实际运行中，经过不断的试验与改进，找到了一些可行的方法解决这些问题，并取得了一定的效果。具体措施如下。
（一）循环水系统投用前冲洗
循环水系统投用前，必须进行水力冲洗，就是用最大的水流量，冲洗掉由于施工、安装过程中积聚在管道、设备中的泥沙和杂物。水力冲洗又分为系统干管冲洗和换热设备冲洗两部分。
（1）系统构筑物如集水池、吸水井，DN>800mm的管道，采用人工清扫，将系统内施工时期留下的大块杂物等清理到系统外。
（2）根据系统循环管网状况和循环水量，设置适量的给水和回水管线联通管，同时关闭换热设备的进出水阀门。保证干管冲洗时不留死角，管道内清洗水流速不应低于1.5m/s。
（3）补水进系统，维持系统运行所需最低水位。
（4）关闭水系统中各水冷器、过滤器进出口阀门，关闭上冷却塔填料进口水阀门，打开这些设备的旁路阀门，使循环水走旁路，然后启动循环水泵，做好系统排气工作，以系统可承受的最大水量和最大压力循环冲洗。
（5）4小时进行一次浊度检测，如水质浊度无明显变化则停泵。
（6）系统排水，人工清理塔底水池和吸水井淤泥，系统再次进水冲洗。反复数次直至冲洗水浊度小于100NTU。
（7）换热器冲洗阶段
关闭水系统中各水冷器、过滤器进出口阀门，关闭上冷却塔填料进口水阀门，打开这些设备的旁路阀门，使循环水走旁路，然后启动循环水泵，做好系统排气工作。以系统可承受的最大水量和最大压力循环冲洗。
冲洗过程中，循环水系统边排边补，待浊度小于80NTU时，停止水循环，排空系统存水，清扫冷却塔池里堆积的污垢等杂物。
清洗完毕注入新水，打开各用水设备进出口阀门，打开上冷却塔填料进口水阀门，同时关闭各设备旁路阀门，开始冲洗并循环换水，待浊度30NTU时，结束冲洗。