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【摘 要】 循环水系统在工业生产中有着重要的应用，在使用过程中一旦发生泄漏必然会对周围的环境产生影响，因此，在循环水系统使用的过程中我们要按照相关的标准进行设计、施工、维修和保养，保证循环水系统的使用安全。
【关键词】 循环；水系统；泄漏；水质恶化
一、前言
在循环水系统使用的过程中随着使用年限的延长，管道必然会发生腐蚀；管道内的腐蚀性物质也会在一定程度上增加循环水系统管道的进度。发生泄漏后我们要采取有效的措施，避免水质的污染。
二、循环水系统发生泄漏
循环水系统泄漏，指循环冷却水系统的冷换设备发生腐蚀穿孔、垫片失效等故障，使得化工物料进入到循环冷却水中的现象。一旦发生这种现象，化工物料就会进入循环水系统，使循环水系统的水质发生异常变化，从而造成冷换设备换热效率下降，能耗增加，成本上升，生产装置的正常运行受到影响，严重时会导致循环水系统停运。中蓝石化的2个循环水场可能发生的泄漏物质高要有原油，汽油，液化气，烯烃类化工产品，如果这些物质泄漏而没有采取及时有效的措施，则会加剧设备腐蚀，严重时甚至可能造成管路堵塞，全面停产。
1、循环水漏油的判断
根据大庆中蓝石化有限公司循环水水质稳定处理技术服务合同，针对20110407催化L303物料泄漏引起的四循环水场水质变化，目前水质状况如下：（见下表）
2、循环水系统漏氨后的处理
1）已查找并切换泄漏换热器。
2）大量补水，先溢流，溢出泄漏的油沫。
3）加大杀菌力度，先期投加一部分优氯净（上午1桶，下午2桶），后次氯酸钠自动投加。
4）视浊度，油含量及COD值，判断需投加何种药剂及投加量。待油沫不再大量出现时，按以下纳尔科方案进行。
（1）根据现场情况投加油分散剂N7308，粘泥剥离剂N73550，非氧化杀菌剂N7330或90001。
（2）封闭24小时，同时提高循环量至上限。
（3）停补水，迅速排放至最低安全液位。
（4）迅速补水至正常液位，再次排水待浊度明显降时再次投加以上药剂。
（5）监测油含量及COD浓度，合格后恢复正常运行。
（6）若不合格，视具体情况确定下一步方案。
通过循环水水质变化，及时判断泄漏物质，通过查漏，及时找出泄漏的换热器，在保证日常生产情况下，停掉该泄漏设备，进行堵漏，如果此过程及时有效，可避免水质恶化，避免冷换设备腐蚀结垢。但是由于生产需求，该装置无法停车时，可以通过调整水处理运行方案，以保证生产正常进行。由于漏氨极易造成冷换设备腐蚀，因此需要加强循环水的缓蚀：补加锌盐，对金属建立起保护作用，抑制设备腐蚀；补加唑盐，抑制铜换热器的腐蚀；为了避免循环水中菌藻爆发性生长，加强杀菌灭藻，循环水场需要加强菌藻含量的监测。由于水场及时调整运行方案，使得循环水场在漏氨的半年多期间里，没有发生由于水质异常造成非正常停车，保证了正常生产。
三、填料密封寿命短与泄漏的原因分析
针对填料密封结构特点和会降低填料密封寿命以及容易泄漏的情况，对该泵进行解体检查，通过分析，影响填料密封寿命与造成泄漏的主要原因有以下三个方面：
1、双吸叶轮口环间隙超过更换间隙值，解体后测量叶轮口环与泵体口环的间隙为1.52mm和1.66mm，标准间隙为0.6-0.7mm，极限值为1.2mm，口环间隙过大，起不到封水节流的作用，从而使出口介质大量回流，造成效率下降和泵入口密封腔压力变大，最终导致密封使用寿命缩短。
2、泵与电机对轮同心度不好，在安装时，当在原有电机垫片的基础上找正时，电机的轴心线比泵的轴心线低0.13mm（弹性圆柱销式的同心度偏差外圆值小于0.08mm），平面值小于0.06mm，引起泵的振动值超标，从而加速填料的磨损。
3、填料密封自身存在缺点，填料密封的压盖对填料进行轴向挤压而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴套之间存在较大的摩擦，从而出现轴套容易磨损和密封泄漏现象。由于泵体结构设计上的缺陷，填料密封方式相对落后，当循环水泵运转时，容易造成填料密封泄漏、填料损坏、填料轴套磨损，导致该水泵的密封不能满足生产的需要。
四、预防泄漏的措施
1、加强水冷器的管理。对每套循环水所对应的装置上的水冷器进行登记造册，记录包括每台水冷器的位号、水冷器型式、工艺介质名称、材质、进出口温差、压力、换热介质、被冷却介质进出口温度、使用时间、检修时间、维修时间以及泄漏情况。建立历次大检修中每台水冷却器的详细记录和垢样分析情况及拍下的记录腐蚀、结垢、黏泥沉积和杂物堵塞的照片，及水冷器更换情况的记录，包括更换原因、使用年限、更换新水冷却器的材质等；定期对水冷器的流量进行测量，对超温和流速小的水冷器开大进出口阀门。对因设计原因造成进出口流速达不到要求的水冷器应在条件允许时进行整改。
2、加强循环水的分析力度，增加循环水的分析項目，包括COD、氨氮、硫化物的分析，同时根据循环水的情况适当增减分析部分项目的频率，同时建立健全循环冷却水计算机数据库管理系统，包括系统的技术参数及流程数据库，即循环水量、保有水量、温差、循环水线简图、新鲜水线简图、循环水输送各装置简图和水冷器分布图等；新鲜水和循环水水质数据库，每15d或30d汇总1次（含平均值、最高和最低值），形成报表并绘制成曲线，以提高分析研究数据的速度，必要时利用这些数据查找有机物的泄漏，能更快速更准确地找到泄漏设备。
五、闭式循环冷却水系统的设计要点
系统的设计要点包括：系统循环流量设计、系统补水量系统设计、水力平衡设计、管道铺设方式的设计、管材的选用、管路系统排气的设计、循环水的除氧设计及系统控制设计等。 由于大、中型闭式循环冷却水系统涉及的用水设备多且复杂，所以系统流量的确定难度大。在参考《建筑给水排水設计规范》和《工业循环冷却水处理设计规范》等标准的相关规定基础上，结合实际工作经验，最终确定水量。在流量设计时，通常采用以下步骤：首先，进行用水量调查。对设计的闭式循环冷却水系统，所涉及到的近期和远期用水设备的用水量进行普查。
其次，确定用水设备同时用水系数。同时用水系数应从三个方面分析：一是、操作习惯。是否长流水，停机不关水，阀门全开供水的操作习惯；二是、生产能力。是否满负荷生产，有无闲置，停车时间的长短等；三是、设备所处的生命周期阶段。不同使用时间的设备数量，新旧设备的数量等。根据上述三个方面的分析，确定系统同时用水系数。
六、针对水质恶化的处理对策
当化工装置中发生循环水系统泄漏后，应该准确判断到底是何种介质的泄漏，并能够有针对性的去查找漏点，并能够根据泄漏的介质特点，选择合理的治理方案，确保采取适宜的处理方案，避免水质继续恶化，改善水质。以下介绍具体的解决对策：
1、查漏
当发生循环水系统泄漏后，首先应该针对系统查漏，并通过分析在水冷却器进出口的循环水pH，水的浊度以及COD等方法，有效判断泄露位置，并且在找到泄漏漏点之后，也需要采取出口水就地排放措施，立即消除漏点，减少泄漏物料进入循环水系统的量，降低水质恶化情况。并且在查漏中可以采取pH值检测法以及油含量检测法、粘泥监测箱存集气体检测法、COD检测法等多种方法，并能够通过使用用特定的仪器，对水质进行检测，及时从系统中切除漏点。
2、泄漏源的处理
在针对循环水系统查出的泄漏源，应该首先关闭以及切断泄漏源，并立即对其进行检修，对于无法切除的泄漏源处理中，应该增加对周围水质的COD、水内油含量以及水内异氧菌的监测，并能够采用氧化性杀菌剂以及非氧化性杀菌剂结合方式，防止水质内的腐蚀加剧，观察水质变化情况，并除采取有效的排污、投加除油剂、溢流方式，改善水质恶化情况，降低对循环水系统设备的腐蚀。
3、水质监控
在化工企业的循环水系统发生泄漏后，其水质恶化处理是非常复杂的工作，因此可以建立循环水的查漏台帐，对循环水换热器中的管程以及壳程冷前冷后温度等数据进行统计，并能够定期对系统的数据进行更新，这样可以有效的预防泄漏发生。并且在水质恶化之后，还应该有专门的人员对水质进行监控，降低泄漏的危害，控制循环水中的有害离子含量。
4、改善水质
针对恶化水质，可以在发生泄漏后，应该根据具体的水质状况，采取优化的缓蚀阻垢剂，提高缓蚀阻垢效果，发挥更好的缓蚀以及阻垢功效。并且在水质恶化的处理中，还可以优化杀菌剂，为防止泄露后的生物黏泥产生，采用强有力的杀菌手段，加大杀菌力度，并合理控制循环水中的药剂投加浓度。并在水质恶化的处理过程中，为了改善以及优化恶化的水质，还可以根据循环水的水质状况，这主要是因为投加剥离剂可使泄漏在换热管上部分沉积，剥离剂中的主要成分就是活性剂，活性剂中也都含有亲水基团以及亲油基团，这样就可以使恶化水质中水的表面张力下降，包括黏泥以及油类等被剥离下来，进一步降低水的表面张力，从而可以取得良好的剥离效果，随水流而被带出水冷却器，优化改善水质治理，确保循环水系统的正常运行。
5、管道的合理配置与设计
在管道的配管过程中，利用经济流速来确定配管，同时减少配管过程中过的“瓶颈”现象，减少管道输送距离，减少管道弯头、变径等管附件，做到低点排污，高低排空，减少“布袋”现象出现。所谓经济流速是一次投资与运行费用之和最小时的流速为经济流速，而相应的管径即为经济管径。在设计过程中，常采用经验参数作为经济流速。但是，在较大规模的循环水系统配管设计中，需反复比较管道的动力损耗费用与投资，针对性确定管道的经济流速。经济流速确定需综合考虑管道造价、折旧、动力费用及用水变化规律等，选用适当的经济技术指标和管损计算公式进行确定。
七、结束语
在循环水系统设计、施工、验收、使用的过程中我们都要按照相关的标准进行施工，保证施工质量，避免在使用过程中发生泄漏，对人们的生产安全和环境产生影响。
参考文献：
[1]李清.循环水中总磷含量异常原因分析及对策[J].大氮肥，2013，36（2）：124-126.
[2]盛况，李洪海，李洪洲.浅议炼油厂循环水水质持续改进[J].现代化工，2011，14（12）：76-77.
【关键词】 循环；水系统；泄漏；水质恶化
一、前言
在循环水系统使用的过程中随着使用年限的延长，管道必然会发生腐蚀；管道内的腐蚀性物质也会在一定程度上增加循环水系统管道的进度。发生泄漏后我们要采取有效的措施，避免水质的污染。
二、循环水系统发生泄漏
循环水系统泄漏，指循环冷却水系统的冷换设备发生腐蚀穿孔、垫片失效等故障，使得化工物料进入到循环冷却水中的现象。一旦发生这种现象，化工物料就会进入循环水系统，使循环水系统的水质发生异常变化，从而造成冷换设备换热效率下降，能耗增加，成本上升，生产装置的正常运行受到影响，严重时会导致循环水系统停运。中蓝石化的2个循环水场可能发生的泄漏物质高要有原油，汽油，液化气，烯烃类化工产品，如果这些物质泄漏而没有采取及时有效的措施，则会加剧设备腐蚀，严重时甚至可能造成管路堵塞，全面停产。
1、循环水漏油的判断
根据大庆中蓝石化有限公司循环水水质稳定处理技术服务合同，针对20110407催化L303物料泄漏引起的四循环水场水质变化，目前水质状况如下：（见下表）
2、循环水系统漏氨后的处理
1）已查找并切换泄漏换热器。
2）大量补水，先溢流，溢出泄漏的油沫。
3）加大杀菌力度，先期投加一部分优氯净（上午1桶，下午2桶），后次氯酸钠自动投加。
4）视浊度，油含量及COD值，判断需投加何种药剂及投加量。待油沫不再大量出现时，按以下纳尔科方案进行。
（1）根据现场情况投加油分散剂N7308，粘泥剥离剂N73550，非氧化杀菌剂N7330或90001。
（2）封闭24小时，同时提高循环量至上限。
（3）停补水，迅速排放至最低安全液位。
（4）迅速补水至正常液位，再次排水待浊度明显降时再次投加以上药剂。
（5）监测油含量及COD浓度，合格后恢复正常运行。
（6）若不合格，视具体情况确定下一步方案。
通过循环水水质变化，及时判断泄漏物质，通过查漏，及时找出泄漏的换热器，在保证日常生产情况下，停掉该泄漏设备，进行堵漏，如果此过程及时有效，可避免水质恶化，避免冷换设备腐蚀结垢。但是由于生产需求，该装置无法停车时，可以通过调整水处理运行方案，以保证生产正常进行。由于漏氨极易造成冷换设备腐蚀，因此需要加强循环水的缓蚀：补加锌盐，对金属建立起保护作用，抑制设备腐蚀；补加唑盐，抑制铜换热器的腐蚀；为了避免循环水中菌藻爆发性生长，加强杀菌灭藻，循环水场需要加强菌藻含量的监测。由于水场及时调整运行方案，使得循环水场在漏氨的半年多期间里，没有发生由于水质异常造成非正常停车，保证了正常生产。
三、填料密封寿命短与泄漏的原因分析
针对填料密封结构特点和会降低填料密封寿命以及容易泄漏的情况，对该泵进行解体检查，通过分析，影响填料密封寿命与造成泄漏的主要原因有以下三个方面：
1、双吸叶轮口环间隙超过更换间隙值，解体后测量叶轮口环与泵体口环的间隙为1.52mm和1.66mm，标准间隙为0.6-0.7mm，极限值为1.2mm，口环间隙过大，起不到封水节流的作用，从而使出口介质大量回流，造成效率下降和泵入口密封腔压力变大，最终导致密封使用寿命缩短。
2、泵与电机对轮同心度不好，在安装时，当在原有电机垫片的基础上找正时，电机的轴心线比泵的轴心线低0.13mm（弹性圆柱销式的同心度偏差外圆值小于0.08mm），平面值小于0.06mm，引起泵的振动值超标，从而加速填料的磨损。
3、填料密封自身存在缺点，填料密封的压盖对填料进行轴向挤压而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴套之间存在较大的摩擦，从而出现轴套容易磨损和密封泄漏现象。由于泵体结构设计上的缺陷，填料密封方式相对落后，当循环水泵运转时，容易造成填料密封泄漏、填料损坏、填料轴套磨损，导致该水泵的密封不能满足生产的需要。
四、预防泄漏的措施
1、加强水冷器的管理。对每套循环水所对应的装置上的水冷器进行登记造册，记录包括每台水冷器的位号、水冷器型式、工艺介质名称、材质、进出口温差、压力、换热介质、被冷却介质进出口温度、使用时间、检修时间、维修时间以及泄漏情况。建立历次大检修中每台水冷却器的详细记录和垢样分析情况及拍下的记录腐蚀、结垢、黏泥沉积和杂物堵塞的照片，及水冷器更换情况的记录，包括更换原因、使用年限、更换新水冷却器的材质等；定期对水冷器的流量进行测量，对超温和流速小的水冷器开大进出口阀门。对因设计原因造成进出口流速达不到要求的水冷器应在条件允许时进行整改。
2、加强循环水的分析力度，增加循环水的分析項目，包括COD、氨氮、硫化物的分析，同时根据循环水的情况适当增减分析部分项目的频率，同时建立健全循环冷却水计算机数据库管理系统，包括系统的技术参数及流程数据库，即循环水量、保有水量、温差、循环水线简图、新鲜水线简图、循环水输送各装置简图和水冷器分布图等；新鲜水和循环水水质数据库，每15d或30d汇总1次（含平均值、最高和最低值），形成报表并绘制成曲线，以提高分析研究数据的速度，必要时利用这些数据查找有机物的泄漏，能更快速更准确地找到泄漏设备。
五、闭式循环冷却水系统的设计要点
系统的设计要点包括：系统循环流量设计、系统补水量系统设计、水力平衡设计、管道铺设方式的设计、管材的选用、管路系统排气的设计、循环水的除氧设计及系统控制设计等。 由于大、中型闭式循环冷却水系统涉及的用水设备多且复杂，所以系统流量的确定难度大。在参考《建筑给水排水設计规范》和《工业循环冷却水处理设计规范》等标准的相关规定基础上，结合实际工作经验，最终确定水量。在流量设计时，通常采用以下步骤：首先，进行用水量调查。对设计的闭式循环冷却水系统，所涉及到的近期和远期用水设备的用水量进行普查。
其次，确定用水设备同时用水系数。同时用水系数应从三个方面分析：一是、操作习惯。是否长流水，停机不关水，阀门全开供水的操作习惯；二是、生产能力。是否满负荷生产，有无闲置，停车时间的长短等；三是、设备所处的生命周期阶段。不同使用时间的设备数量，新旧设备的数量等。根据上述三个方面的分析，确定系统同时用水系数。
六、针对水质恶化的处理对策
当化工装置中发生循环水系统泄漏后，应该准确判断到底是何种介质的泄漏，并能够有针对性的去查找漏点，并能够根据泄漏的介质特点，选择合理的治理方案，确保采取适宜的处理方案，避免水质继续恶化，改善水质。以下介绍具体的解决对策：
1、查漏
当发生循环水系统泄漏后，首先应该针对系统查漏，并通过分析在水冷却器进出口的循环水pH，水的浊度以及COD等方法，有效判断泄露位置，并且在找到泄漏漏点之后，也需要采取出口水就地排放措施，立即消除漏点，减少泄漏物料进入循环水系统的量，降低水质恶化情况。并且在查漏中可以采取pH值检测法以及油含量检测法、粘泥监测箱存集气体检测法、COD检测法等多种方法，并能够通过使用用特定的仪器，对水质进行检测，及时从系统中切除漏点。
2、泄漏源的处理
在针对循环水系统查出的泄漏源，应该首先关闭以及切断泄漏源，并立即对其进行检修，对于无法切除的泄漏源处理中，应该增加对周围水质的COD、水内油含量以及水内异氧菌的监测，并能够采用氧化性杀菌剂以及非氧化性杀菌剂结合方式，防止水质内的腐蚀加剧，观察水质变化情况，并除采取有效的排污、投加除油剂、溢流方式，改善水质恶化情况，降低对循环水系统设备的腐蚀。
3、水质监控
在化工企业的循环水系统发生泄漏后，其水质恶化处理是非常复杂的工作，因此可以建立循环水的查漏台帐，对循环水换热器中的管程以及壳程冷前冷后温度等数据进行统计，并能够定期对系统的数据进行更新，这样可以有效的预防泄漏发生。并且在水质恶化之后，还应该有专门的人员对水质进行监控，降低泄漏的危害，控制循环水中的有害离子含量。
4、改善水质
针对恶化水质，可以在发生泄漏后，应该根据具体的水质状况，采取优化的缓蚀阻垢剂，提高缓蚀阻垢效果，发挥更好的缓蚀以及阻垢功效。并且在水质恶化的处理中，还可以优化杀菌剂，为防止泄露后的生物黏泥产生，采用强有力的杀菌手段，加大杀菌力度，并合理控制循环水中的药剂投加浓度。并在水质恶化的处理过程中，为了改善以及优化恶化的水质，还可以根据循环水的水质状况，这主要是因为投加剥离剂可使泄漏在换热管上部分沉积，剥离剂中的主要成分就是活性剂，活性剂中也都含有亲水基团以及亲油基团，这样就可以使恶化水质中水的表面张力下降，包括黏泥以及油类等被剥离下来，进一步降低水的表面张力，从而可以取得良好的剥离效果，随水流而被带出水冷却器，优化改善水质治理，确保循环水系统的正常运行。
5、管道的合理配置与设计
在管道的配管过程中，利用经济流速来确定配管，同时减少配管过程中过的“瓶颈”现象，减少管道输送距离，减少管道弯头、变径等管附件，做到低点排污，高低排空，减少“布袋”现象出现。所谓经济流速是一次投资与运行费用之和最小时的流速为经济流速，而相应的管径即为经济管径。在设计过程中，常采用经验参数作为经济流速。但是，在较大规模的循环水系统配管设计中，需反复比较管道的动力损耗费用与投资，针对性确定管道的经济流速。经济流速确定需综合考虑管道造价、折旧、动力费用及用水变化规律等，选用适当的经济技术指标和管损计算公式进行确定。
七、结束语
在循环水系统设计、施工、验收、使用的过程中我们都要按照相关的标准进行施工，保证施工质量，避免在使用过程中发生泄漏，对人们的生产安全和环境产生影响。
参考文献：
[1]李清.循环水中总磷含量异常原因分析及对策[J].大氮肥，2013，36（2）：124-126.
[2]盛况，李洪海，李洪洲.浅议炼油厂循环水水质持续改进[J].现代化工，2011，14（12）：76-77.