循环水系统不停车清洗预膜方案

达钢集团炼钢厂连铸净循环水系统

不停产清洗预膜方案

摘要：达钢集团炼钢厂连铸净循环水系统因腐蚀、结垢等影响，需进行清洗、预膜，根据本系统水质及材质等情况确定了化学清洗、预膜方案，结果表明清洗、预膜效果良好，达到预期目的。

关键词：循环冷却水清洗预膜

一、循环水系统现状

达钢集团炼钢厂连铸净循环水系统，冷却水在不断的循环使用过程中，由于温度升高、速度的变化、蒸发引起各种无机离子和有机物质的浓缩、冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂质的进入等多种因素的综合作用，循环冷却水系统及换热设备产生沉积物附着、设备腐蚀、微生物滋生以及由此形成的黏泥污垢造成堵塞管道等问题。主要表现在：

①全年浊度多数超标（指标为≤20 mg／L），最高达50.6 mg／L。

②循环水中总铁的质量浓度较高，最高达5.57 mg／L。

③监测挂片有较明显的腐蚀倾向，挂片腐蚀速率最高达0.29 mm／a。

目前循环水系统冷却效果较差，已无法满足工艺使用，因此决定对换热冷却设备及循环水系统进行不停产清洗和预膜。

二、清洗内容

1 循环水系统化学清洗

2 循环水系统预膜

三、主要设计依据及技术参数

1主要标准依据

a、GB50050—95《工业循环冷却水处理设计规范》

b、HG/T 2387-92《工业设备化学清洗质量标准》

c、JB 8526-1997 《高压水射流清洗作业安全规范》

d、HG/T3778-2005《冷却水系统化学清洗、预膜处理技术规则》

2、主要技术参数

循环水量500（最大580）m3/h,

供水压力0.4MPa

回水压力0.2 MPa

供水温度30℃

回水温度40℃

浓缩倍数3

四、清洗、预膜

4.1化学清洗

化学清洗过程由清洗剥离、酸洗两过程组成

4.2粘泥剥离

清洗剂中的主要成分：有机磷、聚磷、表面活性剂、高效清洗缓蚀剂、整合除锈剂等。清洗时，我们先投加了适量的除油剂OBL－02及消泡剂OBL－07，投加量分别为100 mg／L，80 mg／L，运行48 h，浊度平均升高200％，边换水边补水使浊度降至10 mg／L以下，再进行粘泥剥离，先投加双烷基季胺，然后投加消泡剂OBL-07，投加量分别为100 mg／L，50 mg／L，运行24 h。

4.3 酸洗

酸洗过程投加六偏磷酸钠，HEDP，磺化共聚物药剂，投加量分别为100 mg／L，50mg／L，30 mg／L，并投加适量浓硫酸（98％）

以调节酸洗过程的pH值。

4.3.l pH值变化

酸洗过程历时12 h，pH值控制为4－5，以利于化学清洗剂充分发挥作用。硫酸的投加视pH值情况调节。酸洗pH值控制效果见表2。酸洗后，对系统进行置换，浊度降至10 mg／L以下，pH值升至7.0以上。

4.3.2 浊度变化

酸洗过程浊度变化见表3。

由表3可见，2h后，酸洗明显开始发挥作用，池水浊度明显上升，到清洗6到8小时趋于稳定，粘附在系统中的大量粘泥、腐蚀产物被剥离、清洗效果明显。

4.3.3 总铁变化

酸洗过程总铁变化见表4。

由表4可见，酸洗过程中，总铁从酸洗前的5.57 mg/L上升到第8小时的7.32 mg／L，后趋于稳定。说明系统有较多的腐蚀产物，清洗剂中的除锈螫合剂充分发挥了除锈作用。

4.3.4置换

清洗到达终点后开始进行置换，置换方式采用大排大补，尽量缩

短置换时间。当循环水浊度<15mg/L（接近补水水质），总铁<1mg/L, 表示系统置换结束可直接进入预膜阶段。

4.3.5化学清洗质量标准

化学清洗及缓蚀效果的检查，按国家行业标准HG/T2387-92〈〈工业设备化学清洗质量标准〉〉执行。

（1）清洗过程的腐蚀率检测

采用挂片失重法监测挂片腐蚀率：

碳钢≤6克/米2.时铜、不锈钢≤2克/米2.时

（2）清洗后检测除垢率大于95%，认为合格。

4.4循环水系统的预膜

本次化学清洗结束后的预膜是在热负荷下进行。预膜过程所投加的药剂及浓度见表5。

预膜过程投加药剂时，投加六偏磷酸钠和OBL-11预膜剂，典型示范投加硫酸锌，过程中投加工业硫酸，调节PH值在6.0－7.0之间；每2小时分析一次六偏磷酸钠及Zn2+浓度，若小于指标，则适量补加，预膜全过程时间为24h。

4.4.1 浊度控制

预膜过程浊度变化见表6。

由于添加的药剂以及在预膜过程中锌离子会发生水解，使循环水的浊度有所上升，从过程来看浊度上升不大，不影响预膜质量。

4.4.2 pH值控制

预膜过程pH值变化见表7。

4.4.3 Ca2+浓度控制

根据预膜的机理，预膜剂易与水中的Ca2+。Mg2+等二价金属离子发生络合反应，形成沉积物覆盖在金属表面而抑制腐蚀[3]。因而在预膜过程中，应定时监测Ca2+浓度变化，并作为判断预膜终点的一项分析指标。有资料表明，当预膜水中Ca2+的质量浓度低于50 mg／L时，预膜时难以生成密实的保护膜；当大于50 mg／L时，开始出现沉积物，因而预膜时水中Ca2+的质量浓度应维持在50～100 mg/L 为宜[4]。本次预膜，Ca2+浓度是在换水后分析，此后补加的补充水是去离子水，因此Ca2+浓度基本稳定，因此也没再监测Ca2+浓度变化。

4.4.4 预膜效果评价

预膜后，试片表面光滑无锈蚀，成膜均匀、致密，挂广仁出现明显的浅蓝色色晕，用硫酸铜法检验试片预膜效果：时间为2分36秒，效果理想。

4.4.5置换、排放：

先将清洗液排至最低水位（维持安全生产所需的水位），重新注水至正常水位，再排放至最低水位。如此进行补排水置换。直至水质符合正常运行要求。

五、施工组织简述

1、本次清洗工程由我司负责，遵循设备施工工艺及技术规律，采用先进施工技术，科学制定施工方案。

2、科学的安排施工项目，保证本工程生产的均衡性和连续性。

3、结合本工程特点，选择性能良好的机械设备，科学合理的配备生