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循环冷却水系统的清洗和预膜处理

2019-11-04 10:33:57浏览:39 来源:清洗联盟   

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循环冷却水系统的清洗和预膜处理

(一) 为什么要进行清洗和预膜

循环冷却水处理是七十年代中期在我国迅速发展起来的一门水处理工艺,是控制循环冷却水系统微生物滋长、防止结垢和腐蚀的综合性水处理技术,因此对冷却水系统清、水清洗、化学药剂清洗、预膜钝化是保证循环冷却系统能正常操作运行的必要手段。同时循环水处理工作能正常进行。

循环冷却水系统建成之后,由于施工过程残留于水系统中的各种杂物,会阻塞管网系统,堵住热交换器管口,妨碍水的流通,还会粘着在热交换器的金属管壁上,粘附在冷却塔的填料上,直接影响传热效率和换热效果。冷却水系统运行一段时间后,由于各种原因也会产生各种杂物,包括腐蚀产物和各种沉积物,也会影响整个换热过程。为了去除循环水系统的油污、泥沙、浮锈等杂物,取得理想的水处理效果,使冷却水系统保持清洁的金属表面业为预膜创造必要的条件,因此需要对循环冷却水系统进行清洗处理。这是循环冷却水处理的原始开车和检修后的重新开车极其重要的工作。

预膜处理就是在清洗后的冷却水系统金属表面上,利用化学药剂形成一层非常薄的保护膜,使得金属表面免遭腐蚀。因此,循环冷却水系统的清洗和预膜处理是防止冷却管的腐蚀,提高热交换效率、延长设备寿命,确保持续、均衡、稳产和安全运行的有效措施。

(二) 如何进行循环冷却水系统的清洗

分为物理和化学两种方法。物理清洗主要是用水、空气和机械等,化学清洗主要是用酸、碱和复合的清洗剂等。清洗的范围分为单台设备和整个冷却水系统的清洗;清洗方式分开车前清洗(或停车后的清洗)和运行中的不停车清洗。是十分重要而细微的工作。在清洗前要先进行系统清扫。

(1) 循环冷却水系统的清扫

大致分三个方面,即冷却塔和水池、管网系统、热交换器的清扫。

冷却塔和水池的清扫是先从塔顶、配水系统等从上而下进行的,然后安装冷却塔填料,再进行冷却塔水池的清扫,业拖擦千净。管网的清扫,对小700以上管道要没有检修人孔(约30一50米距离设一只)便于通风和组织人工进管清扫工作的安全,清扫后业拖擦千净,在人孔处要设立专人监护,有必要时还得进行管内取样分析,办理“进塔入罐”手续。热交换器的清扫常用3kgc/mZ压力的压缩空气伸入热交换管内进行吹扫;对于运行一段时间的热交换器由于管内有沉积物或污垢,宜用园钢、橡胶塞等工具进行捅刷,或在钢筋上安装尼龙刷、钢丝刷在热粼换管内来回捅拉刷。这种人工清洗法,虽较费力费时,但效果很好。此外,对于施工及检修工作,要求工完料尽场地清,切勿将杂物残留在冷却水系统内,以便减少清扫工作量。

(2)循环冷却水统的水清洗在整个水系统的水清洗之前,有必要时先进行单台热交换器的水清洗。单台的热交换器,水清洗常采用专门水枪,用10okg/cm之以上的高压水枪效果比较显著。也可以用6kgc/mZ左右水泵来冲洗,冲洗水在管内流速应不小于3米/秒。除水冲洗之外,也可在水中混以压缩空气(或NZ气)进行搅拌清洗一一这种冲洗方法可定期或不定期在设备运行的过程中采用,效果也很显著。对于单台热交换器的水清洗,在我国电业系统已采用小球清洗铜质冷凝器,小球是以橡胶或塑料制成,球的直径做成比清洗管径大1毫米,随着水泵的清洗水压入热交换器管内以擦洗管内沉积物,业一起挤压被水带走,(1)球回可收循环使用这是多年来使用比较有效的方法。

整个冷却水系统的水清洗是将上述清扫中难以清除千净的细小杂质(包括尘土)有效地冲洗千净。但在水清洗之前,为了防止污泥浊水和其他杂质污染冷却塔填料和热交换器的管壁,必须先做好二件事:①接好冷却塔回水的旁路管、使得初次冲洗的浊水不上冷却塔,以免配水系统阻塞,或是冷却塔填料受到污染;②每台热交换器要接好旁路管,在初次水冲洗时,水走短路而不进热交换器内,避免管壁受污染。

水清洗的操作控制步骤如下:①用浊度低于3ppm过滤水,对冷却塔水池和管网进行布水,直至水池到达或速高水位。②开循环水泵进行清洗,这时水去热交换器的旁路管业从回水的旁路管进入水池,业控制水的流速每秒1米左右。开始循环水的浊度很高,系统不干净时,浊度可达10G多ppln,一般比较干净的系统浊度约4。一soppm。冲洗至8一16小时,然后停泵,把系统的水进行迅速排放,等排放干净之后,对冷却塔的水池进行清扫,因为这里流速最慢,容易沉积,应予清除干净。③再次向系统布水,水质要求浊度小于3ppm,布满水后再开泵进行清洗工作,在操作上一边排污一边布水,补充水量约为3一5%的循环水量,使浊度逐步降低,直至循环水的浊度稳定小于loppm,至少三小时以上时,然后停泵全系统水排放。④经上述冲洗之后,系统比较千,于是可以拆除各个热交换器的旁路管,使循环水管路直接与热交换器接通。冷却塔回水管的旁路可不必拆,只要关死阀门就可,因为此旁路管遇上冬天冷态运行时还要使用。在系统布水后开泵,这时水上冷却塔业冲洗填料,同时也进入热交换器内进行清洗,此时也一边排污一边补水,补水量仍控制在3一5%的循环水量。当循环水的浊度逐步降低至sppm之后,且稳定5小时以上,即完成全系统的水清洗。水清洗之后必要时可以转入化学清洗。

(2) 循环水系统的化学清洗水清洗是一种物理方法,主要是去除冷却水系统的尘土、泥砂、杂物等,而化学清洗主要是去除油污、浮锈、水垢以及清除付蚀产物,从而使热交换器管壁的金属表面清洁干净业露出活化表面,以便为预膜处理创造条件。化学清洗又分为单台热交换器和全循环水系统的化学清洗二种方式。

①单台热交换器的化学清洗对于新投用的热交换器由于防腐措施不善而锈蚀,或运行一段时间的热交换器由于锈蚀、结垢和微生物沉积都要进行单台热交换器的化学清洗。而化学清洗的方法主要有酸洗和碱洗二种,碱洗主要是用氢氧化钠的乳化、分散作用而除去油污,但对水中一些盐类的结垢清除效果较差,因此循环水系统很少采用。酸洗所使用的酸可以是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸和柠檬酸等,其中柠檬酸较贵。在实际应用中效果较好而常用的酸洗配方有下面儿种:(1)8%浓度的盐酸配加0.5%的乌洛托平,其余是91.5%的水,(11)5一。%浓度的98%硫酸配加0.5%的若丁,其余92%的水,(11)10%浓度的硝酸配加0.2%苯胺、0.3%乌洛托平、0.1%硫氰酸钾,其余骊%的水。以上酸洗之后要进行碱洗中和,然后经过钝化处理保护。钝化处理可以采用氮素配方进行,氮素配方为:尿素3.5%,亚硝酸钠3.5%,苯甲酸钠。.理%,碳酸钠1.J%,叭%左右水。钝化处理时可在管路或水箱里挂上挂片,约经过3一5小时的钝化处理后,在挂片上略带黄色光亮的钝化膜时,就完成了热交换器的单台化学清洗。

②整个循环冷却水系统的化学清洗

全系统的化学清洗是选择复合清洗剂和杀生剂进行的。这些药剂具有杀生、浸润、渗透、乳化、分散作用,以去除油污、结垢物、生物粘泥和各种腐蚀产物。清洗的过程往往是先用杀生剂对整个系统进行杀生和剥离粘附于管壁表面的污垢,再投以分散和鳌合剂,以改变污垢的结构和形态,以便成为松散物而漂浮于水中,再设法予以去除。化学清洗时,一般控制PH值都比较低,目的是为了在低PH值情况下提高杀菌效果,业在低PH值情况下溶解一些盐类的结垢物,这样化学的清洗效果好。

化举清洗的具体药剂选择,还要结合各自循环冷却水系统的状况而定,对于系统尚属清洁而沉积物又不很严重,或是新系统原始开车时,可以选择下面清洗剂:i()B407化学清洗剂。投加量是4oppm。其组份为:磺化唬泊酸二一2一乙基乙醋钠盐16%,异丙醇30一:31%,乙醇l一2%,水50一51%。在清洗操作同时要加氯杀菌,控制余氯为0.5一1.Oppm,PH值控制在5.5一6.5,上述清洗剂使用时,往往水中有大量泡沫产生,可以提高冷却塔水池液位,使泡沫溢流予以去除,此法效果虽好,但对环境不文明,还要损失一些药剂和水。有的组织人工去捞泡沫又太费时。所以,为消除泡沫还须投加3一5ppm的消泡剂,消泡剂的组份大致如下:异丙醇1%,硬脂酸3%,聚乙二醇硬脂酸6%,聚丙二醇硬脂酸6%,液体石蜡8艺%。以上化学清洗与消泡处理对金属表面去除油污效果很好。i(1)E419化学药齐1]投加量60一12oppm,视系统情况而定B419药剂组份如下:聚丙烯酸;l1一15%,EDTMP12%,邻苯二甲酸醋1%,水72%。同时加氯杀菌,控制P工拓。一7.5。i(11)三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。投加量IOoppm(以PO4一“计),控制总磷为65一7oppm,同时加氯杀菌,达到余氯指标,控制PH值5.5一6.5。

对于循环冷却水系统沉积物比较严重,或是经过一段时间运行,系统内微生物及结垢比较严重,或是由于生产工艺要求进行不停车化学清洗,以及老循环水系统原来没有投加水处理剂等情况,可以选择下面的化学清洗方案进行清洗,实例如下:(i)例甲。用乙基大蒜素抗菌剂,投加量谁ooppm,PH值7一8,杀生时间24小时,再用次氯酸钙,投加量SOppm,PH值7.5一8.。,剥离杀生时间43小时;后用B419,加量soppm,PH值6.5一7.。,进行分散、赘合处理48小时;最后用吐温一80,加量soppm,PH值6.5一’t.。,进行分散处理,时间为48小时。_i(i)例乙。先是一次性投加新洁尔密120ppm,PH值6拍一7.0,连续运行24小时。再是投加B4()7剂4oPpln,业加六偏磷酸钠Zoppm,运行时间2续小时。然后加入B4z。120pPm,HPMA20ppm,六偏磷酸钠Zoppm,运行24小时,降低PH值为4.5一5.0,8小时后再恢复PH值至6.5一7.0,总计运行时间72小时。最后投加洗必泰主要成份双氯苯双孤乙烷醋酸盐)soppm,控制PH值6.。一7.0,运行48小时。i(i)例丙。先用硫酸调节PH值6.0一7.0,通氯杀菌维持回水中余氯0.5一1.oppm,运行24小时,停止加氯2小时后投加新洁尔密Zo0Ppm,不排污运行48小时,进行粘泥剥离,然后加入硫脉looppm,渗透剂zoppn、,时间是之4小时此方案实际应用,清洗效果较好,管内无垢,表面千净。

化学清洗终点控制,除了严格按照化学清洗方案进行外,还应注意如下监测:(i)循环水浊度。要达到出水与回水浊度基本相同,业稳定低于loppm,至少5小时以上;i(i)试验挂片检查。挂片上浮锈己清除,业显露出金属的光泽;(11)监测性热交换器检查。拆查试验管除锈去污情况露出金属活化表面;i(v)循环水的总铁测定。出水与回水总铁要基本相等业接近补充水的总铁。达到上述指标之后,循环冷却水系统的化学清洗即为合格。如果此时循环水的浊度已低于sppm,系统即可以转入预膜处理。

(三) 如何进行循环冷却水系统的预膜处理

循环冷却水系统的化学清洗结束后,热交换器的管壁己露出金属表面就转入预膜处理,预膜的过程亦称基础处理。预膜与不经过预膜其水处理效果相差很多,例如用聚磷酸水处理剂,如果不经预膜其缓蚀效果相差很大,据国外报道,其腐蚀速度两者相差20倍左右。所以预膜处理是循环冷却水处理的一个关键工序,预膜的好坏直接影响循环水的处理效果。

循环冷却水处理过程中的哪些情况必须进行预膜处理呢?①循环水系统建成之后的首次开车,②运行过程中新调换的热交换器并入系统投运之前,③旧的热交换器在经过酸洗或是化学清洗之后;④循环水系统经过停车检修后再开车的时候,⑤循环水系统因故障停车48小时以上,或是由于循环水系统停车后水被排放致使热交换器的管壁露于空气中达12小时以上,⑥由于加酸调节PH值不当,或是其他原因使得循环水的PH值低于4业延期4个小时以上;⑦循环水系统经过较长时间的运行,从挂片或监测性热交换器处发现有均匀腐蚀时需要加大药剂量进行预膜。

顶膜过程是投加预膜剂进行处理的,选择预膜剂与系统所筛选的水处理剂的配方有关。我国目前循环冷却水处理已经开发业予应用的主要有五类水处理剂。各类水处理剂与其预膜剂的控制条件也不相同。举例如下:

①循环水处理选用磷一锌系配方水处理剂时的预膜剂及其控制:(1)B807预膜剂,其组份是六偏磷酸钠(NaPO4)。80%,ZnSO`·7H:020%,投加量为600一800ppm,控制总磷为450一600pPm,PH值6.5士0.5,Ca“十>50ppm但<300ppm,Cl-

②循环水处理选用有机磷系配方的预膜及其控制:加HEDP6一10ppm,聚马来酸Zppm,ZnS04·7H:O(以Zn艺计)1Ppm,PH值7.6一8.2、预膜时间24小时.

③循环水处理选用钥系水处理剂配方的预膜及其控制:Na:MoO`·ZHZO30ppm,ZnSO4·7H。O10ppm,PH值7.5一8.5,常温预膜48小时。

④循环水处理选用钨系水处理剂配方的预膜及其控制:Na:WO`300一sooppm,PH值8.0一8.5,常温预膜24一48小时。改进型的钨系水处理剂的预膜配方:工业钨酸盐zsoppm,有机狡酸盐15oppm,阴极型缓蚀剂4Ppm,聚梭酸盐4Ppm,自然PH值,预膜48小时。

⑤循环水处理选用硅系水处理配方时的预膜及其控制:加硅酸盐如水玻璃(以5102计)为200ppm,FH值6.5一7.5,预膜时间1。天。此外,如果是铜质热交换器,可用硫酸亚铁预膜,加FeSO;·7H:0250一500pprn,控制PH值5。o一6.5,水温在30一40“C时预膜时间3一4天。如果是碳钢一紫铜混合体系的冷却水处理,可以用SPC一301加量20ppm,PH值6.8士0.2,预膜时间24小时。

如何控制预膜处理的终点?①仔细观测挂片及监测性热交换器的管面是否已成膜,成膜时挂片在阳光照耀下有色晕出现,如加锌时还会出现灰白色和法兰色的光泽,②用FC腐蚀快速测试仪测定极化电阻值RP应在4一6KQ以上,业趋于稳定状态;③用DDM及DDCM快速测试仪和挂片失重,测出年腐蚀率小于0.招5一0.05毫米;④用实体显微镜观察膜的均匀性,紧密和完整性。还可以用铁氰化钾涂在挂片上,如果出现兰色说明金属该部位预膜不好,那时可以延长预膜时间或适当提高预膜剂的浓度来弥补。⑤利用AEI的ES一ZooB型X光电子能谱仪的XPS仪,和利用氢离子Ar十对于膜层深度剥蚀的低能离子刻蚀技术,来检查膜的组成与成膜情况,以判断预膜的效果。在预膜处理的同时,各生产装置就可以投入运行。预膜处理之后就转入循环水的正常处理控制。

(四)结语

循环水处理有严格的程序,从系统清扫、水清洗、化学清洗、预膜,业转入正常操作控制,每一个环节都是非常重要的,循环冷却水系统的清洗和预膜处理是不可缺少的重要一环。清洗和预膜处理药剂配方的选择,还得根据本厂的水源水质条件、生产工艺条件、设备材质和结构情况、药剂来源、热交换器的现状等,经过一定条件的试验测试,进行技术经济比较,最后才能确定选用的药剂配方方案。在配方投入实际应用的过程中,还要加强检测工作,以不断完善和调整药剂配方。另一个重要的间题是:任何良好的药剂配方,还必须要有严格的管理和操作控制来实现,即很大程度上取决于管理的好坏。只有这样,循环冷却水处理才能取得理想的效果。


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