白煜磊，劉云

（1天津正達(dá)科技有限責(zé)任公司，天津 300131；2天士力制藥集團(tuán)股份有限公司，天津 300402）

在線清洗預(yù)膜在高爐TRT循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用

白煜磊1，劉云2

（1天津正達(dá)科技有限責(zé)任公司，天津 300131；2天士力制藥集團(tuán)股份有限公司，天津 300402）

清洗預(yù)膜是水處理技術(shù)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，它的成功與否直接影響后續(xù)循環(huán)水處理效果。當(dāng)某些關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備由于某些原因而導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)降低且無(wú)法停車時(shí)，清洗預(yù)膜工作的難度將會(huì)大幅度增加。本文講述了不停車清洗預(yù)膜在國(guó)內(nèi)某鋼廠高爐TRT循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的成功應(yīng)用。

在線清洗預(yù)膜；煤氣余壓發(fā)電裝置；高爐；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

1 系統(tǒng)概況

1.1 工藝簡(jiǎn)介

煤氣余壓發(fā)電裝置（TRT）是高爐的重要附屬設(shè)施，盡管在投產(chǎn)后系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中采用了循環(huán)冷卻水處理技術(shù)，基本解決了結(jié)垢、腐蝕和菌藻滋生問(wèn)題，但是冷卻水系統(tǒng)在長(zhǎng)期循環(huán)使用后（使用五年以上時(shí)間），其冷卻設(shè)備的金屬表面上仍然會(huì)有沉積物的集積，這些沉積物主要是腐蝕產(chǎn)物、水垢、粘泥等，由于生產(chǎn)任務(wù)繁重，無(wú)法停車清理，決定對(duì)其進(jìn)行在線清洗預(yù)膜。

其配套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為開(kāi)路循環(huán)系統(tǒng)，補(bǔ)充水加到冷水池內(nèi)，通過(guò)循環(huán)泵提供給工藝設(shè)備使用，熱水回到玻璃鋼涼水塔塔頂，通過(guò)換熱后靠重力回流到?jīng)鏊貎?nèi)，供水溫度≤33℃，回水溫度≤41℃。系統(tǒng)材質(zhì)碳鋼、銅、不銹鋼。

1.2 水質(zhì)分析

我們以當(dāng)?shù)毓I(yè)補(bǔ)充水水源為例，判斷其腐蝕結(jié)垢傾向。根據(jù)水質(zhì)ryznar［1］指數(shù)的判斷：SI=2pHspH（式中pHs為冷卻水飽和pH，pH為冷卻水運(yùn)行時(shí)的pH），其SI＜6，屬于結(jié)垢型水質(zhì)，長(zhǎng)期使用必然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題。補(bǔ)充水質(zhì)見(jiàn)表1。

1.3 垢樣分析（表2）

為了更加清楚的了解系統(tǒng)內(nèi)部情況，我們打開(kāi)了一段管道，從中取出了少量垢樣進(jìn)行分析，判斷其組分，為后續(xù)清洗工作提供依據(jù)。

表1 補(bǔ)充水水質(zhì)

表2 垢樣分析

由表2可見(jiàn)，其垢體較為松散；系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物，結(jié)垢松散的水垢，以及菌藻腐敗后的生物粘泥為垢樣的主要成分，而其中水垢的成分略高。

2 清洗工作

2.1 殺菌滅藻、粘泥剝離

針對(duì)補(bǔ)充水質(zhì)以及垢樣分析的情況，我們首先利用氧化性殺菌劑及粘泥剝離劑交替作用，殺滅水中細(xì)菌，對(duì)管道及設(shè)備內(nèi)的粘泥剝離，將垢體中的碳酸鈣及腐蝕產(chǎn)物暴露出來(lái)，為下一步化學(xué)清洗做好準(zhǔn)備。

2.1.1 藥劑的選擇

考慮到系統(tǒng)不停車清洗有一定熱負(fù)荷，較長(zhǎng)時(shí)間的清洗作業(yè)容易對(duì)系統(tǒng)造成腐蝕。我們選用了殺菌劑TS-621，它具有快速殺滅，廣譜、低泡等特點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)殺菌效果極好，對(duì)系統(tǒng)作用時(shí)間短，影響較小。TS-617為一種新型復(fù)合粘泥剝離劑，具有毒性低、易降解，對(duì)生物粘泥高效剝離等特點(diǎn)。

2.1.2 運(yùn)行操作

投加TS-621殺菌滅藻劑30 mg/L，約6h后向系統(tǒng)中投加TS-617粘泥剝離劑，100mg/L，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)濁度，以系統(tǒng)濁度達(dá)到峰值為結(jié)束條件。殺菌滅藻、粘泥剝離完成之后，迅速置換，準(zhǔn)備進(jìn)入下一工序。

2.2 化學(xué)清洗

在經(jīng)過(guò)殺菌滅藻，粘泥剝離處理后，在此時(shí)投加定量的表面活性劑、除銹分散劑，酸性清洗劑，緩蝕劑既可將管道中殘余的鈣垢、腐蝕產(chǎn)物清除，也避免了對(duì)系統(tǒng)的損害。

此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，由于系統(tǒng)并未停車，在有熱負(fù)荷的情況下極易出現(xiàn)反銹情況，為避免這一狀況，在清洗結(jié)束排水置換過(guò)程中應(yīng)繼續(xù)投加緩蝕劑。

2.2.1 藥劑的選擇

表面活性劑TS-401有較高的去污能力，通過(guò)親水基團(tuán)及疏水基團(tuán)的作用將難溶于水的物質(zhì)拖入水中，使之去除；除銹分散劑TS-407可將系統(tǒng)中的浮銹以絡(luò)和態(tài)分散到水中達(dá)到除銹的目的；酸性清洗劑TS-402為一種新型環(huán)保有機(jī)清洗劑，對(duì)碳酸鈣碳酸鎂垢有強(qiáng)力清除作用，使其變?yōu)殡x子溶入水中，對(duì)環(huán)境無(wú)害，易降解；緩蝕劑TS-206通過(guò)鈍化作用保護(hù)金屬表面不被腐蝕。

2.2.2 運(yùn)行操作

將TS-206緩蝕劑500×10-2%、TS-407除銹分散劑100×10-2%、TS-401清洗劑1000×10-1%依次、分批、緩慢地投加到水中，投加酸性清洗劑TS-402控制循環(huán)水pH在5.5～6.5之間，掛入掛片，以監(jiān)測(cè)清洗過(guò)程中腐蝕情況，在清洗過(guò)程中應(yīng)分析監(jiān)測(cè)pH、總硬、總Fe，以總硬，總鐵達(dá)到峰值不再上升為結(jié)束條件，清洗時(shí)間約12～24h。

圖1 總硬-時(shí)間曲線

如圖1所示系統(tǒng)總硬由之初的225.37mg/L升至結(jié)束時(shí)的398.00mg/L，并且達(dá)到平臺(tái)穩(wěn)定期，說(shuō)明系統(tǒng)中有一定結(jié)垢現(xiàn)象，且得到了很好的清除。同時(shí)印證了垢樣分析結(jié)果。

清洗結(jié)束后，取出掛片，經(jīng)過(guò)處理后計(jì)算腐蝕速率，如表3所示，遠(yuǎn)低于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，清洗過(guò)程并未對(duì)系統(tǒng)造成損害。

表3 掛片監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3 預(yù)膜工作

系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和管道經(jīng)化學(xué)清洗后，為防止二次腐蝕，提高正常運(yùn)時(shí)緩蝕阻垢劑的緩蝕性能，應(yīng)進(jìn)行預(yù)膜處理。

3.1 藥劑選擇

TS-908為一種復(fù)配高效預(yù)膜劑，具有成膜速度快、均勻等特點(diǎn)，不僅對(duì)碳鋼有較好的成膜特性，對(duì)銅也有較好的保護(hù)作用。預(yù)膜專用分散劑TS-907不僅可以在系統(tǒng)有熱負(fù)荷的情況下控制預(yù)膜速度，還可以防止系統(tǒng)局部熱負(fù)荷過(guò)高出現(xiàn)結(jié)垢的情況。

3.2 運(yùn)行操作

為了確保預(yù)膜效果，濁度、總鐵含量要滿足要求，濁度過(guò)高或含有較多的鐵離子均影響成膜的質(zhì)量，故要求濁度＜10mg/L，總鐵＜1.0mg/L。預(yù)膜水質(zhì)合格后，將高效預(yù)膜劑TS-908，1×10-1%、預(yù)膜專用分散劑TS-907，1×10-2%一次性緩慢地投加到水中，在循環(huán)水中掛入監(jiān)測(cè)掛片以監(jiān)測(cè)預(yù)膜效果，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)總硬、總磷，確保總磷含量≥80mg/L，如無(wú)法達(dá)到則繼續(xù)投加預(yù)膜劑TS-908，時(shí)間為24～36h，以掛片表面形成帶有明顯色暈的沉積膜為結(jié)束條件。

取出碳鋼監(jiān)測(cè)掛片，在陽(yáng)光下觀察有明顯色暈，且呈單一藍(lán)色，說(shuō)明所成膜均勻；采用10%硫酸銅溶液測(cè)試［2］，紅點(diǎn)間隔時(shí)間達(dá)到22s，說(shuō)明所成膜密實(shí)，達(dá)到預(yù)想效果。預(yù)膜結(jié)束后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大排大補(bǔ)，迅速置換，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

4.1 在線清洗對(duì)清洗劑的要求比較高，由于具有熱負(fù)荷，各種分子，離子活動(dòng)加劇，對(duì)系統(tǒng)的腐蝕都會(huì)產(chǎn)生放大效果，操作過(guò)程中還必須保證換熱器正常運(yùn)行，因此高效，低腐蝕，低泡成為在線清洗劑的必要條件。而本次所使用的清洗劑不僅全部符合條件，且綠色環(huán)保，應(yīng)用效果良好。

4.2 在線預(yù)膜對(duì)預(yù)膜劑除了成膜效果好，均勻，密實(shí)等基本要求外，還對(duì)成膜的控制有較高要求，由于水溫較高，預(yù)膜速度明顯加快，倘若處理不當(dāng)容易造成系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題。實(shí)踐證明，本次所使用的預(yù)膜劑TS-908與預(yù)膜專用分散劑TS-907的配合使用對(duì)于在線預(yù)膜有較好的效果。

［1］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，84.

［2］齊冬子.敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理（第二版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，05.

Application of on line cleaning and pre film in TRT circulating cooling water system of blast furnace

BAI Yu-lei1，LIU Yun2
（1.Tianjin Zhengda Science and Technology Co.，Ltd.Tianjin 300131；2.Tasly Pharmaceutical Group Co.，Ltd.Tianjin 300402）

Cleaning and pre film is one of the most important part in water treatment technology.Whether it succeeds or not directly affects the effect of subsequent circulating water treatment.When the heat transfer coefficient of some key production equipment is decreased due to some reasons and the equipment can’t be stopped，the difficulty will greatly increase in the work of cleaning and pre film.This paper introduces the successful application of on line cleaning and pre film in TRT circulating cooling water system of a domestic steel blast furnace.

on linecleanpre film；TRT；blast furnace；circulating cooling water system

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.006

TQ028.8

B

1008-1267（2016）05-0014-03

2016-04-05

白煜磊（1985-），男，工程師，從事循環(huán)水處理技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工作。