自備熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜及水質(zhì)穩(wěn)定性分析

湯永平

（貴州開磷遵義堿廠，貴州 遵義 000000）

自備熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜及水質(zhì)穩(wěn)定性分析

湯永平

（貴州開磷遵義堿廠，貴州 遵義 000000）

闡述了自備熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)停車在線剝離、清洗和預(yù)膜處理的方法及結(jié)果。探討了循環(huán)水系統(tǒng)清洗、預(yù)膜的水質(zhì)控制方法。

循環(huán)水系統(tǒng)；清洗；預(yù)膜；水質(zhì)穩(wěn)定性

1 循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜的成因分析

熱電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，無論是新系統(tǒng)還是老系統(tǒng)，在開車正常投藥之前都要進(jìn)行系統(tǒng)剝離、清洗和預(yù)膜工作。剝離、清洗和預(yù)膜工作被稱為熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)化學(xué)處理的預(yù)處理。對于新系統(tǒng)來說，在安裝過程中，總會有碎屑、雜物和塵土等留在設(shè)備和管道之中，有時冷卻設(shè)備的銹蝕和油污也很嚴(yán)重，這些雜物和油污如不清洗干凈，將會影響下一步的預(yù)膜處理工作。老系統(tǒng)的冷卻設(shè)備還常有垢、粘泥和金屬腐蝕產(chǎn)物等，嚴(yán)重影響設(shè)備壽命和換熱效果。因此，剝離、清洗工作做得好，對新系統(tǒng)來說，可以提高預(yù)膜效果，減少腐蝕和結(jié)垢的產(chǎn)生；對老系統(tǒng)來說，可以提高設(shè)備換熱效率，改善工藝操作條件，保證設(shè)備長周期安全生產(chǎn)運(yùn)行，降低能耗和延長設(shè)備使用壽命。所以，熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)的剝離、清洗工作是循環(huán)水系統(tǒng)開車必不可少的一個環(huán)節(jié)。

循環(huán)水系統(tǒng)的預(yù)膜是為了提高緩蝕劑的成膜效果，常在循環(huán)水開車初期投加較高的緩蝕劑量，待成膜后，再降低藥劑濃度維持補(bǔ)膜，即所謂的正常處理。這種預(yù)膜處理的目的是在金屬表面能很快地形成一層保護(hù)膜，提高緩蝕劑抑制腐蝕的效果。

2 循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)成簡介

遵義堿廠熱電廠建有3萬kW的自備發(fā)電機(jī)組，其循環(huán)水量為7 500 t/h，系統(tǒng)保有水量為2 500 m3/h，循環(huán)水主要供凝汽器、冷油器和空氣冷卻器冷卻用水，主要換熱材質(zhì)為銅和碳鋼。

系統(tǒng)參數(shù)配置如表1所示。補(bǔ)充水水質(zhì)分析結(jié)果如表2所示。

表1 循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)配置

表2 補(bǔ)充水水質(zhì) mg/L

該補(bǔ)充水為高硬高堿度水，在冷凝器表面極易結(jié)垢；補(bǔ)充水COD也比正常水源高很多，水質(zhì)較惡劣，直接用作補(bǔ)充水會導(dǎo)致粘泥沉積和生成微生物，引起凝汽器的換熱效率下降，影響生產(chǎn)，縮短設(shè)備壽命；補(bǔ)充水的總磷含量較高，過高的磷含量會生成難溶的磷酸鈣垢。因而，該循環(huán)水補(bǔ)充水作為循環(huán)水的進(jìn)水，需做水質(zhì)處理。

3 系統(tǒng)處理

3.1 剝離、清洗前的系統(tǒng)清洗及補(bǔ)水要求

為了達(dá)到清洗預(yù)膜的效果，徹底清除涼水塔下的集水池和循環(huán)水泵吸水井底部的污泥，補(bǔ)充水經(jīng)過過濾處理后注入池中，其目的是要降低剝離、清洗水質(zhì)的濁度。清洗前，檢測對池中的補(bǔ)充水，水質(zhì)已達(dá)到清洗預(yù)膜的要求，見表3。

表3 清洗前的補(bǔ)充水水質(zhì)

同時，組織有關(guān)部門對開車前需確認(rèn)的設(shè)備、系統(tǒng)、電氣、儀表及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，在確保無誤簽字確認(rèn)后，整個準(zhǔn)備工作結(jié)束。

3.2 循環(huán)水系統(tǒng)的剝離、清洗

自2010年10月31號開始剝離、清洗工作，此次使用的清洗劑和預(yù)膜劑含有高效粘泥剝離劑、除油劑、滲透劑、金屬螯合劑分散劑、除銹劑和高效緩蝕阻垢劑。在清洗過程中，循環(huán)水的濁度不斷上升，后趨于平穩(wěn)，此過程說明，剝離劑將系統(tǒng)管道及設(shè)備中的污泥及沉積物清理出來溶于水中，最終使換熱設(shè)備及金屬管道露出金屬表面。

濁度從最小上升到最大值，由于旁濾系統(tǒng)的投入，使循環(huán)水質(zhì)不斷得到過濾，從而使得濁度上升到最大后逐漸下降。循環(huán)水表面有一層烏黑的泡沫，這說明其中的粘泥剝離劑起了作用。至此，剝離工作完成。

清洗工作是將系統(tǒng)的pH值降低，進(jìn)行化學(xué)酸洗。在清洗的過程中，鐵離子濃度不斷升高，這說明其中的化學(xué)除銹劑起了作用。在此期間，在循環(huán)水中放置了標(biāo)準(zhǔn)20#鋼和黃銅掛片，以監(jiān)控對金屬的腐蝕情況。此項工作歷時69 h。

在清洗過程中，按照金屬管道的清洗要求，將pH控制為3.0~5.5（實際為3.20~4.76），使系統(tǒng)的循環(huán)水保持酸性環(huán)境，將附著在設(shè)備及金屬管道表面的鐵銹清理出來，因而，總鐵量開始上升，直至最后穩(wěn)定并且略有下降。

在清洗的過程中，為了控制富氧生物的生成，必須嚴(yán)格控制總磷的含量，防止在預(yù)膜前微生物的生成而影響預(yù)膜效果?？偭纂S著藥劑的加入，濃度上升到最大值，隨著垢和油污、粘泥的洗出，逐漸下降。在清洗過程中，總磷含量始終保持在50 mg/L以上，符合控制要求。

由于換熱設(shè)備及金屬管道的表面可能結(jié)垢，在酸洗的過程中，水溶液中的鈣含量先上升而后趨于平穩(wěn)，說明酸洗溶解了設(shè)備及管道的垢，使碳酸鈣和硫酸鈣中的鈣離子游離出來，從而使水中的鈣離子濃度升高，直到將系統(tǒng)的垢全部清洗出來，鈣離子趨于穩(wěn)定且略有下降。

pH值、濁度、總磷、總鐵在一定時間內(nèi)已經(jīng)穩(wěn)定并開始下降，說明管道內(nèi)粘泥與銹已經(jīng)清洗掉，清洗工作可以結(jié)束?？傝F含量從2.8 mg/L升至最高為30.7 mg/L；濁度從86 NTU升至258 NTU，據(jù)此保守計算，此次清洗過程，共洗去污泥和油、垢約340 kg、鐵銹約80 kg。掛片結(jié)果表明，20#鋼的腐蝕速率為1.32 g/m2·h，黃銅的腐蝕速率僅為 0.001 4 g/m2·h，遠(yuǎn)低于碳鋼的6 g/m2·h和黃銅的 1 g/m2·h的要求，因而此次剝離、清洗工作有效地除去了粘泥、油、垢和鐵銹，又使基體材料未受較大的腐蝕。

3.3 循環(huán)水系統(tǒng)的預(yù)膜

在清洗結(jié)束后，按照計劃立即進(jìn)行預(yù)膜處理。由于清洗后水質(zhì)很差，必須換水，因而，采用完全排放，然后再補(bǔ)水的方法，節(jié)省了大量的補(bǔ)給水。補(bǔ)完水后，啟動無閥濾池，對無閥濾池進(jìn)行清洗，清洗干凈后再用無閥濾池對循環(huán)水進(jìn)行過濾，使水的濁度大幅度下降。在濁度為19.9 NTU、總鐵含量為0.98 mg/L時，開始預(yù)膜在調(diào)整好水的pH值后，在泵吸入口放入2塊掛片，在冷卻塔下放置1塊從清洗開始的掛片，隨時監(jiān)控預(yù)膜情況。此次預(yù)膜工作歷時64 h。在整個預(yù)膜過程中，pH值按照預(yù)膜要求控制為5.5~7.0，總磷含量大于50 mg/L，整個數(shù)據(jù)符合要求。

在預(yù)膜過程中，由于嚴(yán)格控制了總磷含量和pH值，使成膜質(zhì)量大幅度提高，預(yù)膜后經(jīng)檢測，3塊掛片外觀都有7彩膜，并且做了5%硫酸銅腐蝕試驗，結(jié)果分別為75 s、95 s、120 s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過技術(shù)協(xié)議中大于10 s的要求。

4 結(jié)束語

本次循環(huán)水系統(tǒng)采用停車在線預(yù)膜處理，系統(tǒng)歷經(jīng)清掃、剝離、清洗及預(yù)膜過程，總耗時133 h，在剝離、清洗過程中，嚴(yán)格按《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（HG/T2387-2007）執(zhí)行，各項指標(biāo)均在可控范圍內(nèi)，既滿足了系統(tǒng)的剝離、清洗徹底的要求，又保證了設(shè)備的腐蝕率降到最低，成功地在系統(tǒng)管道及換熱設(shè)備上形成了一層質(zhì)地均勻、色彩一致、致密的保護(hù)膜。成膜采用國標(biāo)用硫酸銅溶液進(jìn)行檢測，最大時差達(dá)120 s，最小時差為75s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)所要求的10s以上。此次預(yù)膜處理是成功的，有效地抑制了循環(huán)水系統(tǒng)污泥的沉積和垢的生成，保證了設(shè)備的換熱效率，增大了蒸汽的做功能力，降低了發(fā)電系統(tǒng)能耗。

self-provided thermal plant circulating water system cleaning pre-membrane and water stability analysis

TANG Yong-ping
(Guizhou Kailin Zunyi alkali plant,Zunyi 563004,China)

Parking strip online,cleaning,the method and effectiveness of membrane treatment in self-provided thermal water circulating system were expounded.The cleaning of water circulating system and membrane water quality control method were probed into.

water circulating system;cleaning;pre-membrane;water quality stability

TQ085+.2

B

1009－1785(2011)09-0044-03

2011-07-22