《空分循环水系统开机前的水质处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空分循环水系统开机前的水质处理（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空分循环水系统开机前的水质处理摘要：本文介绍了新建制氧机循环水系统使用前的水质初次处理步骤及相关数据，并对初次处理的效果进行评价，供同行们鉴见。关键词： 循环水系统 杀菌剥离 清洗 预膜一、前言：对于刚安装完成的新制氧机而言，设备与管道内必然会遗留下各种机械杂质、铁锈及泥砂，并且若管理不善在换热器的表面也会残留部份的浮锈和油污。而空分系需要用水来换热的设备又较多。即有“间冷开式系统” （空压机、氧压机、氮压机、膨胀机） ，又有”直冷开式系统“（空冷塔） ”，加上设备都趋向于集约化、高效化、集成化。故而对水质的要求也就更为苛刻（特别是进口设备） 。因此，水质的初期处理也就显得尤为重要。二、系统简
2、介：江西新余钢铁集团有限公司气体厂（以下简称气体厂）循环水系统主要供给设备为空压机、氧压机（杭氧） 、氮压机（英格索兰） 、空冷塔、膨胀机等。系统循环水量：3800m3/h, 保有水量：1900m 3， 补充水量：90 m 3/h， 循环率：97.6%，系统组成材料：碳钢，铜，不锈钢。系统设有旁流水全自动无阀过滤器，其处理进水悬浮物为 1530mg/L。出水悬浮物5 mg/L。三、处理过程：此次水质处理因为是循环水系统初次运行，故而分三个步骤来进行：1、杀菌剥离，2、清洗，3、预膜。因各单体设备的气体换热器均为高效型换热器，且设备在出厂时换热器已做过预处理。因而，此次水质处理不经过设备本体，只
3、从水系统主管道经旁路管循环。目的为对各水系统管道进行处理，其具体操作过程如下：1、 杀菌剥离杀菌剥离的目的主要是消除在循环水系统设备和管道上的粘泥及部门锈蚀物。1）将系统中水全部置换，导入新鲜水。因系统内水未充分与大气接触。生物粘泥较少，其主要成份为非生物粘泥即：Al 2O3和 SiO2，故而选用 ZT408 型粘泥剥离剂，其主要成份为：表面活性剂，氧化剂，分散剂和快速渗透剂及少量的杀菌剂。在投加药剂前，不停的置换循环用水，当水质浊度小于 30 NTU 时（依各地情况而定，前提为补充水浊度小于 30 NTU） 。关闭补水阀，并降低系统水位至最低安全水位（节约药剂） 。后便可投加 ZT408 型
4、粘泥剥离剂。该处理过程预计耗时 15 小时，控制药剂浓度为 600mg/L，其间分两次投加药剂，以便进一步观察水质状态。但最终处理结果依据水质浊度不变化为标准。在整个处理过程中每隔 2 小时分析水中的 PH 值、钙离子、总硬度、浊度。全方位跟踪水质处理情况。并做好应急准备。以下表 1 为具体分析数据，以供参考。 （以下分析数据取样点均在循环泵出水口处）杀菌剥离时的水质参数： 表 1时间 PH 值 Ca2(mg/L)以 CaCO3计总硬度(mg/L)以 CaCO3计浊 度NTU备 注(08-09-05)18:00 7.35 92 118 2820:00 7.59 114 126 36.622:0
5、0 7.94 124 138 48.8(08-09-06) 0:00 7.85 120 136 52.52:00 7.82 125 140 53.54:00 7.80 123 142 79.06:00 7.65 126 145 125.48:00 7.60 125 144 125.508-09-0518:30 投放ZT408 型粘泥剥离剂840Kg。08-09-061:00 投放ZT408 型粘泥剥离剂300Kg。2）从以上水质分析数据可知，循环水在初期投药阶断，水质变化不大。但随着药剂与粘泥发生作用，水中的浊度发生明显变化，并且钙离子和总硬度也略有升高。而且药剂分两次投加，能够更好的观察水质
6、的变化情况。在杀菌剥离的最后价断，水质基本上无变化，特别是浊度，表现的比较稳定。因为可以判定，此次杀菌剥离结束，取得预期效果。2、清洗。清洗的目的是为了彻底的清除设备及管道表面的油垢及软垢，以便让金属表面裸露，为金属表面的预膜提供一洁净的介面。但又要防止金属材料被腐蚀。1）当杀菌剥离结束后，对系统水质进行置换。以便于对管道进行清洗。当水质浊度低于30mg/L 时，停止置换，降低系统水位为最低安全水位。然后便可投加清洗剂。此次清洗选用 ZT401 型清洗剂，内含聚合物，缓蚀剂（硫尿） ，表面活性剂（渗透剂T） ，并配用盐酸来调节 PH 值，盐酸对金属表面的油脂污物和软垢清除率达 95%以上。其间
7、控制清洗剂浓度为 1000 mg/L,PH 值控制在 67。此次水质处理因不经设备本体，只通过主管道循环，循环水流经材料均为碳钢，故而盐酸为最佳处理酸液。盐酸能够较好的除去水垢及铁锈等硬垢。其主要作用基理为：氢离子和金属化合物的反应，对垢起到溶解及剥离疏松作用，其化学反应如下：CaCO3 + 2HCl= CaCl2 + H2O + CO2MgCO3 + Mg(OH)2 + 4HCl = 2MgCl2 + 3H2O + CO2FeO + 2HCl = FeCl2+ H2OFe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2OFe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2
8、O但盐酸也会腐蚀金属，产生如下化学反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + 3H2O故而在清洗剂中含有缓蚀剂（硫尿 CN4NS） 。硫尿对于阻止盐酸对碳钢的腐蚀效果极佳，因硫尿分子中既有 CN 键，又有 C=S 键，可以在金属表面吸附成膜。这样既可以阻止金属溶解，又可以阻止 H+放电析出 H2。这样可以防止金属在酸洗过程中均匀腐蚀，局部腐蚀和氢脆。硫尿的缓蚀率很高，均在 97%以上，且高温下稳定。在 200以下不会分解，低毒，易溶于热水。整个清洗过程预计 14 小时。每二小时监测一次循环水中的 PH 值，钙离子，总硬度，浊度等。最终判定标准为 Ca2+和浊度不再变化为止（一般为浊度 3 小时不
9、再增长为标准） 。整个清洗过程做静态挂片实验，以便监测设备及管道的腐蚀率。在清洗过程中，为防止由污垢和清洗剂及盐酸反应生成的泡沫阻塞管道，应定期投放消泡剂。控制消泡剂浓度为 100 mg/L 左右。以确保整个循环水系统中无泡沫。以下表 2 为清洗过程中具体分析数据，以供参考：清洗时水质参数： 表 2时间 PH 值 Ca2(mg/L)+CaCO3计总硬度(mg/L)CaCO3计浊 度NTU备 注(08-09-06)14:00 7.29 102 109 30.016:00 6.95 106 120 49.018:00 6.90 110 131 56.020:00 6.86 116 132 58.7
10、22:00 6.60 120 138 62.5(08-09-07)0:00 6.48 125 139 1102:00 6.40 136 140 145.24:00 6.32 144 155 169.56:00 6.30 144 156 1708:00 6.30 143 155 16908-09-0614:30 投放ZT401 型清洗剂1400Kg。加工业盐酸100Kg。2） 从以上数据可知，当投加清洗剂和盐酸后水中浊度，钙离子，总硬度等明显上升，表明水中的铁锈及软垢已被清洗下来，经 14 小时运转之后，水中浊度，钙离子，总硬度已趋于稳定。而循环水质 PH 值则由于加入盐酸的原因开始下降，且在经
11、过 14 小时之后也趋于稳定，由此可以判定清洗已经结束。3）为了确保设备管道的安全，在清洗的同时投放各种类型的挂片，以监测清洗过程中金属的腐蚀程度，以下为挂片测量参数，以供参考：各种材质腐蚀速率：材质 编号 试验前质量 (g) 试验前质量 (g) 试验时间 (h) 腐蚀率(g/m2h)A3 碳钢 1680 18.1722 18.1315 18 0.8075不锈钢 5020 20.3776 20.37745 18 0.002976黄铜 3001 22.5058 22.5042 18 0.03174根剧清洗时的金属腐蚀率的相关行业标准，我们可知：碳钢为：5 g/m2h，铜、不锈钢为：2 g/m2h
12、。基本上符合规定。但在一些管道的部份位置还是出现了有点蚀的现象，造成这种现象的原因可能是药剂的投放过于集中，在短期内的局部某个位置，PH 值已经超标，因而试剂的投放应采取分批少量的方式，以避免局部偏浓的现象出现。3、 预膜当系统清洗完毕后，金属表面暴露，处于活化状态。极易产生腐蚀。加上循环水系统初投运时，因为没有热负荷，浓缩倍数提不上来，水温低。溶解氧含量高，则更容易产生腐蚀。故而必须立即转入预膜阶断。根据对补充水的长期水质分析可知。补水总固体溶解物：115125mg/L,钙硬度:90-110 mg/L(以碳酸钙计),总碱度 95-110 mg/L(以碳酸钙计),水温:2737(夏季)、15-
13、25(冬季)。根据碳酸钙经典速算法：PHs=(9.3+0.13+1.82.0)(1.6+2.0)7.537.73而补充水的 PH 值常年为 7.27.30.那么朗格利尔饱和指数为：LaIaPHPHs0.530.23属腐蚀性水质因而预膜对本公司水系统的正常运行尤为重要1）当清洗结束后，将循环系统内的水排尽，然后再进行人工清池。待蓄水池清洗完毕。立即补充新鲜水质，从而转入预膜阶断。不停置换循环系统水质，当系统水质浊度低于30NTU 时便可停止置换，将水位降低至最低安全水位，然后便可投加预膜剂。本次预膜选用 ZT203 预膜剂，内含三聚磷酸钠，七水硫酸锌，预膜时控制药剂浓度为 600 mg/L,PH
14、值为 67（用盐酸调节） ，并随时监时测 PH、钙离子、浊度。特别需要注意的是水中的钙离子浓度不得低于 125 mg/L(以碳酸钙计)，若钙离子浓度偏低，应及时补加氯化钙，以确保形成的保护膜致密、均匀。并且在整个预膜过程中投放挂片以监测预膜效果。在整个预膜过程中每隔 3 小时分析水中的 PH 值、钙离子、总硬度、浊度。全方位跟踪预膜情况。并做好应及准备。以下为具体分析数据，以供参考。 （以下分析数据取样点均在循环泵出水口处）预膜时水质参数：时间 PH 值 Ca2(mg/L)+以 CaCO3计总硬度(mg/L)CaCO3计浊 度NTU备 注(08-09-08)10:00 7.40 108 116
15、 2813:00 7.16 112 124 38.016:00 7.10 126 174 45.619:00 6.85 134 196 48.622:00 6.72 142 206 52.0(08-09-09)1:00 6.48 136 218 62.04:00 6.52 128 202 55.07:00 6.67 156 210 48.010:00 6.40 135 192 36.013:00 6.54 122 186 54.016:00 6.38 130 198 44.519:00 6.54 128 184 49.222:00 6.72 140 218 58.5(08-09-10)1:00
16、 6.94 132 206 47.24:00 6.80 126 194 53.608-09-0810:30 投放ZT203预膜剂950 Kg。11:30 加盐酸 80Kg,16:30 加盐酸 80Kg。08-09-094:30 加无水氯化钙40 Kg08-09-916:30 加ZT203预膜剂7:00 6.65 130 195 55.010:00 6.65 131 195 55.2200 Kg2）从以上数据可以得知，整个预膜过程中 PH 值控制的还是较好，但因外界补充水中的钙离子含量不高，所以在预膜的初期阶段，钙离子始终无法提上来，只有靠人为的补充才行，但补充的效果并不很理想。预膜剂分两批次的加入能够较好的控制预膜的速度，使产生的保护膜能够致密，均匀。速个过程耗时 48 小时，给予了管道充分的成膜时间，从投放的挂片来看，所形成的保护膜致密，
