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1、 余热发电循环冷却水系统的清洗和预膜摘要：水泥厂余热发电循环冷却水系统通常采用间冷开式系统，即除冷却塔和循环水池内的水与大气接触外，其余管道和换热设备内的水均为密闭状态。在整个循环冷却水系统正式运行前应进行清洗和预膜处理。该项工作完成的好坏直接关系到循环冷却水系统正常运行的优良，同时也影响到水泥厂余热发电系统工作的稳定性，因此必须按照相关规定和程序在冷却水系统开车前进行清洗和预膜。 水泥厂余热发电循环冷却水系统通常采用间冷开式系统，即除冷却塔和循环水池内的水与大气接触外，其余管道和换热设备内的水均为密闭状态。根据工业循环冷却水处理设计规范，在整个循环冷却水系统（相关设备与参数见表1）正式运行前
2、应进行清洗和预膜处理。该项工作完成的好坏直接关系到循环冷却水系统正常运行的优良，同时也影响到水泥厂余热发电系统工作的稳定性，因此必须按照相关规定和程序在冷却水系统开车前进行清洗和预膜。1 清洗与预膜的流程 清洗和预膜程序宜按人工清扫、水清洗、化学清洗、预膜处理顺序进行，具体流程见图1。2 水清洗2.1 人工清扫 在循环水系统的管道和设备安装中，不可避免有泥沙、灰尘及其它大颗粒的杂质进入，人工清扫就是去除这些肉眼可见的杂物以免运行时堵塞管道及设备。 循环水系统直径800mm及以上管道最好设置必要的人孔，人孔及阀门不应小于700mm。当不便设置人孔时，人员可从循环回水接水池的旁通管（DN800）进
3、入循环回水管进行清扫和拖擦；旁通管上的隔断阀门宜采用单闸板闸阀。循环给水管应在封闭前应由人工清扫干净。对冷却塔的清扫要从上而下进行，上部清扫干净后再装填料，再清扫冷却塔水池直至干净。对施工则要求“工完料尽场地清”，切勿将杂物遗留在管网及设备内，以减少清扫工作量。2.2 水清洗 水清洗是指将清扫中难以除净的残留物用水有效地冲洗干净。为了防止污泥、浊水及其他杂物污染冷却塔填料和汽轮机房内凝汽器、空气冷却器等热交换器的管壁，初次水清洗时，尽量要求水不上塔、不进凝汽器，而是通过凝汽器循环给回水管的旁通管（凝汽器二组进出水管设置不小于DN300旁通管，并设隔断阀门）。水清洗步骤如下： （1）开启循环水池
4、补充水管阀门和循环回水管旁通管阀门，用浊度低于5NTU的洁净水进入水池和管网，水池水位应达到设计最高水位。 （2）关闭冷却塔进水管阀门及汽轮机房各用水设备循环给回水阀门，开启凝汽器循环给回水管的旁通管阀门。 （3）开启循环水泵组中的两台，此时管网流速可达1.5m/s 以上，水循环冲洗810h后，观察循环水池内水质，如浊度很高，则停泵并将全系统的水排放干净。 （4）再向循环水池补水至要求水位，开泵清洗，一边排污，一边补水，直至循环水浊度低于10NTU，稳定3 h，然后停泵排放。 （5）开启凝汽器二组进出水管阀门并关闭其旁通管阀门；开启冷却塔进水阀门并关闭循环回水旁通管阀门进行全系统循环清洗（包括
5、冷却塔填料及冷却设备），同时边排污边补水，直至循环水池内浊度低于10NTU，稳定3h，即完成全系统的水清洗。3 化学清洗 由于新安装系统中的凝汽器等热交换设备及给水管道是新的，出厂时均留有一层防锈油（保护管线内壁不至于在空气中受到腐蚀），该层防锈油必须彻底清洗干净，否则预膜时不可能在水系统有防锈油的部位形成保护膜。又由于新系统中可能会有浮锈，因此需用化学清洗剂，把锈蚀清除并使整个系统内的金属表面处于活化状态，从而有利于预膜。 化学清洗就是利用酸、碱或有机螯合物、分散剂等化学药剂，通过化学作用将循环水系统附着的水垢、污泥、油垢和浮锈等清洗干净。其步骤如下： （1）向循环水池水泵吸水口处投加配制好
6、的由无机酸及表面活性剂组成的化学清洗剂20 mg/L（本文按保有水量计为24kg），开启循环水泵两台自然pH值下运行4 h，清洗完以后进行系统内的脏水排出，直到循环水浊度小于10NTU结束。本步骤的目的主要是去除冷却水设备及管道表面的防锈油。 （2）再向循环水池水泵吸水口处投加由无机磷及酸洗缓蚀剂组成的化学清洗剂120mg/L（按保有水量计为114kg）, 开启两台循环水泵，然后加入硫酸调节pH值，要求在4小时内pH达到4.34.7之间。随后继续加酸并维持该pH值4h，清洗结束。本步骤的目的主要是去除换热器及管道表面的锈垢。 为防止硫酸过量可能对设备造成的腐蚀，最好先做沉积物溶解试验以确定清洗
7、配方及用量。硫酸投加到循环水池内不应距离池底太近以防腐蚀水池，同时最好采用不锈钢管道和装置进行投加。 （3）清洗期间分析项目及频率见表2。 （4）清洗时间约1224h，具体时间可通过检测水中的浊度、总铁来确定。当浊度、总铁基本平稳时，可停止化学清洗。 （5）清洗结束后，排出清洗水，补充洁净水，直到循环水浊度小于10NTU，总铁小于1mg/L。4 预膜 预膜处理就是在紧接系统化学清洗之后，向系统中投入相当数量的预膜剂，使金属表面很快形成一层完好的缓蚀的保护膜，防止产生较大的初期腐蚀。考虑循环水量很大，通常采用常温预膜。4.1 预膜的步骤 （1）关闭冷却塔进水管阀门，开启循环回水旁通管阀门，补充循
8、环水池至最高水位。 （2）向循环水池中投加以聚磷酸盐和锌盐组成的预膜剂1000 mg/L（按保有水量计为1200 kg）。开启一台循环水泵保持循环水系统水流速在0.51.0m/s间。然后加入硫酸调节pH值，要求pH达到67之间，高浓度的预膜剂能快速在金属表面形成薄而致密的防护膜。在预膜8 h后投加阻垢分散剂100mg/L（按保有水量计120kg）。整个预膜过程pH保持在67。药剂投加后系统水循环2 h测水中的总无机磷，如低于150mg/L时应补加药剂至规定的浓度。预膜时间：热态预膜为48h；冷态预膜为72h。预膜时控制pH在67，加硫酸调节。 （3）预膜结束后循环水系统进行系统水置换，无机磷低
9、于7mg/L时停止置换，投加阻垢缓蚀剂转入正常运行处理。 （4）预膜分析项目及频率见表3。4.2 清洗预膜的监测与时间安排 水泥厂余热发电循环冷却水系统清洗预膜的效果监测通常采用挂片的直接监测法。挂片材料应与管道和换热器材质相同，即碳钢（Q235钢）、不锈钢、铜试片。每种4片，共三组。试片尺寸为50cm25cm2.0cm，挂孔设在距顶部4.0cm的中心线处。 系统化学清洗前将三组挂片放在循环水池靠水泵吸水口处。清洗结束后取出挂片，测定腐蚀速率。预膜时重新放入新挂片观察成膜效果。 清洗效果检测：碳钢腐蚀速率3g/（m2h），不锈钢和铜 0.5 g/（m2h）。 预膜效果检验：目测，碳钢表面有均匀的七彩膜；试膜液检测，膜对滴液反应色变时间差大于10s。循环水不同pH值和浊度对预膜效果的影响见表4、表5。 清洗预膜时间安排见表6。5 结束语 本文是针对水泥厂9MW余热发电循环冷却水系统的清洗与预膜进行论述，对于水泥厂4.5MW和6MW系统亦可采用同样的方法。在采用药剂种类和用量上可根据冷却设备材质及系统保有水量进行调节。
