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上海蓝昌提供化学清洗预膜在循环水处理中的应用
化学清洗预膜在循环水处理中的应用
摘 要：通过分析循环冷却水在日常运行中存在的腐蚀、结垢和粘泥问题，说明清洗预膜的必要性。主要是利用化学清洗，清 因设备检修后换热设备和管道中的油污、电焊渣、腐蚀产物和沉积等物质。预膜的目的是投用缓蚀剂在设备表面形成一层 致密、均匀的薄膜，以防止设备的腐蚀。并详细论述清洗预膜的方案。同时，提出需要注意在系统开车初期，由于系统碱度和 硬度较低，系统循环水腐蚀性较强，系统成膜后循环水中铁含量较以前日常稳定运行时要高一点，同时随着系统浓缩倍数的 上升，循环水中铁含量也会被浓缩而上升。当系统浓缩倍数达到较稳定状态时，系统铁指标将达到稳定。
关键词： 土木建筑工程；循环水；清洗预膜
1 概述
由于水易于输送、比热较大、价格低廉、无害， 因此，常被用来作为冷却介质使用。目前，一般的冷却 系统均采用敞开式循环冷却水系统，冷却水用过后不 是立即被排放掉，而是收回循环再用。水的再冷却是通 过冷却塔或其他冷却设备来进行的。
冷却水在循环使用过程中，由于不断蒸发，水中的 有害离子成倍增长，会对换热设备产生腐蚀、结垢、粘 泥滋生等危害。
1.1 腐蚀危害
所谓腐蚀，是指通过化学或电化学反应使金属被 消耗破坏的现象，在循环水系统中，主要以溶解氧腐蚀 为主，这种腐蚀了会造成系统的输水管线、水冷设备 损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器泄
漏而引起工艺介质的污染或计划外的停车事故等，另 外由于腐蚀产生锈瘤，会引起换热效率下降或管线堵 塞等危害。
1.2 结垢的危害
结垢是指水中溶解或悬浮的无机物，由于种种原 因，而沉积在金属表面。敞开式循环冷却水系统的结垢 的主要成分有碳酸钙和腐蚀产物二种，由于缓蚀剂的
1.3 粘泥危害
粘泥指金属列管等内壁附着的粘质膜，生物粘泥 主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬 浮杂质而形成，生物粘泥的产生主要会导致传热效率 下降，列管堵塞，增加局部腐蚀等危害，影响粘泥生成
的主要因素与水温、pH、溶解氧、营养等有关。
2 清洗的目的
为了去其统中的垢和腐蚀产物，需要对系统进 行清洗，并为系统预膜作准备。使药剂在投加后稳定运 行，减少系统内腐蚀产物及沉积物，当系统检修后重新 开车或装置运行时间过长时，需要对循环水系统进行 预处理。预处理包括化学清洗和预膜处理。
化学清洗是针对整个系统进行的，其目的是为了 因设备检修后换热设备和管道中的油污、电焊渣、 腐蚀产物和沉积等物质，使得投用缓蚀剂后能在设备 表面形成一层致密、均匀的薄膜，以防止设备的腐蚀， 同时提高换热效率，满足生产装置工艺操作条件，保证 长周期平稳运行，降低能耗和延长设备使用寿命。
预膜又称基础处理，循环水系统的预膜是为了提 高缓蚀剂的成膜效果,常在循环水系统初期投加较高浓
度的缓蚀剂量,待成膜后,再降低药剂浓度维持补膜,即
使用，腐蚀产物大大减少，而以 CaCO3 垢、Ca（3 为主要成分。
PO4）2 垢
所谓的正常处理。其目的是希望在金属表面上能很快 形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。预膜时
系统结垢主要引起水冷设备换热效率下降，管线
的阻力增大，导致循环水量减少或细管的堵塞，多数情 况下还伴有垢下腐蚀，敞开式循环冷却水系统中影响 结垢的主要因素是冷却水 pH、Ca2+、总碱度、水温、换热 器表面温度、表面状态等。
的药剂可采用专用的预膜药剂也可利用循环水系统的 日常处理药剂，本次采用专用的预膜药剂和循环水系 统的日常处理药剂进行。
3 清洗方案（见表 1）
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表 1 水场清洗药剂方案
药剂名称 投加浓度 ppm
清洗剂 500
硫酸 维持系统清洗期间 PH 值在 3-5.5
注：药剂投加量按系统保有水量计算
4 预膜方案 （见表 2）
表 2 水场预膜药剂方案
药剂名称 分散剂 缓蚀剂 硫酸
投加浓度 mg/l 50 60 维持系统 预膜期 间 PH 值在 6-7
说明：在预膜时，所有的化学药剂都是一次性投加在水流湍 急的地方（现场在循环冷却水回水池回水口或吸水口）。如果有 热负荷，通常需要 24 小时。如果没有，则可能要维持一周时间。 在预膜过程完成后，转入低浓度的日常处理，对保护膜起维护和 修补作用。监测指标有正磷，PH 值等。
5 清洗预膜操作步骤
（1）向系统冲击投加清洗预膜剂，开启循环水泵并 加大流速增强清洗效果。
（2）当系统泡沫太多时加入消泡剂（可根据实际情 况增减加入量），适当降低循环水泵流速，进行循环清
洗预膜 48 小时。
（3）将换热器并入系统进行清洗预膜，以增强整个 系统的清洗效果。
（4）当系统浊度、铁离子浓度、电导达到峰值，并稳 定不再增长时，表明清洗结束，此时，打开排污阀和补 水阀，系统转入冲洗排空阶段，根据水池液位调整循环 水泵流量。
（5）将系统补水阀门和排污阀门开至大，对系统 管路进行冲洗运行 2- 3 小时后关闭补水阀和排污阀
（若不开车，可把系统循环水彻底排空，当水池水位过 低时停止运行循环泵，让系统水自然排空，然后彻底清 理水池底部残留污水，好使用消防水管对水池池壁 进行冲刷清洗）。若准备开车，系统水可不用排空。为 此，当系统浊度小于 10mg/l 铁含量小于 0.5mg/l 时，关 闭排污阀和补水阀，开始进行系统预膜操作。
（6）把补水阀门开至大对水池重新进水，待水池 液位达到要求后开启循环水泵，使系统循环起来。
（7）向系统投加阻垢缓蚀剂。在预膜时，所有的化 学药剂都是一次性投加在水流湍急的地方 （现场在循
环冷却水回水池回水口或吸水口）。如果有热负荷，通
常需要 24 小时。如果没有，则可能要维持一周时间。在 预膜过程完成后，转入低浓度的日常处理，对保护膜起 维护和修补作用。监测指标有正磷，PH 值等。
（8）根据现场循环水水质，调整系统循环水碱度和 钙硬，运行 2 小时后，向系统冲击投加氧化性杀菌剂，
使系统余氯浓度达到 0.2- 0.4ppm，然后维持系统余氯 浓度及系统 PH 值 8.0- 8.6 之间。
（9）向水池挂入挂片，监测系统成膜情况：
①在预膜过程中，不允许有任何的人为排放，并关 小补水阀和排污阀，尽可能降低系统水量损失，维持系 统正磷浓度在 4.0 至 7.0 之间。
②在有热负荷的条件下，预膜估计持续 24 小时， 如果热负荷较低或水温偏低，需适当延长预膜时间，冷 态预膜需维持一周左右。
③挂片整体表面已形成均匀光晕，表明预膜已完 成，如系统热负荷正常，则打开排污阀进行排污置换， 转入正常处理方案下运行；如系统热负荷低或无热负 荷，则要维持循环水中较高的正磷浓度进行冷态运行， 当热负荷上来后，再对系统进行排污置换，转入正常处 理方案下运行。
6 注意问题
在系统开车初期，由于系统碱度和硬度较低，系统 循环水腐蚀性较强，系统成膜后循环水中铁含量较以 前日常稳定运行时要高一点，同时随着系统浓缩倍数 的上升，循环水中铁含量也会被浓缩而上升。当系统浓 缩倍数达到较稳定状态时，系统铁指标将达到稳定。在 日常处理过程中，可适当提高排污置换，以降低系统循 环水中铁含量。日常控制指标和加药浓度按正常运行 方案执行。
7 结束语
经过清洗和预膜以后，循环冷却水转入正常运行 阶段。按照正常循环水水质要求进行管理。
参考文献：
［1］ 金熙,项成林，齐冬子.工业水处理技术问答［M］.北京：化学 工业出版社，2003.
［2］ 刘艳飞.工业水处理［M］.天津：工业水处理杂志社，2007.7.
［3］ 邵青.水处理及循环再利用技术［M］.北京：化学工业出版 社，2004：349- 387.
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