（安徽淮化集團(tuán)有限公司，淮南232038）張學(xué)坤

　　摘　要：循環(huán)水開車過程中，由于工藝流程沒有完全打通，循環(huán)水系統(tǒng)沒有熱負(fù)荷或熱負(fù)荷很低，在清洗預(yù)膜結(jié)束后，即投加正常運(yùn)行時(shí)的緩蝕阻垢劑，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水腐蝕速率較大。為較好地控制腐蝕速率，對不帶熱負(fù)荷的運(yùn)行配方進(jìn)行調(diào)整，在投加緩蝕阻垢劑的基礎(chǔ)上增投緩蝕增效劑。現(xiàn)場監(jiān)測碳鋼掛片腐蝕速率在0.035－0.078mm／a，達(dá)到較好的緩蝕效果。
　　關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水；控制；緩蝕劑；阻垢劑
　　中圖分類號：TU991.27
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文獻(xiàn)編號：1009－2455（2000）01-0009-02

Problems in the Cold-State Operation of Recirculating Water System and Handling Thereof
ZHANG Xue-kun

　　Abstract: During the start-up of the recirculating water system, higher corrosion rate of recirculating water was noticed after the washing of precoating, i.e, the corrosion inhibitor in normal operation, due to the fact that the entire process flow had not been completely made through and there was no heat load or heat load was very low. To realize a better control of corrosion rate, the operation without heat load was adjusted and more corrosion inhibitor synergist was added in addition to corrosion and scale inhibitor. The corrosion rate on the silicon steel test piece monitored on the site was 0.035-0.078mm/a, which means a rather good corrosion inhibition result was achieved.
　　Keywords: recirculating cooling water; corrosion and scale inhibitor

1 系統(tǒng)概況

　　安徽淮化集團(tuán)有限公司“1830”工程合成空分循環(huán)水系統(tǒng)是我公司第一套按工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)的敞開式循環(huán)水系統(tǒng)。為保證冷卻設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行，采用復(fù)合堿性配方進(jìn)行水質(zhì)處理。
　　該循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水量：18000－20000t／h，系統(tǒng)容積：約6000m3,補(bǔ)充水量：425t/h，水進(jìn)出塔溫度：進(jìn)塔42℃，出塔32℃，濃縮倍數(shù)：3.0，分別供合成空分兩個(gè)界區(qū)。

2 存在問題

　　系統(tǒng)在原始開車時(shí)，對空分循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了水沖洗、化學(xué)清洗和預(yù)膜，然后轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。在按工藝指標(biāo)投加緩蝕阻垢劑淮化1#時(shí)，在不到10d的時(shí)間內(nèi)，我們發(fā)現(xiàn)已預(yù)膜的監(jiān)測掛片產(chǎn)生較大面積的銹蝕點(diǎn)，掛片上的膜受到破壞，掛片的平均腐蝕速率達(dá)到0.114mm／a，循環(huán)水中的鐵離子濃度呈上升趨勢，最高達(dá)到2.57mg／L。

3 原因分析

　　為找出造成腐蝕的原因，保證今后循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行，我們對產(chǎn)牛腐蝕的條件進(jìn)行了系統(tǒng)分析。
3.1 水質(zhì)
　　循環(huán)水的補(bǔ)充水是取自淮河，經(jīng)熱電分廠供水車間混凝過濾后，作為生產(chǎn)用補(bǔ)充水，再經(jīng)過補(bǔ)充水 過濾器進(jìn)人涼水塔。在冷態(tài)運(yùn)行期間屬于低硬和中硬水，水質(zhì)狀況見表1。

表1 系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì) 項(xiàng)目 pH 總堿度（mg.L^-1) 總硬度/（mg.L^-1) 鈣/（mg.L^-1) 氯離子/（mg.L^-1) 硫酸根/（mg.L^-1) 總?cè)芄?（mg.L^-1) 補(bǔ)充水 7.07 37.5 61.2 53.4 14.5 55.6 133 濃縮1.5倍 7.32 56.4 92.1 80.3 25.0 83.4 198 濃縮3.0倍 8.35 112.6 184.2 160.4 48.8 166.8 400 注：總硬度、總堿度、Ca2+以CaCO3計(jì)

　　對上述水質(zhì)進(jìn)行飽和指數(shù)和穩(wěn)定指數(shù)計(jì)算，結(jié)果見表2。

表2 補(bǔ)充水水質(zhì)計(jì)算數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 飽和指數(shù) 趨勢 穩(wěn)定指數(shù) 趨勢 補(bǔ)充水 -1.13 腐蝕 9.43 嚴(yán)重腐蝕 濃縮1.5倍 -0.52 腐蝕 8.28 嚴(yán)重腐蝕 濃縮3.0倍 1.05 結(jié)垢　　 6.25 輕微腐蝕

　　計(jì)算數(shù)據(jù)說明在冷態(tài)運(yùn)行階段以控制腐蝕速度為主，這就要求在投加緩蝕阻垢劑淮化l#的同時(shí)增投緩蝕增效劑，控制腐蝕速度。
3.2 冷態(tài)運(yùn)行
　　循環(huán)水系統(tǒng)從預(yù)膜置換結(jié)束，轉(zhuǎn)入化工試車，直到生產(chǎn)裝置逐步提高生產(chǎn)負(fù)荷，濃縮倍數(shù)達(dá)到正常值之前，這一階段稱為冷態(tài)運(yùn)行階段。由于熱負(fù)荷低，冷卻水濃縮很慢，pH偏低，堿度及鈣硬度都很低，此階段的水質(zhì)主要以腐蝕為主。該循環(huán)水系統(tǒng)分合成氨、空分兩個(gè)界區(qū)，空分裝置提前開車，合成氨裝置開車要滯后較長一段時(shí)間，而空分裝置的熱負(fù)荷難以使循環(huán)水很快濃縮，其濃縮倍數(shù)很低，系統(tǒng)仍處于冷態(tài)運(yùn)行的工況。
3.3 水穩(wěn)劑
　　循環(huán)水系統(tǒng)水穩(wěn)劑配方是復(fù)合堿性配方，其主要成份為有機(jī)膦酸鹽、膦羧酸和鋅鹽等，投加濃度較低c低濃度的有機(jī)磷酸鹽為主的堿性水穩(wěn)劑配方，以阻垢作用為主，其緩蝕效果較差，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用增投聚磷酸鹽和鋅鹽的方法來提高緩蝕效果。

4 處理方法

4.1 補(bǔ)膜
　　針對循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕速率較高，已預(yù)膜的換熱設(shè)備可能受到破壞，我們對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)膜處理。將冷態(tài)運(yùn)行的循環(huán)水進(jìn)行置換，提高無機(jī)磷濃度，在自然pH狀態(tài)下補(bǔ)膜96h。掛片成膜狀況較好。補(bǔ)膜過程中，原已銹蝕掛片上的鐵銹脫落。
4.2 緩蝕增效劑投加量的確定
　　針對冷態(tài)運(yùn)行期間循環(huán)水水質(zhì)以腐蝕為主，進(jìn)行了冷態(tài)條件下水穩(wěn)藥劑投加量的探索試驗(yàn)，通過靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)進(jìn)行篩選。緩蝕增效劑以六偏磷酸鈉和硫酸鋅為主的無機(jī)磷酸鹽緩蝕劑。
　　靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 阻垢腐蝕試驗(yàn)結(jié)果 淮化1#/（mg.L^-1) 緩蝕增效劑/（mg.L^-1) 阻垢率/% 腐蝕率/（mm.a^-1) 40 15 95.3 0.061 　 25 95.0 0.052 　 35 94.3 0.036 　 15 96.1 0.043 60 25 96.5 0.039 　 35 95.2 0.032 空白 　 　 0.54

　　由表3可以看出，在冷態(tài)運(yùn)行條件下，淮化1#在一定濃度范圍內(nèi)，阻垢率和腐蝕率隨緩蝕增效劑投加量變化而變化，當(dāng)淮化l#投加濃度為40-60mg／L，緩蝕增效劑投加濃度在15－35mg／L時(shí)，其CaCO₃阻垢率94.3％－96.5％，碳鋼腐蝕率0.032－0.061mm／a，以上結(jié)果均符合GB5550－95《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)要求。
　　在裝置無熱負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用淮化1#40－50mg／L，緩蝕增效劑20－30mg／L；空分裝置試車期間：淮化1#50－60mg/L，緩蝕增效劑15－20mg／L。隨濃縮倍數(shù)提高，逐步降低緩蝕增效劑的投加量。

5 實(shí)際運(yùn)行效果

　　在空分循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)膜后，即轉(zhuǎn)人冷態(tài)運(yùn)行階段。為保證水質(zhì)處理獲得較好效果，制訂了水處理規(guī)程。以投加氯氣殺菌為主，并定期投加非氧化性殺菌劑，控制菌藻的繁殖。對冷態(tài)運(yùn)行期間增投緩蝕增效劑系統(tǒng)運(yùn)行效果進(jìn)行監(jiān)測，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不同部位掛片的監(jiān)測數(shù)據(jù)見表4。

表4 掛片腐蝕率 腐蝕時(shí)間/d 30 30 30 30 30 腐蝕率/（mm.a^-1) 0.035 0.078 0.045 0.063 0.044

　　實(shí)際運(yùn)行效果表明，碳鋼掛片的腐蝕率為0.035－0.078mm／a，符合設(shè)計(jì)規(guī)范中的指標(biāo)，獲得了較好的緩蝕阻垢效果。冷態(tài)運(yùn)行期間，濃縮倍數(shù)。小于1.5倍，循環(huán)水中的異養(yǎng)菌總數(shù)在0.82×10－6.6×10⁴個(gè)／mL，總鐵含量0.62－0.85mg／L，符合循環(huán)水運(yùn)行管理控制指標(biāo)。

6 結(jié)語

6.1 必須按經(jīng)過試驗(yàn)確定的處理配方制訂方案，嚴(yán)格按方案進(jìn)行操作。
6.2 由于冷態(tài)運(yùn)行期間循環(huán)水濃縮倍數(shù)較低，溫差較小，可以不上塔運(yùn)行。同時(shí)要加強(qiáng)管理，防止跑冒滴漏，以節(jié)約補(bǔ)充水，減少藥劑用量，提高濃縮倍數(shù)。
6.3 水處理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，管理工作至關(guān)重要。建立健全水質(zhì)情況報(bào)表，積累資料，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，保證循環(huán)水系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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　　作者簡介： 張學(xué)坤（1964-），男，工程師，畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)，理學(xué)學(xué)士。