自備熱電廠循環水系統清洗預膜及水質穩定性分析

湯永平

（貴州開磷遵義堿廠，貴州 遵義 000000）

自備熱電廠循環水系統清洗預膜及水質穩定性分析

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水系統停車在線剝離、清洗和預膜處理的方法及結果。探討了循環水系統清洗、預膜的水質控制方法。

循環水系統；清洗；預膜；水質穩定性

1 循環水系統清洗預膜的成因分析

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

循環水系統的預膜是為了提高緩蝕劑的成膜效果，常在循環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膜，即所謂的正常處理。這種預膜處理的目的是在金屬表面能很快地形成一層保護膜，提高緩蝕劑抑制腐蝕的效果。

2 循環水系統構成簡介

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

系統參數配置如表1所示。補充水水質分析結果如表2所示。

表1 循環水系統參數配置

表2 補充水水質 mg/L

該補充水為高硬高堿度水，在冷凝器表面極易結垢；補充水COD也比正常水源高很多，水質較惡劣，直接用作補充水會導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，縮短設備壽命；補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，該循環水補充水作為循環水的進水，需做水質處理。

3 系統處理

3.1 剝離、清洗前的系統清洗及補水要求

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

表3 清洗前的補充水水質

同時，組織有關部門對開車前需確認的設備、系統、電氣、儀表及相關參數進行確認，在確保無誤簽字確認后，整個準備工作結束。

3.2 循環水系統的剝離、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，循環水的濁度不斷上升，后趨于平穩，此過程說明，剝離劑將系統管道及設備中的污泥及沉積物清理出來溶于水中，最終使換熱設備及金屬管道露出金屬表面。

濁度從最小上升到最大值，由于旁濾系統的投入，使循環水質不斷得到過濾，從而使得濁度上升到最大后逐漸下降。循環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。

清洗工作是將系統的pH值降低，進行化學酸洗。在清洗的過程中，鐵離子濃度不斷升高，這說明其中的化學除銹劑起了作用。在此期間，在循環水中放置了標準20#鋼和黃銅掛片，以監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），使系統的循環水保持酸性環境，將附著在設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，必須嚴格控制總磷的含量，防止在預膜前微生物的生成而影響預膜效果。總磷隨著藥劑的加入，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。

由于換熱設備及金屬管道的表面可能結垢，在酸洗的過程中，水溶液中的鈣含量先上升而后趨于平穩，說明酸洗溶解了設備及管道的垢，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，直到將系統的垢全部清洗出來，鈣離子趨于穩定且略有下降。

pH值、濁度、總磷、總鐵在一定時間內已經穩定并開始下降，說明管道內粘泥與銹已經清洗掉，清洗工作可以結束?？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 循環水系統的預膜

在清洗結束后，按照計劃立即進行預膜處理。由于清洗后水質很差，必須換水，因而，采用完全排放，然后再補水的方法，節省了大量的補給水。補完水后，啟動無閥濾池，對無閥濾池進行清洗，清洗干凈后再用無閥濾池對循環水進行過濾，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，開始預膜在調整好水的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，隨時監控預膜情況。此次預膜工作歷時64 h。在整個預膜過程中，pH值按照預膜要求控制為5.5~7.0，總磷含量大于50 mg/L，整個數據符合要求。

在預膜過程中，由于嚴格控制了總磷含量和pH值，使成膜質量大幅度提高，預膜后經檢測，3塊掛片外觀都有7彩膜，并且做了5%硫酸銅腐蝕試驗，結果分別為75 s、95 s、120 s，遠遠超過技術協議中大于10 s的要求。

4 結束語

本次循環水系統采用停車在線預膜處理，系統歷經清掃、剝離、清洗及預膜過程，總耗時133 h，在剝離、清洗過程中，嚴格按《工業設備化學清洗質量標準》（HG/T2387-2007）執行，各項指標均在可控范圍內，既滿足了系統的剝離、清洗徹底的要求，又保證了設備的腐蝕率降到最低，成功地在系統管道及換熱設備上形成了一層質地均勻、色彩一致、致密的保護膜。成膜采用國標用硫酸銅溶液進行檢測，最大時差達120 s，最小時差為75s，遠遠大于標準所要求的10s以上。此次預膜處理是成功的，有效地抑制了循環水系統污泥的沉積和垢的生成，保證了設備的換熱效率，增大了蒸汽的做功能力，降低了發電系統能耗。

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