化學清洗預膜在循環水系統中的應用

曹旻

摘 要：隨著社會的不斷向前發展，人們對于自身所處的環境關注度日益遞增，而就煤化工行業中為換熱器提供循環冷卻的水如何能夠清潔、長久的使用是我們研究的話題，在裝置開車初期需要對循環冷卻水系統進行清洗預膜處理，它是保障生產單元換熱器及管道長久使用的利器，現將循環水系統清洗預膜具體步驟及過程中出現的一些問題進行簡要的探討。

關鍵詞：循環水;清洗;預膜;系統影響

Abstract：with the continuous development of society， people's environment awareness for itself increasingly increment， and to provide heat exchanger in circulating cooling water in the coal chemical industry how to clean， use for a long time is our research topic， at the beginning of the gear drive need cleaning preparing membrane treatment on circulating cooling water system， it is the guarantee production unit of heat exchangers and pipe used for a long time， now the circulating water system in the process of preparing membrane cleaning steps and some of the problems are briefly discussed.

Key words：circulating water;Cleaning;Preparing membrane;System effects

0引言

神華陜西甲醇下游深加工項目（一期）循環水單元主要由第一循環水場、第二循環水場組成。第一循環水場的設計循環供水量為40500m3/h，第二循環水場的設計循環供水量為6000m3/h，為了保證循環水裝置在開工或檢修完成之后能夠為系統換熱器及管道正常輸送循環水，需要在裝置開車之前進行全系統的清洗預膜它能夠保護金屬材質表面不受外界環境的侵蝕[1]，它通過投加專用高效化學清洗劑和清洗剝離劑進行循環清洗和分散剝離作用，將系統中水設備和管道表面附著的生物粘泥、油污、浮銹清除下來并通過系統排污排出系統，使得金屬表面潔凈，為化學預膜提供良好條件。化學清洗后的潔凈管道內壁及水冷設備，經過預膜處理之后換熱器及管道表面形成均勻、致密、耐蝕的保護膜，以達到對設備和管道腐蝕速率的有效控制，延長設備及管道的使用壽命。

1 循環水系統清洗/預膜目的

循環水系統清洗/預膜是裝置在原始開車必須做的工作之一，它是保障系統設備能夠穩定生產的必要條件。清洗是利用水和化學清洗藥劑清洗系統中的雜物、油污和管壁沉積物。在完成系統清洗后，需要對循環水系統進行預膜處理[2]。預膜處理的方法是通過投加預膜劑在潔凈的換熱器及管道表面于短時間內形成較薄而致密均勻的保護膜，通過這層膜達到保護設備及管道目的，防止其腐蝕、阻垢的重要操作條件，以及生產周期的重要因素。

2 循環水清洗/預膜前的準備工作

在循環水系統進行化學清洗/預膜之前，需要完成對系統進行人工清掃、水沖洗，保證系統水質滿足化學清洗要求。循環水系統化學清洗預膜實施按操作步驟先后順序可分為：化學清洗，水質置換，化學預膜，化學預膜之后水質置換及轉入正常運行[3]。神華陜西甲醇下游深加工項目第一第二循環水系統運行參數（如表1）

3 化學清洗過程

化學清洗是通過投加化學清洗藥劑使循環水系統所有金屬及管道表面得以清潔，化學清洗過程的關鍵是選擇適合本企業的化學清洗藥劑把管網內金屬表面的油污、黏泥、浮銹等一系列污物清除干凈，使其恢復到金屬的原始活化狀態，為后期的預膜工作打好基礎。化學清洗期間pH值在6.0～6.5之間。

3.1 循環水系統化學清洗藥劑配置

3.2 化學清洗步驟

化學清洗操作步驟：檢查吸水池液位處于低液位狀態同時保證循環水泵正常運行，當循環量不能滿足設計要求時需增開循環水泵，根據循環供水壓力，調整循環量至最大以增強清洗效果，確認各生產工藝裝置換熱器均已投運，具備進行化學清洗的條件，關閉系統排污保證系統無其他排水點，啟動殺菌劑投加泵向吸水池沖擊性投加殺菌劑，控制循環水中的余氯>1.0mg/L，系統運行24h之后濁度明顯上升，將系統排污閥及補水閥打開，開始對系統進行排污置換，當置換至循環水系統濁度<20NTU后，關閉系統排污及其他排水點。對系統投加剝離劑，將剝離劑沖擊性投加于吸水池中，系統運行24h，若濁度上漲過快，超出控制指標（濁度<20NTU），為避免粘泥沉積，打開系統排污閥及補水閥進行排污置換，當水質置換至濁度<20NTU，總鐵<1mg/L，關閉系統排污閥門，在吸水池投加清洗劑，循環運行1h后，開始分析總鐵、濁度，用硫酸調節循環水的pH值至6～6.5，如果pH>6.5時，用清洗劑或硫酸調節pH至6～6.5，系統運行6h，再投加緩蝕劑減少系統不均勻腐蝕，清洗結束后，打開吸水池排污閥及補水閥對系統排污置換，水質置換至濁度<15NTU、總鐵<1.0mg/L后，表明置換合格，進入系統預膜階段。

4 化學預膜過程

循環水系統預膜目的是為了提高緩蝕藥劑的成膜效果，在循環水系統清洗完成初期投加較高濃度的緩蝕劑量，等待緩蝕劑成膜以后，通過降低藥劑濃度維持系統補膜。其最主要目的是在金屬及管道表面上能很快形成一層致密保護膜，提高其緩蝕劑抑制腐蝕的效果[4]。

4.1 循環水系統預膜藥劑配置

4.2 預膜操作步驟

首先確認循環水濁度<15NTU、總鐵<1.0mg/L，根據氣溫情況打開炮線閥或稍開上塔閥門，保持吸水池液位于低液位調整循環水量，將系統排污閥關閉，系統無其他排水點，根據系統保有水量計算投加量，在吸水池投加預膜劑，啟酸泵控制pH值在6.8～7.2之間，酸泵運行24h，預膜末期稍開上塔閥，對上塔管線和炮線進行預膜，每4h監測藥劑濃度、pH值，必要時補充預膜藥劑濃度，維持預膜狀態，當濁度>30NTU，可投運旁濾系統降低濁度，采用滴定法測得預膜合格，打開系統排污閥對循環水系統進行水質置換，將系統內總鐵置換至<1mg/L、濁度<15NTU、總磷<7mg/L，調整排污水量，系統轉入正常運行，加藥量按照日常運行需求投加。

4.3 預膜階段水質分析項目及頻次

5 化學清洗/預膜的結果判斷

①循環回水濁度、總鐵濃度、電導率達到最高值，并且穩定在4～6h不再上漲或微微有下降趨勢，表示化學清洗工作以完成;②清洗過程中監測掛片腐蝕速率值在≤3g/（m2·h），不銹鋼、銅材質掛片的腐蝕速率在≤1g/（m2·h）;③在水池中的碳鋼掛片上沒有出現明顯的鍍銅現象;④目測法：在陽光下觀察到掛片的整體表面已經形成明顯五彩色暈，表明預膜已經完成，成膜效果用硫酸銅溶液滴定法進行判定;⑤滴定法：將15g NaCl及5g CuSO4溶于100mL水中，將此溶液滴于以經過預膜處理的及沒有經過預膜處理的試片上，同時間測定兩個試片上出現紅點的時間，二者時間差超過10秒表明預膜合格，時間差值越大，則表示預膜效果越好[5]。

6 化學清洗/預膜過程中需要注意事項

①在系統化學清洗預膜后，裝置并不一定馬上帶熱負荷運行，期間的冷態運行仍然需要進行投加藥劑及適當排污處理，沒有熱負荷，循環水系統無法正常維持濃縮倍數，此時水質可能以腐蝕傾向為主，在此階段應重點關注腐蝕情況。在實際操作中應加大復合水處理劑、銅緩蝕劑的加藥量，同時投加殺生劑，防止微生物的大量滋生，對系統的污染的水質進行定期的系統排污，保證水質合格。隨著裝置熱負荷的增加，濃縮倍數慢慢提高，此過程中系統結垢、腐蝕傾向有所變化，密切關注水質變化，調整藥劑投加方案，待熱負荷穩定，濃縮倍數達到設計值時，轉入實施正常運行方案;②化學清洗和預膜期間要求嚴格按清洗預膜方案來控制清洗劑的排放時間、排放速度和排放流向。清洗置換期間應進行同步監測循環水的pH、濁度指標。清洗置換期間與各生產裝置緊密配合，保證管網內沒有“跑、冒、滴、漏”現象，在清洗預膜過程中要定時巡檢，發現意外情況及時處理。

7 結語

綜上所述，在清洗預膜過程中操作人員應嚴格按照規章制度執行與操作，為工作的順利進行，員工應明確自身崗位職責，不能盲目操作。對于可能發生的安全隱患及可能發生的危害因素需要進行全面的分析和預防措施，保證現場消防水管路暢通，要求操作人員具備必要的應急處置能力，在清洗預膜期間發生危險時學會自救的同時安全救助他人，為企業的安全穩定投產打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]紀東東.新建循環水系統清洗預膜及相關問題探討[J].廣州化工，2010（11）：191-192.

[2]項成林.關于循環冷卻水處理的藥劑配方[J].凈水技術，1986（4）：27-30.

[3]神華陜西甲醇下游深加工項目（一期）循環水裝置清洗預膜方案，2014.

[4]趙燕.化肥廠循環冷卻水處理技術及工藝控制的優化[D].天津：天津大學，2008.

[5]王鐵軍.不停車清洗預膜技術在循環水系統的應用[J].天津化工，2012（6）：43-46.