循環冷卻水系統化學清洗處理過程及效果分析

胡傳奇，侯夢迪，姚德營，董 彪

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

連云港堿業有限公司裝置循環水系統運行已有30多年，夏季循環水量15 000 m3/h，保有水量6 000 m3。2021年上半年生產運行中發現碳化塔、吸收塔等冷卻水箱換熱效果差，管壁結垢較為嚴重，加上夏季溫度高，碳化塔換熱困難，為了改善系統的換熱效果，達到節能降耗的作用，公司生產部決定于2021年6月份對系統進行不停車清洗預膜處理。

1 實施過程及有關分析數據

1.1 清洗前準備

本次清洗劑為絡合溶垢型藥劑，溶垢效果好，安全性高，緩蝕性能好，清洗過程中不會使濁度過高而產生二次沉積。在預膜開車前，對循環水系統進行了檢查，估算保有水量等等。

1.2 殺菌剝離處理

控制水位恒定，關閉排污閥及旁濾池，6月2日上午10：00在5座涼水塔循環水池口分為四個投加點添加，每次添加400 kg，1小時一次，共投加SS812BY殺菌剝離劑1 600 kg，連續循環處理24 h，濁度已無明顯上升趨勢，第一階段剝離過程結束。置換幾小時后轉入第二階段處理，6月3日14：30于涼水塔循環水池口分為四個投加點，又投加另一種SS411BY殺菌剝離劑，每次添加600 kg，1小時一次，共2 400 kg，連續循環處理27 h，濁度已無明顯上升趨勢，整個殺菌剝離過程結束。殺菌剝離期間不斷投加ZH312BY緩蝕阻垢劑。

從圖1可以看出，殺菌剝離過程中濁度逐漸上升，最高達33.78 mg/L，濁度較低，說明系統中存在少量的藻類與粘泥，污染較輕。另外在系統殺菌剝離處理過程中，重堿車間有部分無法控制的復用水串入循環水系統，致使循環水濁度降低，所以整體來看循環水濁度也不會太高。

第一階段第二階段圖1 殺菌剝離分析數據

表1 清洗分析數據

1.3 清洗處理

6月5日8：15，控制水位恒定，關閉排污閥，于冷卻塔池分四個投加點投加QX131BY清洗劑12 000 kg，清洗期間根據PH數據不斷補充QX131BY清洗劑，使pH在規定范圍3-7，否則PH太低會腐蝕管道，太高清洗效果不好，并投加部分消泡劑。清洗至濁度、總鐵及鈣離子不再升高即結束清洗。

1.4 掛片試驗

從掛片腐蝕速率可見，碳鋼與不銹鋼的腐蝕率均遠遠低于控制指標，說明整個化學清洗過程對設備的腐蝕率控制在安全范圍。

圖2 pH、濁度、總鐵及鈣離子變化曲線圖

表2 化學清洗掛片數據

1.5 處理結果

此次除垢處理濁度從15.76 mg/L升到38.47mg/L，洗下污物136 kg；總鐵從0.35mg/L升到3.23 mg/L，洗下鐵銹約17 kg；化學清洗過程中系統鈣離子從最低397.45 mg/L，上升到最高756.32 mg/L，根據保有水量6 000 m3計算，換算成碳酸鈣2 153 kg。折合污物共約2 288 kg。另外在系統清洗處理過程，無閥濾池外排循環水約300 m3，外排水折合污物約150 kg。

2 預膜處理

換水至濁度小于20 mg/L，并控制循環水池水位2.8m，鈣離子大于50mg/L，于6月11日8：30，按保有水量一次投加預膜劑ZH264BY 2.4 t，分析示蹤劑含量為10.86 mg/L，在整個預膜過程中PH自然運行。預膜12 h左右就有明顯藍色色暈，預膜24 h后，掛片上藍色色暈明顯，預膜后掛片用CuS04 溶液檢測掛片出現紅點的時間為25 s，遠遠大于7 s，結束預膜，開始置換。

該次預膜是熱態預膜，整個預膜過程控制得比較穩定，濁度和示蹤劑數據毎兩個小時分析一次，預膜期間濁度在17.12～19.26 mg/L，示蹤劑10.23～12.6 mg/L。藥劑劑量都控制在適定范圍。起到了良好的預膜效果。

3 循環水化學清洗及預膜效果對比

我公司循環冷卻水系統是敞開式，在適宜的溫度和光合作用，利于藻類菌類生長。藻類、菌類繁殖會在管道表面形成生物黏泥。生物黏泥是細菌和藻類迅速繁殖的環境和條件，只有徹底清除生物黏泥才能起到真正除藻殺菌的效果。本次投入常州泵源水處理公司生產的SS812BY殺菌剝離劑和SS411BY殺菌剝離劑，能夠快速有效殺滅綠藻、藍藻、青苔、褐藻等藻類和細菌微生物。

表3 清洗前后溫差

從此次清理過程可以直觀看出，涼水塔塔壁藍色藻類經投加殺菌剝離劑后，消失很明顯。設備管道內的腐蝕產物與沉積物(垢)得到有效清理，較好地改善了設備的換熱效果。從重堿工序主要設備冷卻水清洗前后溫差變化可以看出清洗效果。清洗后吸收塔的溫差總體增加，改善了其換熱效果；清洗后氨冷凝液冷卻器進出口的溫差提高了2 ℃。今取近三年夏季8月11～15日純堿產量進行對比，在正常生產狀態下：2019年日均純堿2 708 t/d，2020年日均純堿2 844 t/d，2021年循環水系統清洗處理后，日均純堿2 933 t/d，比清理前至少提高產量89 t/d，取得了較好的經濟效益。