冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統中的應用

      冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統中的應用，采用GR-943除垢技術(shù)對重鋼股份公司燒結廠(chǎng)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統實(shí)施了不停機在線(xiàn)清洗除垢，清洗過(guò)程不改變水系統運行工況，清洗后污垢洗凈率達到98%以上，清洗腐蝕率遠小于0.1g/m2h。

      重鋼股份公司燒結廠(chǎng)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統經(jīng)多年運行，循環(huán)冷卻水水質(zhì)因諸多因素致使水質(zhì)較差，渾濁度高，懸浮物多，濁度遠遠超過(guò)《工業(yè)循環(huán)冷卻水設計規范》指標要求。循環(huán)水質(zhì)的劣化直接導致冷卻水系統管路和換熱器嚴重結垢，傳熱面平均結垢達3mm,水垢成分主要是碳酸鹽、硫酸鹽和生物粘泥的混合型污垢，其中碳酸鹽和硫酸鹽分別占到水垢總量的70%和20%以上。結垢使換熱器的傳熱效率大幅下降，冷卻塔進(jìn)、出口水溫溫差不足5℃,給正常生產(chǎn)造成了影響。

      為了消除污垢對循環(huán)水系統高效、穩定和長(cháng)周期運行造成的影響，防止垢下腐蝕的發(fā)生，提高系統換熱器傳熱效率，燒結廠(chǎng)決定對循環(huán)水系統進(jìn)行化學(xué)清除除垢。由于常規的酸洗技術(shù)不能在設備正常運行過(guò)程中清洗除垢，而停機清洗又會(huì )造成巨大的停產(chǎn)損失，而且酸洗不可避免的腐蝕損傷，還會(huì )導致整個(gè)冷卻循環(huán)水系統的使用壽命縮短。為此，經(jīng)與重慶三峰環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司協(xié)商，由重慶三峰環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司提供技術(shù)，對燒結廠(chǎng)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統實(shí)施不停機在線(xiàn)清洗除垢，取得了滿(mǎn)意的清洗效果。

2、冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗工藝條件的確定

2.1實(shí)驗室分析污垢成份組成

      對取自循環(huán)水系統換熱器傳熱面上的污垢成份進(jìn)行了化學(xué)分析鑒定，主要成份含量見(jiàn)表1。

表1污垢主要化學(xué)成份

化學(xué)成份 灼燒或量550℃ CaO MgO Fe?O? CO? SO? SiO?

含量，% 9.2 42.8 2.1 4.6 21.6 8.5 1.8

      根據表1所示化學(xué)成份組成，循環(huán)水系統傳熱面結垢主要是由CaCO?和CaSO?為主要成份、混雜部分生物粘泥的混合型污垢。

2.2篩選和確定清洗方案

      根據循環(huán)水系統運行工況條件和污垢主要成份組成，在實(shí)驗室設計了動(dòng)態(tài)模擬清洗實(shí)驗，根據實(shí)驗結果篩選和確定了對該系統進(jìn)行的清洗方案。

2.2.1清洗劑

      根據實(shí)驗對循環(huán)水系統運行情況和污垢產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，由于該冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統主要是碳酸鹽、硫酸鹽和生物粘泥的混合型污垢，針對此混合型污垢，為達到佳的清洗效果，選用了不同的清洗劑作對比實(shí)驗，確定其清洗劑為：蘭州格瑞緩蝕技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的GR-958粘泥剝離劑和GR-943運行除垢靈。

2.2.2生物粘泥的清洗

      混雜在水垢中和包覆在水垢表面的微生物粘泥，對清洗劑分子具有屏蔽阻隔作用，如不清除，會(huì )對水垢清洗劑性能的正常發(fā)揮產(chǎn)生不利影響，降低除垢效率。因此，在水垢清洗前須采用合適的清洗劑將生物性粘泥從傳熱面上分散剝離，使水垢暴露出來(lái)。

      實(shí)驗室選擇了五種具有粘泥分散作用的藥劑，對取自循環(huán)水系統的垢樣做進(jìn)一步篩選實(shí)驗，見(jiàn)下表2給出的實(shí)驗結果表明，GR-958粘泥剝離劑對該系統生物粘泥具有良好的分散剝離效果，可滿(mǎn)足清洗要求。

表2不同分散劑對粘泥的剝離效果

清洗劑 A B C D GR-958

灼燒減量%(550℃) 6.7 1.2 3.1 3.6 9.1

      GR-958粘泥剝離劑由生物滅活劑、界面降粘劑、分子滲透劑、分散剝離劑等成份組成。經(jīng)實(shí)驗選擇添加量為100mg/L,當系統循環(huán)水濁度不再上升趨于穩定時(shí)，判定為終點(diǎn)，運行清洗48h。

2.2.3水垢的清洗

      該冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統結垢主要是Ca、Mg的碳酸鹽和硫酸鹽，將該系統垢樣經(jīng)GR-958粘泥剝離劑處理后，模擬系統運行條件做溶垢實(shí)驗，結果見(jiàn)表3。

表3垢樣在不同清洗劑中的溶解率

清洗劑8%HCL8%HNO?2%HF8%GR-9240.3%GR-943

溶垢率，%63.270.825.164.295.8

      由溶垢實(shí)驗結果，除GR-924除垢劑外，垢樣在常規酸類(lèi)清洗劑中的高溶解率只有70.8%,還有約30%的難溶垢不能被溶解。而且采用酸性化學(xué)清洗劑在系統正常運行條件下在線(xiàn)清洗，因清洗條件難以控制，高流速下金屬表面難以形成穩定的緩蝕保護膜，因此清洗過(guò)程容易造成換熱器腐蝕損傷。

      實(shí)驗條件下，GR-943運行除垢靈表現出佳清洗效果，溶垢率達95.8%,殘留的垢樣已呈微粒分散狀態(tài)，清洗過(guò)程中可在循環(huán)水流動(dòng)狀態(tài)下被分散于水中而脫離傳熱面。實(shí)驗過(guò)程測得的GR-943運行除垢靈對系統材質(zhì)A?鋼和銅的腐蝕率分別為0.013g/m2h和0.001g/m2h,對系統金屬沒(méi)有腐蝕。因此，選用GR-943運行除垢靈對該系統進(jìn)行在線(xiàn)清洗。GR-943用量為3000mg/L,清洗時(shí)間為30d。當系統水中GR-943含量大于50mg/L、總硬度和濁度內不再上升或略有下降時(shí)，視為清洗達到終點(diǎn)。清洗過(guò)程保持冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統運行工況不變。系統水的PH值保持在7以上。

3、冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗現場(chǎng)清洗過(guò)程

     冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統保有水量約為500m3,清洗時(shí)按實(shí)驗室選定的清洗藥劑和投加量，將藥劑直接加入集水池中正常運行。清洗終點(diǎn)時(shí)連續補水和排污，將分散剝離的粘泥和溶解分散的Ca、Mg鹽類(lèi)置換出系統，使循環(huán)水濁度降至20mg/L以下。

      清洗過(guò)程在循環(huán)水集水池中懸掛標準腐蝕監測試片，試片材質(zhì)與系統換熱器相同。

      現場(chǎng)清洗共進(jìn)行了39d,其中清洗生物粘泥4d,用GR-943運行除垢靈清洗水垢進(jìn)行了35d。圖1-圖3。示出了清洗過(guò)程系統循環(huán)水濁度和總硬度變化的趨勢。

      由圖1可知，加入GR-958后，循環(huán)水濁度開(kāi)始增加。清洗到18h后，濁度呈快速增加趨勢，說(shuō)明粘泥中的微生物在GR-958作用下失去活性，污泥粘性下降，開(kāi)始大量分散進(jìn)入水中。清洗到36h時(shí)，濁度從開(kāi)始時(shí)的62mg/L增加到156mg/L,40h后，濁度開(kāi)始緩慢下降，系統生物粘泥基本洗凈。

      圖2、圖3顯示的水垢清洗過(guò)程中循環(huán)水濁度和硬度變化趨勢說(shuō)明，加人GR-943后，濁度和硬度都開(kāi)始增加，但增加趨勢略有差異。濁度在GR-943加入10d后快速增加，20d時(shí)達到大值32mg/L,25d后又開(kāi)始快速下降。硬度在GR-943加入后呈線(xiàn)形增加趨勢，20d后增幅趨緩，26d時(shí)達到大值217mg/L,26d后呈緩慢下降趨勢，除垢過(guò)程趨于終點(diǎn)。

4、冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗后的效果

      4.1清洗結束后打開(kāi)換熱器檢查，金屬傳熱面水垢全部清洗干凈，露出金屬本色，洗凈率達到98%以上。

      4.2清洗過(guò)程中測得碳鋼和紫銅標準腐蝕試片的腐蝕率分別為0.019g/m2h和0.0036g/m2h,遠小于工業(yè)設備化學(xué)清洗腐蝕率不大于2g/m2h的指標。

      4.3清洗過(guò)程沒(méi)有改變冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統的運行參數，循環(huán)水PH值保持在7.2~8.0之間。清洗時(shí)，水垢大部分被溶解在水中，少部分被分散成微細粒粉懸浮在水中，未發(fā)現換熱器列管堵塞或因垢塊導致水流不暢的現象，對正常生產(chǎn)無(wú)任何影響。

      綜上所述，采用GR-943運行除垢靈對重鋼股份公司燒結廠(chǎng)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗系統進(jìn)行在線(xiàn)清洗，具有除垢效率高、清洗效果好、安全無(wú)腐蝕、不影響正常生產(chǎn)和操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)膠球清洗后提高了系統熱交換的效果，降低了新水補給量，起到了節能降耗降低成本的目的，可以在同行業(yè)中推廣應用。