冷凝器自動在線膠球清洗技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用

      冷凝器自動在線膠球清洗技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用，采用GR-943除垢技術(shù)對重鋼股份公司燒結(jié)廠冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)實施了不停機在線清洗除垢，清洗過程不改變水系統(tǒng)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(jié)廠冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)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《工業(yè)循環(huán)冷卻水設(shè)計規(guī)范》指標要求。循環(huán)水質(zhì)的劣化直接導致冷卻水系統(tǒng)管路和換熱器嚴重結(jié)垢，傳熱面平均結(jié)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(jié)垢使換熱器的傳熱效率大幅下降，冷卻塔進、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(tǒng)高效、穩(wěn)定和長周期運行造成的影響，防止垢下腐蝕的發(fā)生，提高系統(tǒng)換熱器傳熱效率，燒結(jié)廠決定對循環(huán)水系統(tǒng)進行化學清除除垢。由于常規(guī)的酸洗技術(shù)不能在設(shè)備正常運行過程中清洗除垢，而停機清洗又會造成巨大的停產(chǎn)損失，而且酸洗不可避免的腐蝕損傷，還會導致整個冷卻循環(huán)水系統(tǒng)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(jié)廠冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)實施不停機在線清洗除垢，取得了滿意的清洗效果。

2、冷凝器自動在線膠球清洗工藝條件的確定

2.1實驗室分析污垢成份組成

      對取自循環(huán)水系統(tǒng)換熱器傳熱面上的污垢成份進行了化學分析鑒定，主要成份含量見表1。

表1污垢主要化學成份

化學成份 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(jù)表1所示化學成份組成，循環(huán)水系統(tǒng)傳熱面結(jié)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(jù)循環(huán)水系統(tǒng)運行工況條件和污垢主要成份組成，在實驗室設(shè)計了動態(tài)模擬清洗實驗，根據(jù)實驗結(jié)果篩選和確定了對該系統(tǒng)進行的清洗方案。

2.2.1清洗劑

      根據(jù)實驗對循環(huán)水系統(tǒng)運行情況和污垢產(chǎn)生的原因進行了分析，由于該冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)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驗，確定其清洗劑為：蘭州格瑞緩蝕技術(shù)研究所開發(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。

      實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(tǒng)的垢樣做進一步篩選實驗，見下表2給出的實驗結(jié)果表明，GR-958粘泥剝離劑對該系統(tǒng)生物粘泥具有良好的分散剝離效果，可滿足清洗要求。

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)實驗選擇添加量為100mg/L,當系統(tǒng)循環(huán)水濁度不再上升趨于穩(wěn)定時，判定為終點，運行清洗48h。

2.2.3水垢的清洗

      該冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)結(jié)垢主要是Ca、Mg的碳酸鹽和硫酸鹽，將該系統(tǒng)垢樣經(jīng)GR-958粘泥剝離劑處理后，模擬系統(tǒng)運行條件做溶垢實驗，結(jié)果見表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

      由溶垢實驗結(jié)果，除GR-924除垢劑外，垢樣在常規(guī)酸類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。而且采用酸性化學清洗劑在系統(tǒng)正常運行條件下在線清洗，因清洗條件難以控制，高流速下金屬表面難以形成穩(wěn)定的緩蝕保護膜，因此清洗過程容易造成換熱器腐蝕損傷。

      實驗條件下，GR-943運行除垢靈表現(xiàn)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)，清洗過程中可在循環(huán)水流動狀態(tài)下被分散于水中而脫離傳熱面。實驗過程測得的GR-943運行除垢靈對系統(tǒng)材質(zhì)A?鋼和銅的腐蝕率分別為0.013g/m2h和0.001g/m2h,對系統(tǒng)金屬沒有腐蝕。因此，選用GR-943運行除垢靈對該系統(tǒng)進行在線清洗。GR-943用量為3000mg/L,清洗時間為30d。當系統(tǒng)水中GR-943含量大于50mg/L、總硬度和濁度內(nèi)不再上升或略有下降時，視為清洗達到終點。清洗過程保持冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)運行工況不變。系統(tǒng)水的PH值保持在7以上。

3、冷凝器自動在線膠球清洗現(xiàn)場清洗過程

     冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)保有水量約為500m3,清洗時按實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。清洗終點時連續(xù)補水和排污，將分散剝離的粘泥和溶解分散的Ca、Mg鹽類置換出系統(tǒng)，使循環(huán)水濁度降至20mg/L以下。

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

      現(xiàn)場清洗共進行了39d,其中清洗生物粘泥4d,用GR-943運行除垢靈清洗水垢進行了35d。圖1-圖3。示出了清洗過程系統(tǒng)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)水濁度開始增加。清洗到18h后，濁度呈快速增加趨勢，說明粘泥中的微生物在GR-958作用下失去活性，污泥粘性下降，開始大量分散進入水中。清洗到36h時，濁度從開始時的62mg/L增加到156mg/L,40h后，濁度開始緩慢下降，系統(tǒng)生物粘泥基本洗凈。

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

4、冷凝器自動在線膠球清洗后的效果

      4.1清洗結(jié)束后打開換熱器檢查，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(shè)備化學清洗腐蝕率不大于2g/m2h的指標。

      4.3清洗過程沒有改變冷凝器自動在線膠球清洗系統(tǒng)的運行參數(shù)，循環(huán)水PH值保持在7.2~8.0之間。清洗時，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(xiàn)換熱器列管堵塞或因垢塊導致水流不暢的現(xiàn)象，對正常生產(chǎn)無任何影響。

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