白煜磊，劉云

（1天津正達科技有限責任公司，天津 300131；2天士力制藥集團股份有限公司，天津 300402）

在線清洗預膜在高爐TRT循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應用

白煜磊1，劉云2

（1天津正達科技有限責任公司，天津 300131；2天士力制藥集團股份有限公司，天津 300402）

清洗預膜是水處理技術中最為關鍵的環(huán)節(jié)之一，它的成功與否直接影響后續(xù)循環(huán)水處理效果。當某些關鍵生產(chǎn)設備由于某些原因而導致?lián)Q熱系數(shù)降低且無法停車時，清洗預膜工作的難度將會大幅度增加。本文講述了不停車清洗預膜在國內(nèi)某鋼廠高爐TRT循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的成功應用。

在線清洗預膜；煤氣余壓發(fā)電裝置；高爐；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

1 系統(tǒng)概況

1.1 工藝簡介

煤氣余壓發(fā)電裝置（TRT）是高爐的重要附屬設施，盡管在投產(chǎn)后系統(tǒng)運行過程中采用了循環(huán)冷卻水處理技術，基本解決了結垢、腐蝕和菌藻滋生問題，但是冷卻水系統(tǒng)在長期循環(huán)使用后（使用五年以上時間），其冷卻設備的金屬表面上仍然會有沉積物的集積，這些沉積物主要是腐蝕產(chǎn)物、水垢、粘泥等，由于生產(chǎn)任務繁重，無法停車清理，決定對其進行在線清洗預膜。

其配套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為開路循環(huán)系統(tǒng)，補充水加到冷水池內(nèi)，通過循環(huán)泵提供給工藝設備使用，熱水回到玻璃鋼涼水塔塔頂，通過換熱后靠重力回流到?jīng)鏊貎?nèi)，供水溫度≤33℃，回水溫度≤41℃。系統(tǒng)材質碳鋼、銅、不銹鋼。

1.2 水質分析

我們以當?shù)毓I(yè)補充水水源為例，判斷其腐蝕結垢傾向。根據(jù)水質ryznar［1］指數(shù)的判斷：SI=2pHspH（式中pHs為冷卻水飽和pH，pH為冷卻水運行時的pH），其SI＜6，屬于結垢型水質，長期使用必然會導致系統(tǒng)的結垢問題。補充水質見表1。

1.3 垢樣分析（表2）

為了更加清楚的了解系統(tǒng)內(nèi)部情況，我們打開了一段管道，從中取出了少量垢樣進行分析，判斷其組分，為后續(xù)清洗工作提供依據(jù)。

表1 補充水水質

表2 垢樣分析

由表2可見，其垢體較為松散；系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物，結垢松散的水垢，以及菌藻腐敗后的生物粘泥為垢樣的主要成分，而其中水垢的成分略高。

2 清洗工作

2.1 殺菌滅藻、粘泥剝離

針對補充水質以及垢樣分析的情況，我們首先利用氧化性殺菌劑及粘泥剝離劑交替作用，殺滅水中細菌，對管道及設備內(nèi)的粘泥剝離，將垢體中的碳酸鈣及腐蝕產(chǎn)物暴露出來，為下一步化學清洗做好準備。

2.1.1 藥劑的選擇

考慮到系統(tǒng)不停車清洗有一定熱負荷，較長時間的清洗作業(yè)容易對系統(tǒng)造成腐蝕。我們選用了殺菌劑TS-621，它具有快速殺滅，廣譜、低泡等特點，短時間內(nèi)殺菌效果極好，對系統(tǒng)作用時間短，影響較小。TS-617為一種新型復合粘泥剝離劑，具有毒性低、易降解，對生物粘泥高效剝離等特點。

2.1.2 運行操作

投加TS-621殺菌滅藻劑30 mg/L，約6h后向系統(tǒng)中投加TS-617粘泥剝離劑，100mg/L，同時監(jiān)測系統(tǒng)濁度，以系統(tǒng)濁度達到峰值為結束條件。殺菌滅藻、粘泥剝離完成之后，迅速置換，準備進入下一工序。

2.2 化學清洗

在經(jīng)過殺菌滅藻，粘泥剝離處理后，在此時投加定量的表面活性劑、除銹分散劑，酸性清洗劑，緩蝕劑既可將管道中殘余的鈣垢、腐蝕產(chǎn)物清除，也避免了對系統(tǒng)的損害。

此外，應當注意的是，由于系統(tǒng)并未停車，在有熱負荷的情況下極易出現(xiàn)反銹情況，為避免這一狀況，在清洗結束排水置換過程中應繼續(xù)投加緩蝕劑。

2.2.1 藥劑的選擇

表面活性劑TS-401有較高的去污能力，通過親水基團及疏水基團的作用將難溶于水的物質拖入水中，使之去除；除銹分散劑TS-407可將系統(tǒng)中的浮銹以絡和態(tài)分散到水中達到除銹的目的；酸性清洗劑TS-402為一種新型環(huán)保有機清洗劑，對碳酸鈣碳酸鎂垢有強力清除作用，使其變?yōu)殡x子溶入水中，對環(huán)境無害，易降解；緩蝕劑TS-206通過鈍化作用保護金屬表面不被腐蝕。

2.2.2 運行操作

將TS-206緩蝕劑500×10-2%、TS-407除銹分散劑100×10-2%、TS-401清洗劑1000×10-1%依次、分批、緩慢地投加到水中，投加酸性清洗劑TS-402控制循環(huán)水pH在5.5～6.5之間，掛入掛片，以監(jiān)測清洗過程中腐蝕情況，在清洗過程中應分析監(jiān)測pH、總硬、總Fe，以總硬，總鐵達到峰值不再上升為結束條件，清洗時間約12～24h。

圖1 總硬-時間曲線

如圖1所示系統(tǒng)總硬由之初的225.37mg/L升至結束時的398.00mg/L，并且達到平臺穩(wěn)定期，說明系統(tǒng)中有一定結垢現(xiàn)象，且得到了很好的清除。同時印證了垢樣分析結果。

清洗結束后，取出掛片，經(jīng)過處理后計算腐蝕速率，如表3所示，遠低于國家行業(yè)標準，清洗過程并未對系統(tǒng)造成損害。

表3 掛片監(jiān)測數(shù)據(jù)

3 預膜工作

系統(tǒng)內(nèi)設備和管道經(jīng)化學清洗后，為防止二次腐蝕，提高正常運時緩蝕阻垢劑的緩蝕性能，應進行預膜處理。

3.1 藥劑選擇

TS-908為一種復配高效預膜劑，具有成膜速度快、均勻等特點，不僅對碳鋼有較好的成膜特性，對銅也有較好的保護作用。預膜專用分散劑TS-907不僅可以在系統(tǒng)有熱負荷的情況下控制預膜速度，還可以防止系統(tǒng)局部熱負荷過高出現(xiàn)結垢的情況。

3.2 運行操作

為了確保預膜效果，濁度、總鐵含量要滿足要求，濁度過高或含有較多的鐵離子均影響成膜的質量，故要求濁度＜10mg/L，總鐵＜1.0mg/L。預膜水質合格后，將高效預膜劑TS-908，1×10-1%、預膜專用分散劑TS-907，1×10-2%一次性緩慢地投加到水中，在循環(huán)水中掛入監(jiān)測掛片以監(jiān)測預膜效果，同時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)總硬、總磷，確?？偭缀俊?0mg/L，如無法達到則繼續(xù)投加預膜劑TS-908，時間為24～36h，以掛片表面形成帶有明顯色暈的沉積膜為結束條件。

取出碳鋼監(jiān)測掛片，在陽光下觀察有明顯色暈，且呈單一藍色，說明所成膜均勻；采用10%硫酸銅溶液測試［2］，紅點間隔時間達到22s，說明所成膜密實，達到預想效果。預膜結束后，對系統(tǒng)進行大排大補，迅速置換，轉入正常運行。

4 結論

4.1 在線清洗對清洗劑的要求比較高，由于具有熱負荷，各種分子，離子活動加劇，對系統(tǒng)的腐蝕都會產(chǎn)生放大效果，操作過程中還必須保證換熱器正常運行，因此高效，低腐蝕，低泡成為在線清洗劑的必要條件。而本次所使用的清洗劑不僅全部符合條件，且綠色環(huán)保，應用效果良好。

4.2 在線預膜對預膜劑除了成膜效果好，均勻，密實等基本要求外，還對成膜的控制有較高要求，由于水溫較高，預膜速度明顯加快，倘若處理不當容易造成系統(tǒng)的結垢問題。實踐證明，本次所使用的預膜劑TS-908與預膜專用分散劑TS-907的配合使用對于在線預膜有較好的效果。

［1］周本省.工業(yè)水處理技術［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2002，84.

［2］齊冬子.敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學處理（第二版）［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2001，05.

Application of on line cleaning and pre film in TRT circulating cooling water system of blast furnace

BAI Yu-lei1，LIU Yun2
（1.Tianjin Zhengda Science and Technology Co.，Ltd.Tianjin 300131；2.Tasly Pharmaceutical Group Co.，Ltd.Tianjin 300402）

Cleaning and pre film is one of the most important part in water treatment technology.Whether it succeeds or not directly affects the effect of subsequent circulating water treatment.When the heat transfer coefficient of some key production equipment is decreased due to some reasons and the equipment can’t be stopped，the difficulty will greatly increase in the work of cleaning and pre film.This paper introduces the successful application of on line cleaning and pre film in TRT circulating cooling water system of a domestic steel blast furnace.

on linecleanpre film；TRT；blast furnace；circulating cooling water system

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.006

TQ028.8

B

1008-1267（2016）05-0014-03

2016-04-05

白煜磊（1985-），男，工程師，從事循環(huán)水處理技術研究和現(xiàn)場應用工作。