摘 要:文章通過對大量阻垢緩蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析,提出了降低藥劑濃度、提高藥劑性能從而就可以降低阻垢劑的投加量的思路,從而最低降低阻垢劑的成本,保證了在藥劑最小投加量的情況下最好的控制水垢形成,達(dá)到了節(jié)能降耗的效果。
關(guān)鍵詞:阻垢劑;濃度;試驗(yàn);降低
1 改造背景
干熄焦發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)在2013年5月份以前阻垢緩蝕藥劑的使用濃度為100PPM,相對于廠內(nèi)其他循環(huán)水系統(tǒng)高好10倍,總的投加量較多,成本就相應(yīng)的較高,這與目前公司開展的節(jié)能減排、降本增效活動(dòng)相背而馳,與公司目前的緊張形勢不相適應(yīng),因此如何能夠降低阻垢劑的成本,在藥劑最小投加量的情況下最好的控制水垢形成,是文章探討的關(guān)鍵。
2 改造方案
工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)十分重要,同時(shí)也是非常關(guān)鍵的設(shè)備系統(tǒng),科學(xué)有效的循環(huán)冷卻系統(tǒng)為企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備生命周期內(nèi)有效運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)。這時(shí)提升水處理技術(shù)水平對延長設(shè)備裝置壽命十分重要,這亦是提高鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。隨著宣鋼發(fā)展形勢的需要,對我廠干熄焦發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)阻垢緩蝕藥劑進(jìn)行改造,通過大量的阻垢緩蝕試驗(yàn),藥劑濃度從100PPM降到30PPM,降幅為200%多。
3 阻垢機(jī)理
循環(huán)冷卻水處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制結(jié)垢阻垢劑的使用,常用的阻垢劑為有機(jī)磷酸類、聚合電解質(zhì)等,其間有機(jī)膦酸、聚合電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)阻垢時(shí),其機(jī)理十分復(fù)雜,本文對此進(jìn)行了下述幾方面分析:
(1)晶格畸變
碳酸鈣是一種結(jié)晶體,其成長具備嚴(yán)格的順序,均是由正電荷Ca2+離子與帶負(fù)電荷的CO32-離子相撞,之后則結(jié)合且成長,給水中添加有機(jī)膦酸等,其會(huì)吸附至晶體活性增長點(diǎn)上,從而與Ca2+離子結(jié)合,這時(shí)則抑制了晶格生長,導(dǎo)致晶格歪曲,亦或者是長不大,可以說晶體會(huì)被有機(jī)膦酸中的活性分子包圍,之后則失去活性,從而阻礙其他晶體沉淀。再是部分吸附于晶體中的化合物會(huì)增長,最終被卷進(jìn)晶格,這時(shí)的CaCO3晶格產(chǎn)生差錯(cuò),使得垢層中出現(xiàn)極大的空洞,分子之間相互作業(yè)降低,使得硬垢逐漸變軟;晶粒增長會(huì)被嚴(yán)重干擾,從而產(chǎn)生歪曲,這時(shí)的晶粒變小,使得垢層逐漸變軟,可被水沖洗。
(2)絡(luò)合增溶
有機(jī)膦酸可于水中被離解,從而釋放出H+離子,因其本身帶有負(fù)電荷陰離子,從而產(chǎn)生絡(luò)合增溶,這時(shí)就提升了CaCO3晶粒析出飽和度,但此飽和度過大,這時(shí)水中CaCO3溶解度就會(huì)增加。加上晶格畸變,其間若不加藥劑,則形成的晶粒十分細(xì)小,但顆粒分散度會(huì)嚴(yán)重影響溶解度,晶粒小則說明CaCO3溶解度會(huì)被增大,這時(shí)則提升了CaCO3析出過飽和度。
4 試驗(yàn)內(nèi)容
4.1 旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)
(1)試驗(yàn)條件
試片采用A3I碳鋼與I型不銹鋼;試驗(yàn)用水則采用工業(yè)水;物理參數(shù)應(yīng)是旋轉(zhuǎn)速度,控制其每分鐘120轉(zhuǎn);試驗(yàn)溫度應(yīng)控制為40±1攝氏度;試驗(yàn)時(shí)間保證72小時(shí)。
(2)試驗(yàn)結(jié)果(如表1所示)
試驗(yàn)結(jié)果表明:在這種水質(zhì)條件下,通過對碳鋼、不銹鋼腐蝕率初步選定投加濃度為:25PPM、30PPM、35PPM為適宜濃度。
4.2 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)
靜態(tài)阻垢試驗(yàn)著重評價(jià)阻垢劑的阻垢性能,試驗(yàn)方法按中國石油化工總公司冷卻水分析和試驗(yàn)方法中的靜態(tài)阻垢評定試驗(yàn)方法。
(1)試驗(yàn)條件
靜態(tài)阻垢試驗(yàn)中的阻垢性能評價(jià)十分重要,其試驗(yàn)條件應(yīng)為多孔恒溫水浴鍋,應(yīng)嚴(yán)格滿足80±1攝氏度;燒杯選擇1000mL的刻度燒杯;采用蒸餾水配置,濃度為2倍。
(2)試驗(yàn)結(jié)果(如表2所示)
結(jié)果顯示:在易結(jié)垢的水質(zhì)情況下,為達(dá)到動(dòng)力廠要求阻垢率(阻垢率≥80%)所以選擇投加濃度為:30PPM、35PPM。
5 結(jié)束語
通過腐蝕試驗(yàn)與靜態(tài)阻垢試驗(yàn)二者得出的數(shù)據(jù),權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益后得出投加濃度為:30PPM最為適宜。
通過上述試驗(yàn)得出新的投加濃度后并在實(shí)際中應(yīng)用了一段時(shí)間,2013年10月15日干熄焦發(fā)電進(jìn)行了檢修,對凝結(jié)器進(jìn)行了開人孔作業(yè),對現(xiàn)場凝結(jié)器不銹鋼管進(jìn)行觀察,沒有明顯結(jié)垢,阻垢效果較理想。干熄焦阻垢劑由原來每月投加7.8噸,減少到現(xiàn)在每月1.7噸,每月減少了6.1噸藥劑使用量,節(jié)省藥劑費(fèi)用9000元×6.1噸/月×12月=658800元。
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