自备热电厂循环水系统清洗预膜及水质稳定性分析

汤永平

（贵州开磷遵义碱厂，贵州 遵义 000000）

自备热电厂循环水系统清洗预膜及水质稳定性分析

汤永平

（贵州开磷遵义碱厂，贵州 遵义 000000）

阐述了自备热电厂循环水系统停车在线剥离、清洗和预膜处理的方法及结果。探讨了循环水系统清洗、预膜的水质控制方法。

循环水系统；清洗；预膜；水质稳定性

1 循环水系统清洗预膜的成因分析

热电厂循环冷却水系统，无论是新系统还是老系统，在开车正常投药之前都要进行系统剥离、清洗和预膜工作。剥离、清洗和预膜工作被称为热电厂循环水系统化学处理的预处理。对于新系统来说，在安装过程中，总会有碎屑、杂物和尘土等留在设备和管道之中，有时冷却设备的锈蚀和油污也很严重，这些杂物和油污如不清洗干净，将会影响下一步的预膜处理工作。老系统的冷却设备还常有垢、粘泥和金属腐蚀产物等，严重影响设备寿命和换热效果。因此，剥离、清洗工作做得好，对新系统来说，可以提高预膜效果，减少腐蚀和结垢的产生；对老系统来说，可以提高设备换热效率，改善工艺操作条件，保证设备长周期安全生产运行，降低能耗和延长设备使用寿命。所以，热电厂循环水系统的剥离、清洗工作是循环水系统开车必不可少的一个环节。

循环水系统的预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果，常在循环水开车初期投加较高的缓蚀剂量，待成膜后，再降低药剂浓度维持补膜，即所谓的正常处理。这种预膜处理的目的是在金属表面能很快地形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。

2 循环水系统构成简介

遵义碱厂热电厂建有3万kW的自备发电机组，其循环水量为7 500 t/h，系统保有水量为2 500 m3/h，循环水主要供凝汽器、冷油器和空气冷却器冷却用水，主要换热材质为铜和碳钢。

系统参数配置如表1所示。补充水水质分析结果如表2所示。

表1 循环水系统参数配置

表2 补充水水质 mg/L

该补充水为高硬高碱度水，在冷凝器表面极易结垢；补充水COD也比正常水源高很多，水质较恶劣，直接用作补充水会导致粘泥沉积和生成微生物，引起凝汽器的换热效率下降，影响生产，缩短设备寿命；补充水的总磷含量较高，过高的磷含量会生成难溶的磷酸钙垢。因而，该循环水补充水作为循环水的进水，需做水质处理。

3 系统处理

3.1 剥离、清洗前的系统清洗及补水要求

为了达到清洗预膜的效果，彻底清除凉水塔下的集水池和循环水泵吸水井底部的污泥，补充水经过过滤处理后注入池中，其目的是要降低剥离、清洗水质的浊度。清洗前，检测对池中的补充水，水质已达到清洗预膜的要求，见表3。

表3 清洗前的补充水水质

同时，组织有关部门对开车前需确认的设备、系统、电气、仪表及相关参数进行确认，在确保无误签字确认后，整个准备工作结束。

3.2 循环水系统的剥离、清洗

自2010年10月31号开始剥离、清洗工作，此次使用的清洗剂和预膜剂含有高效粘泥剥离剂、除油剂、渗透剂、金属螯合剂分散剂、除锈剂和高效缓蚀阻垢剂。在清洗过程中，循环水的浊度不断上升，后趋于平稳，此过程说明，剥离剂将系统管道及设备中的污泥及沉积物清理出来溶于水中，最终使换热设备及金属管道露出金属表面。

浊度从最小上升到最大值，由于旁滤系统的投入，使循环水质不断得到过滤，从而使得浊度上升到最大后逐渐下降。循环水表面有一层乌黑的泡沫，这说明其中的粘泥剥离剂起了作用。至此，剥离工作完成。

清洗工作是将系统的pH值降低，进行化学酸洗。在清洗的过程中，铁离子浓度不断升高，这说明其中的化学除锈剂起了作用。在此期间，在循环水中放置了标准20#钢和黄铜挂片，以监控对金属的腐蚀情况。此项工作历时69 h。

在清洗过程中，按照金属管道的清洗要求，将pH控制为3.0~5.5（实际为3.20~4.76），使系统的循环水保持酸性环境，将附着在设备及金属管道表面的铁锈清理出来，因而，总铁量开始上升，直至最后稳定并且略有下降。

在清洗的过程中，为了控制富氧生物的生成，必须严格控制总磷的含量，防止在预膜前微生物的生成而影响预膜效果。总磷随着药剂的加入，浓度上升到最大值，随着垢和油污、粘泥的洗出，逐渐下降。在清洗过程中，总磷含量始终保持在50 mg/L以上，符合控制要求。

由于换热设备及金属管道的表面可能结垢，在酸洗的过程中，水溶液中的钙含量先上升而后趋于平稳，说明酸洗溶解了设备及管道的垢，使碳酸钙和硫酸钙中的钙离子游离出来，从而使水中的钙离子浓度升高，直到将系统的垢全部清洗出来，钙离子趋于稳定且略有下降。

pH值、浊度、总磷、总铁在一定时间内已经稳定并开始下降，说明管道内粘泥与锈已经清洗掉，清洗工作可以结束。总铁含量从2.8 mg/L升至最高为30.7 mg/L；浊度从86 NTU升至258 NTU，据此保守计算，此次清洗过程，共洗去污泥和油、垢约340 kg、铁锈约80 kg。挂片结果表明，20#钢的腐蚀速率为1.32 g/m2·h，黄铜的腐蚀速率仅为 0.001 4 g/m2·h，远低于碳钢的6 g/m2·h和黄铜的 1 g/m2·h的要求，因而此次剥离、清洗工作有效地除去了粘泥、油、垢和铁锈，又使基体材料未受较大的腐蚀。

3.3 循环水系统的预膜

在清洗结束后，按照计划立即进行预膜处理。由于清洗后水质很差，必须换水，因而，采用完全排放，然后再补水的方法，节省了大量的补给水。补完水后，启动无阀滤池，对无阀滤池进行清洗，清洗干净后再用无阀滤池对循环水进行过滤，使水的浊度大幅度下降。在浊度为19.9 NTU、总铁含量为0.98 mg/L时，开始预膜在调整好水的pH值后，在泵吸入口放入2块挂片，在冷却塔下放置1块从清洗开始的挂片，随时监控预膜情况。此次预膜工作历时64 h。在整个预膜过程中，pH值按照预膜要求控制为5.5~7.0，总磷含量大于50 mg/L，整个数据符合要求。

在预膜过程中，由于严格控制了总磷含量和pH值，使成膜质量大幅度提高，预膜后经检测，3块挂片外观都有7彩膜，并且做了5%硫酸铜腐蚀试验，结果分别为75 s、95 s、120 s，远远超过技术协议中大于10 s的要求。

4 结束语

本次循环水系统采用停车在线预膜处理，系统历经清扫、剥离、清洗及预膜过程，总耗时133 h，在剥离、清洗过程中，严格按《工业设备化学清洗质量标准》（HG/T2387-2007）执行，各项指标均在可控范围内，既满足了系统的剥离、清洗彻底的要求，又保证了设备的腐蚀率降到最低，成功地在系统管道及换热设备上形成了一层质地均匀、色彩一致、致密的保护膜。成膜采用国标用硫酸铜溶液进行检测，最大时差达120 s，最小时差为75s，远远大于标准所要求的10s以上。此次预膜处理是成功的，有效地抑制了循环水系统污泥的沉积和垢的生成，保证了设备的换热效率，增大了蒸汽的做功能力，降低了发电系统能耗。

self-provided thermal plant circulating water system cleaning pre-membrane and water stability analysis

TANG Yong-ping
(Guizhou Kailin Zunyi alkali plant,Zunyi 563004,China)

Parking strip online,cleaning,the method and effectiveness of membrane treatment in self-provided thermal water circulating system were expounded.The cleaning of water circulating system and membrane water quality control method were probed into.

water circulating system;cleaning;pre-membrane;water quality stability

TQ085+.2

B

1009－1785(2011)09-0044-03

2011-07-22