在线清洗预膜在高炉TRT循环冷却水系统的应用

白煜磊，刘云

（1天津正达科技有限责任公司，天津 300131；2天士力制药集团股份有限公司，天津 300402）

在线清洗预膜在高炉TRT循环冷却水系统的应用

白煜磊1，刘云2

（1天津正达科技有限责任公司，天津 300131；2天士力制药集团股份有限公司，天津 300402）

清洗预膜是水处理技术中最为关键的环节之一，它的成功与否直接影响后续循环水处理效果。当某些关键生产设备由于某些原因而导致换热系数降低且无法停车时，清洗预膜工作的难度将会大幅度增加。本文讲述了不停车清洗预膜在国内某钢厂高炉TRT循环冷却水系统的成功应用。

在线清洗预膜；煤气余压发电装置；高炉；循环冷却水系统

1 系统概况

1.1 工艺简介

煤气余压发电装置（TRT）是高炉的重要附属设施，尽管在投产后系统运行过程中采用了循环冷却水处理技术，基本解决了结垢、腐蚀和菌藻滋生问题，但是冷却水系统在长期循环使用后（使用五年以上时间），其冷却设备的金属表面上仍然会有沉积物的集积，这些沉积物主要是腐蚀产物、水垢、粘泥等，由于生产任务繁重，无法停车清理，决定对其进行在线清洗预膜。

其配套循环冷却水系统为开路循环系统，补充水加到冷水池内，通过循环泵提供给工艺设备使用，热水回到玻璃钢凉水塔塔顶，通过换热后靠重力回流到凉水池内，供水温度≤33℃，回水温度≤41℃。系统材质碳钢、铜、不锈钢。

1.2 水质分析

我们以当地工业补充水水源为例，判断其腐蚀结垢倾向。根据水质ryznar［1］指数的判断：SI=2pHspH（式中pHs为冷却水饱和pH，pH为冷却水运行时的pH），其SI＜6，属于结垢型水质，长期使用必然会导致系统的结垢问题。补充水质见表1。

1.3 垢样分析（表2）

为了更加清楚的了解系统内部情况，我们打开了一段管道，从中取出了少量垢样进行分析，判断其组分，为后续清洗工作提供依据。

表1 补充水水质

表2 垢样分析

由表2可见，其垢体较为松散；系统的腐蚀产物，结垢松散的水垢，以及菌藻腐败后的生物粘泥为垢样的主要成分，而其中水垢的成分略高。

2 清洗工作

2.1 杀菌灭藻、粘泥剥离

针对补充水质以及垢样分析的情况，我们首先利用氧化性杀菌剂及粘泥剥离剂交替作用，杀灭水中细菌，对管道及设备内的粘泥剥离，将垢体中的碳酸钙及腐蚀产物暴露出来，为下一步化学清洗做好准备。

2.1.1 药剂的选择

考虑到系统不停车清洗有一定热负荷，较长时间的清洗作业容易对系统造成腐蚀。我们选用了杀菌剂TS-621，它具有快速杀灭，广谱、低泡等特点，短时间内杀菌效果极好，对系统作用时间短，影响较小。TS-617为一种新型复合粘泥剥离剂，具有毒性低、易降解，对生物粘泥高效剥离等特点。

2.1.2 运行操作

投加TS-621杀菌灭藻剂30 mg/L，约6h后向系统中投加TS-617粘泥剥离剂，100mg/L，同时监测系统浊度，以系统浊度达到峰值为结束条件。杀菌灭藻、粘泥剥离完成之后，迅速置换，准备进入下一工序。

2.2 化学清洗

在经过杀菌灭藻，粘泥剥离处理后，在此时投加定量的表面活性剂、除锈分散剂，酸性清洗剂，缓蚀剂既可将管道中残余的钙垢、腐蚀产物清除，也避免了对系统的损害。

此外，应当注意的是，由于系统并未停车，在有热负荷的情况下极易出现反锈情况，为避免这一状况，在清洗结束排水置换过程中应继续投加缓蚀剂。

2.2.1 药剂的选择

表面活性剂TS-401有较高的去污能力，通过亲水基团及疏水基团的作用将难溶于水的物质拖入水中，使之去除；除锈分散剂TS-407可将系统中的浮锈以络和态分散到水中达到除锈的目的；酸性清洗剂TS-402为一种新型环保有机清洗剂，对碳酸钙碳酸镁垢有强力清除作用，使其变为离子溶入水中，对环境无害，易降解；缓蚀剂TS-206通过钝化作用保护金属表面不被腐蚀。

2.2.2 运行操作

将TS-206缓蚀剂500×10-2%、TS-407除锈分散剂100×10-2%、TS-401清洗剂1000×10-1%依次、分批、缓慢地投加到水中，投加酸性清洗剂TS-402控制循环水pH在5.5～6.5之间，挂入挂片，以监测清洗过程中腐蚀情况，在清洗过程中应分析监测pH、总硬、总Fe，以总硬，总铁达到峰值不再上升为结束条件，清洗时间约12～24h。

图1 总硬-时间曲线

如图1所示系统总硬由之初的225.37mg/L升至结束时的398.00mg/L，并且达到平台稳定期，说明系统中有一定结垢现象，且得到了很好的清除。同时印证了垢样分析结果。

清洗结束后，取出挂片，经过处理后计算腐蚀速率，如表3所示，远低于国家行业标准，清洗过程并未对系统造成损害。

表3 挂片监测数据

3 预膜工作

系统内设备和管道经化学清洗后，为防止二次腐蚀，提高正常运时缓蚀阻垢剂的缓蚀性能，应进行预膜处理。

3.1 药剂选择

TS-908为一种复配高效预膜剂，具有成膜速度快、均匀等特点，不仅对碳钢有较好的成膜特性，对铜也有较好的保护作用。预膜专用分散剂TS-907不仅可以在系统有热负荷的情况下控制预膜速度，还可以防止系统局部热负荷过高出现结垢的情况。

3.2 运行操作

为了确保预膜效果，浊度、总铁含量要满足要求，浊度过高或含有较多的铁离子均影响成膜的质量，故要求浊度＜10mg/L，总铁＜1.0mg/L。预膜水质合格后，将高效预膜剂TS-908，1×10-1%、预膜专用分散剂TS-907，1×10-2%一次性缓慢地投加到水中，在循环水中挂入监测挂片以监测预膜效果，同时监测系统内总硬、总磷，确保总磷含量≥80mg/L，如无法达到则继续投加预膜剂TS-908，时间为24～36h，以挂片表面形成带有明显色晕的沉积膜为结束条件。

取出碳钢监测挂片，在阳光下观察有明显色晕，且呈单一蓝色，说明所成膜均匀；采用10%硫酸铜溶液测试［2］，红点间隔时间达到22s，说明所成膜密实，达到预想效果。预膜结束后，对系统进行大排大补，迅速置换，转入正常运行。

4 结论

4.1 在线清洗对清洗剂的要求比较高，由于具有热负荷，各种分子，离子活动加剧，对系统的腐蚀都会产生放大效果，操作过程中还必须保证换热器正常运行，因此高效，低腐蚀，低泡成为在线清洗剂的必要条件。而本次所使用的清洗剂不仅全部符合条件，且绿色环保，应用效果良好。

4.2 在线预膜对预膜剂除了成膜效果好，均匀，密实等基本要求外，还对成膜的控制有较高要求，由于水温较高，预膜速度明显加快，倘若处理不当容易造成系统的结垢问题。实践证明，本次所使用的预膜剂TS-908与预膜专用分散剂TS-907的配合使用对于在线预膜有较好的效果。

［1］周本省.工业水处理技术［M］.北京：化学工业出版社，2002，84.

［2］齐冬子.敞开式循环冷却水系统的化学处理（第二版）［M］.北京：化学工业出版社，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，工程师，从事循环水处理技术研究和现场应用工作。