循环冷却水系统化学清洗处理过程及效果分析

胡传奇，侯梦迪，姚德营，董 彪

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

连云港碱业有限公司装置循环水系统运行已有30多年，夏季循环水量15 000 m3/h，保有水量6 000 m3。2021年上半年生产运行中发现碳化塔、吸收塔等冷却水箱换热效果差，管壁结垢较为严重，加上夏季温度高，碳化塔换热困难，为了改善系统的换热效果，达到节能降耗的作用，公司生产部决定于2021年6月份对系统进行不停车清洗预膜处理。

1 实施过程及有关分析数据

1.1 清洗前准备

本次清洗剂为络合溶垢型药剂，溶垢效果好，安全性高，缓蚀性能好，清洗过程中不会使浊度过高而产生二次沉积。在预膜开车前，对循环水系统进行了检查，估算保有水量等等。

1.2 杀菌剥离处理

控制水位恒定，关闭排污阀及旁滤池，6月2日上午10：00在5座凉水塔循环水池口分为四个投加点添加，每次添加400 kg，1小时一次，共投加SS812BY杀菌剥离剂1 600 kg，连续循环处理24 h，浊度已无明显上升趋势，第一阶段剥离过程结束。置换几小时后转入第二阶段处理，6月3日14：30于凉水塔循环水池口分为四个投加点，又投加另一种SS411BY杀菌剥离剂，每次添加600 kg，1小时一次，共2 400 kg，连续循环处理27 h，浊度已无明显上升趋势，整个杀菌剥离过程结束。杀菌剥离期间不断投加ZH312BY缓蚀阻垢剂。

从图1可以看出，杀菌剥离过程中浊度逐渐上升，最高达33.78 mg/L，浊度较低，说明系统中存在少量的藻类与粘泥，污染较轻。另外在系统杀菌剥离处理过程中，重碱车间有部分无法控制的复用水串入循环水系统，致使循环水浊度降低，所以整体来看循环水浊度也不会太高。

第一阶段第二阶段图1 杀菌剥离分析数据

表1 清洗分析数据

1.3 清洗处理

6月5日8：15，控制水位恒定，关闭排污阀，于冷却塔池分四个投加点投加QX131BY清洗剂12 000 kg，清洗期间根据PH数据不断补充QX131BY清洗剂，使pH在规定范围3-7，否则PH太低会腐蚀管道，太高清洗效果不好，并投加部分消泡剂。清洗至浊度、总铁及钙离子不再升高即结束清洗。

1.4 挂片试验

从挂片腐蚀速率可见，碳钢与不锈钢的腐蚀率均远远低于控制指标，说明整个化学清洗过程对设备的腐蚀率控制在安全范围。

图2 pH、浊度、总铁及钙离子变化曲线图

表2 化学清洗挂片数据

1.5 处理结果

此次除垢处理浊度从15.76 mg/L升到38.47mg/L，洗下污物136 kg；总铁从0.35mg/L升到3.23 mg/L，洗下铁锈约17 kg；化学清洗过程中系统钙离子从最低397.45 mg/L，上升到最高756.32 mg/L，根据保有水量6 000 m3计算，换算成碳酸钙2 153 kg。折合污物共约2 288 kg。另外在系统清洗处理过程，无阀滤池外排循环水约300 m3，外排水折合污物约150 kg。

2 预膜处理

换水至浊度小于20 mg/L，并控制循环水池水位2.8m，钙离子大于50mg/L，于6月11日8：30，按保有水量一次投加预膜剂ZH264BY 2.4 t，分析示踪剂含量为10.86 mg/L，在整个预膜过程中PH自然运行。预膜12 h左右就有明显蓝色色晕，预膜24 h后，挂片上蓝色色晕明显，预膜后挂片用CuS04 溶液检测挂片出现红点的时间为25 s，远远大于7 s，结束预膜，开始置换。

该次预膜是热态预膜，整个预膜过程控制得比较稳定，浊度和示踪剂数据毎两个小时分析一次，预膜期间浊度在17.12～19.26 mg/L，示踪剂10.23～12.6 mg/L。药剂剂量都控制在适定范围。起到了良好的预膜效果。

3 循环水化学清洗及预膜效果对比

我公司循环冷却水系统是敞开式，在适宜的温度和光合作用，利于藻类菌类生长。藻类、菌类繁殖会在管道表面形成生物黏泥。生物黏泥是细菌和藻类迅速繁殖的环境和条件，只有彻底清除生物黏泥才能起到真正除藻杀菌的效果。本次投入常州泵源水处理公司生产的SS812BY杀菌剥离剂和SS411BY杀菌剥离剂，能够快速有效杀灭绿藻、蓝藻、青苔、褐藻等藻类和细菌微生物。

表3 清洗前后温差

从此次清理过程可以直观看出，凉水塔塔壁蓝色藻类经投加杀菌剥离剂后，消失很明显。设备管道内的腐蚀产物与沉积物(垢)得到有效清理，较好地改善了设备的换热效果。从重碱工序主要设备冷却水清洗前后温差变化可以看出清洗效果。清洗后吸收塔的温差总体增加，改善了其换热效果；清洗后氨冷凝液冷却器进出口的温差提高了2 ℃。今取近三年夏季8月11～15日纯碱产量进行对比，在正常生产状态下：2019年日均纯碱2 708 t/d，2020年日均纯碱2 844 t/d，2021年循环水系统清洗处理后，日均纯碱2 933 t/d，比清理前至少提高产量89 t/d，取得了较好的经济效益。