清洗预膜在循环水系统中的应用

关键词:清洗；预膜；循环水

引言

循环冷却水作为工业生产装置中的冷却介质得到广泛的应用，冷却水在循环使用的过程中会在换热器设备上发生腐蚀、结垢、污垢沉积等危害，严重时会直接影响工业生产的正常进行。随着科学技术的进步，化学清洗技术得到了迅速发展，特别是近年来大型工业装置的化学清洗技术也趋于成熟。但是，不同的系统有其不同的特点，应该根据实际情况制定不同的清洗方案。循环水系统的化学清洗通常可分为系统开车前的化学清洗和运行过程的化学清洗，其目的都是为了清除系统中的结垢物、腐蚀产物、生物粘泥，提高换热器的换热效率，保证循环水系统的安全、稳定运行。为了生产能长周期地连续运行，从而获得最大的经济效益，通常采用对循环冷却水系统进行不停车清洗的办法来消除或减轻上述危害。因此一种经济实用、安全高效的清洗、预膜药剂的应用，对不停车化学清洗技术水平的提高有着十分重要的意义。循环冷却水系统的不停车清洗，由于是在工厂正常生产条件下进行的，因此清洗的化学药剂必须满足以下条件:①对系统中水冷换热器及管道不造成较大的损害，金属的腐蚀速度要满足清洗标准的要求。②对循环冷却水水泥池不造成损害，要求循环水pH≥3．5，这就限制了强酸作为清洗剂的使用。③循环冷却水系统由于系统容量大，用药量较大，清洗药剂必须具有经济实用、安全有效的特点。

一、循环水系统冲洗

目的:将设备、管道在运输、安装过程中带来的杂物、泥砂、电焊渣、药皮、铁锈等杂物清除干净。准备工作:与换热器进行隔离、循环水供水管与回水管的联通；设置合理的冲洗口使之具备冲洗条件。清洗要求：①在清洗进水前，循环冷却水池、吸水池内的杂物应人工清理干净；②采用原水循环冲洗，水冲洗流速不低于1.5m/s。水压控制0.35±0.5MPa，严禁超压；③冲洗水不得进入其设备内；④冲洗时应按先大管(管径＞DN)后小管(管径＜DN)、先高后低的顺序进行；⑤冲洗水应排入下水道或指定地点(消防收集池)，冲洗水返回循环水水池时，不经过凉水塔直接进入循环水水池；⑥冲洗完毕，应及时拆除相关的临时盲板和临时设施，恢复冲洗拆除部件并与相关设备连通；⑦清洗合格标准:目测排出口水色和透明度与入口水一致为合格。

二、清洗预膜的意义

循环冷却水系统清洗预膜处理是水处理技术中非常重要的环节，对防护金属材质表面，充分发挥正常用缓蚀阻垢剂功效，使循环冷却水系

统获得高效率和长的设备使用寿命具有不可忽视的作用。为了确保冷却水系统达到并保持设计冷却效率，必须始终维持冷却设备的清洁运行和投加适当的水处理药剂。然而，无论首次运转的全新冷却设备，还是运行多年的冷却水系统，都含有或多或少的油类、粘泥、污垢以及各种腐蚀产物，它们附着在金属表面。对于新开车系统来说，设备和管道在安装过程中，难免会有碎屑、杂物和尘土留在系统中，有时冷却设备的锈蚀和油污也很严重，这些杂物和油污必须清洗干净，否则会影响下一步的预膜处理。循环水系统的预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果，在循环水开车初期需要投加较高的缓蚀剂量。待成膜后，再降低药剂浓度维持日常补膜，即所谓的正常处理。这种预膜处理，其目的是希望在金属表面上很快形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。实践证明在同一个系统中，采用同样的缓蚀阻垢剂条件下，预膜与否，其缓蚀效果相差很大。因此，循环水开车初期的预膜工作必须要给予高度重视。有针对性地选择适宜的清洗和预膜处理方案是非常重要的。有效的清洗和预膜处理能大大提高正常处理效果，显著降低腐蚀、结垢和菌藻的产生，对维持冷却水系统的良好冷却效率、增加产量、提高工厂的经济效益具有明显的作用。

三、现场应用

（一）清洗

循环冷却水系统清洗预膜处理是水处理技术中非常重要的环节，对防护金属材质表面，充分发挥正常用缓蚀阻垢剂功效，使循环冷却水系统获得最高效率和最长的设备寿命，具有不可忽视的作用。根据垢样分析结果，系统中有粘泥存在，故系统停车前投入杀菌剥离剂×10－6运行48h，检修后对系统进行物理冲洗并检测系统浊度，浊度不再升高时物理清洗结束，置换排水，加入清洗剂TS－进行化学清洗。化学清洗过程中挂入碳钢片检测清洗效果，pH值控制在4．5～5．5，实时监控pH、浊度、总硬、总铁指标，当总硬总铁不再升高时表明化学清洗结束。由曲线可得，清洗过程中各项指标均控制在设计范围以内，硬度变化不明显，表明系统中基本没有钙垢沉积，浊度的变化是由铁锈垢造成的，与垢样分析吻合。监测挂片取出后，可见初步五彩成膜，表明清洗剂可以兼顾清洗缓蚀作用，不会对设备造成二次腐蚀。

（二）预膜

循环冷却水系统金属表面的腐蚀控制，主要靠缓蚀剂在金属表面上形成的防护膜，以及随后正常运转使用的缓蚀剂，使防护膜得到经常不断的维持和修补。循环水系统的预膜就是在循环水开车初期通过投加预膜剂在金属表面上很快形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。预膜予否，在日后的正常运行中采用同样的缓蚀阻垢剂条件下，其缓蚀效果相差很大。因此，循环水开车的预膜工作必须要给予高度重视。清洗阶段结束后，系统重新置换补水，加入预膜剂和预膜助剂，开始预膜。预膜过程补充新碳钢挂片检测预膜效果，控制pH值6－7，预膜48h。预膜结束后适当置换使系统内总磷达到正常运行要求，系统转入正常运行。

图1pH值、浊度、总硬、总铁随时间变化曲线

四、试片预膜效果试验

关于预膜效果的检验，因目前尚无准确、简便、快速的方法来进行现场检验，一般是利用标准监测挂片进行监测。预膜过程中，可观察挂片上的成膜情况，如已成膜，则挂片上会呈现一层色晕，用肉眼观察，如膜层均匀致密，色晕一致，无锈蚀即表示预膜良好。也有用硫酸铜溶液或亚铁氰化钾滴于挂片上进行成膜效果的检验，但此法重现性较差，仅有一定的参考意义。具体方法如下：硫酸铜溶液由15g氯化钠及5g硫酸铜溶于ml水中配成。将此溶液滴于预膜和未预膜的挂片上，测定挂片上出现红点的时间，二者的时差越大，表示预膜的效果越好。

图1预膜后试片效果图

结束语

循环水系统在开车时必须进行预膜，这是因为经过预膜和未预膜的设备，在使用同样的缓蚀剂同等剂量的情况下，其缓蚀效果会相差很大，预膜后的设备腐蚀速度明显低于未预膜的腐蚀速度。因此，循环水系统开车初期的预膜工作必须要给以高度重视。除开车前必须进行清洗预膜外，在发生以下情况时也需进行预膜:大检修后系统开车时；系统长时间运行时需要在线清洗预膜时；旧换热器或冷却水系统清洗，尤其是酸洗之后；停水40h或换热设备暴露在空气中12h以上。

参考文献：

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