軋制高壓管循環(huán)冷卻水處理
前言
衡陽鋼管廠高壓鍋爐管工程，設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)管徑25～114 mm、壁厚2.5～12 mm的熱軋無縫鋼管16.5×104t。主要設(shè)備三大主機為：穿孔機，連軋機，張堿機，由德國德馬克公司提供。
投運初期，生產(chǎn)不正常，加上補充水的水質(zhì)較好，系統(tǒng)全為新設(shè)備，故未對水處理給予足夠的重視。但是在1999年底全廠大修時，將設(shè)備打開后發(fā)現(xiàn)問題嚴(yán)重。一是腐蝕，從設(shè)備表面看，多處呈均勻腐蝕。經(jīng)測定點蝕深度最大處為1.2 mm，水中鐵離子含量高達2.4 mg/L，碳鋼腐蝕速率為0.45 mm/a，遠大于國家標(biāo)準(zhǔn)的0.125 mm/a。二是微生物及藻類繁殖，目視可見冷卻塔填料、積水池壁的青苔及藻類。分析表明：水中異養(yǎng)菌總數(shù)達5.5×106個/mL。細菌引起的粘泥大量沉積在換熱設(shè)備中，堵塞水管冷卻塔填料及換熱設(shè)備。如12臺電機設(shè)備，30臺換熱器，加熱爐4座，運行不到一年時間因腐蝕不得不更換。因此，必須進行循環(huán)水的加藥處理。
1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況
1.1 系統(tǒng)的組成
詳見工藝流程圖1、圖2。
.jpg) |
.jpg) |
1.2 工藝參數(shù)
該項目總用水量為2320 m3/h，其中凈環(huán)水系統(tǒng)為1307 m3/h，設(shè)計水的循環(huán)率為94.8％，濃縮倍數(shù)為2.5，采用兩座600 m3/h、溫差△ｔ為10℃（進水42℃，出水32℃）的冷卻塔，補充水量120 m3/h，水質(zhì)見表1。濁環(huán)系統(tǒng)為1013 m3/h，循環(huán)率為92％，濃縮倍數(shù)為2.0，采用一座1000 m3/h的冷卻塔，其補充水為凈環(huán)系統(tǒng)的排放水，約為50 m3/h。兩個系統(tǒng)中的主要材質(zhì)都為a3鋼、黃銅。
|
表1 補充水水質(zhì)
|
2 水處理的方案
2.1 藥劑篩選
根據(jù)Langelier和Ryzner指數(shù)法對水質(zhì)進行分析得出，補充新水屬腐蝕型水質(zhì)，當(dāng)濃縮倍數(shù)為3倍時，呈輕度結(jié)垢傾向。夏季，微生物的繁殖嚴(yán)重，藻類和青苔在系統(tǒng)四壁到處可見。
根據(jù)衡陽地區(qū)的水質(zhì)特點及我廠循環(huán)水系統(tǒng)運行所出現(xiàn)的問題，我們著重進行了緩蝕及殺滅微生物方面的藥劑評定和篩選。在進行的“旋轉(zhuǎn)掛片”腐蝕試驗中，著重考察了有機膦酸鹽、聚羧酸鹽、磺酸類共聚物、無機磷系、鋅鹽、鉬酸鹽等藥劑以及相互間的協(xié)同效應(yīng)。凈環(huán)水的濃縮倍數(shù)K取2.5倍，濁環(huán)水控制懸浮物SS ＜100 mg/L，油含量20 mg/L。水穩(wěn)配方側(cè)重考察緩蝕效果，以表1所示的補充水水質(zhì)，配成濃縮倍數(shù)為3倍的水質(zhì)進行試驗。旋轉(zhuǎn)掛片試驗結(jié)果見表2。
|
表2 旋轉(zhuǎn)掛片試驗結(jié)果
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
由表2中可見，所選的9#配方的效果最佳，該配方的主要成份為：有機膦酸鹽HEDP，丙烯酸-磺酸鹽共聚物［1］，鋅及銅緩蝕劑苯駢三氮唑。
2.2 動態(tài)模擬實驗
動態(tài)模擬實驗采用9#配方，預(yù)膜選用無機磷及苯磺酸鹽和表面活性劑組成的復(fù)合配方，調(diào)pH值6.5～7.5，預(yù)膜36h，試驗共進行20d。實驗結(jié)果見表3。
|
表3 動態(tài)模擬試驗結(jié)果
|
由表3知，碳鋼試管的腐蝕速率和污垢熱阻均小于國家標(biāo)準(zhǔn)［2］。
2.3 殺菌劑的選擇
根據(jù)循環(huán)水中微生物、藻類較嚴(yán)重這一點，我們選用了兩種殺菌劑交替使用。一種是以剝離為主的非氧化型殺菌劑新潔爾滅，該藥劑不但具有很強的剝離作用，還有很好的殺菌能力，尤其對硫酸鹽還原菌。日常投加的殺菌劑是以抑制為主的非氧化型殺菌劑異噻唑啉酮。經(jīng)試驗，該種殺菌劑的殺菌率可達99％以上。
3 現(xiàn)場應(yīng)用
3.1 系統(tǒng)清洗與鈍化
首先對凈、濁循環(huán)水系統(tǒng)進行了不停車清洗。其次是對整個系統(tǒng)表面及管道、填料中的粘泥及藻類進行一次殺生剝離。所投清洗劑為檸檬酸加表面活性劑OP及緩蝕劑，控制pH值2～3，運行24 h后置換排放，并進行鈍化處理。鈍化劑以NaNO2為主，調(diào)pH至9.5，24h后置換排放。分析結(jié)果顯示：總共洗掉鐵銹（以FeO計）454 kg，粘泥及泥垢全部洗掉，大多數(shù)設(shè)備表面呈現(xiàn)金屬本色。
3.2 預(yù)膜及日常運行
系統(tǒng)清洗鈍化處理后，隨即投入預(yù)膜處理，在pH為7.0時加入1 000 mg/L的預(yù)膜劑（主要成分為三聚磷酸鈉、苯磺酸鈉和表面活性劑），運行48h ，掛片表面呈暗亮色，說明預(yù)膜效果良好。然后轉(zhuǎn)換排放，使預(yù)膜劑含量降至100 mg/L后轉(zhuǎn)入正常投藥。
日常投藥采用加藥裝置，用計量泵進行。加量為30 mg/L。對濁環(huán)系統(tǒng)的加藥，采用凈環(huán)水的排污水作為濁環(huán)水的補充水，適當(dāng)再補加約10 mg/L與凈環(huán)系統(tǒng)相同的藥劑。同時用碳鋼掛片進行監(jiān)測，每天對水質(zhì)及藥劑含量進行分析。投藥運行至今已有一年，整個軋鋼生產(chǎn)線的水處理指標(biāo)正常，系統(tǒng)濃縮倍數(shù)達3倍。腐蝕控制在0.035 mm/a，微生物指標(biāo)經(jīng)測定為2.1×102個/mL。
4 存在問題
經(jīng)過對循環(huán)水投藥運行后，解決了系統(tǒng)的腐蝕和微生物問題，但水中的油含量（＞20 mg/L）和作為軋管冷卻劑的石墨粉（≤200目），對設(shè)備的影響還是顯而易見的。下一步準(zhǔn)備采用投加無機及有機高分子絮凝沉降劑，將此問題解決。使?jié)岘h(huán)系統(tǒng)的乳化油降至10 mg/L以下，去除石墨粉使循環(huán)水的處理更進一步。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
