王 丽

(铜冠冶化分公司，安徽 铜陵 244000)

1 引言

铜陵有色循环经济工业园球团项目主工艺为链篦机—回转窑—环冷机工艺，生产规模为日产球团3636t，年产120万t，其配套冷却水系统根据压力不同分为普压循环水系统和低压循环水系统。其中普压循环水系统主要供给链篦机、链篦机水冷梁等主要工艺设备冷却用水，其供水质量和供水量直接影响设备能否正常运转，因此必须对冷却水进行除垢、防垢和杀菌灭藻处理。原设计中保证循环水水质的措施是在循环水泵出口设置一台SBJL4—350—1.6一体化离子棒水处理器对供水进行处理。一体化离子棒水处理器的工作原理［1］，是通过高压静电场的作用，增大水分子的偶极矩，溶解在水中的Ca2+、Mg2+和CO32-等离子被水偶极子包围，减少了彼此间的有效碰撞，并且由于接收离子棒提供的电子，水中的Ca2+、Mg2+离子不能自由运动，阻止了其在管道壁上形成水垢，达到防垢的目的，经静电处理后，水中将产生活性氧，可在污垢系统的金属表面产生一层氧化膜防止腐蚀，在结垢系统中能破坏分子间的电子结合力，改变晶体结垢，促使硬垢疏松，使已经产生的水垢逐渐剥蚀、脱落，达到除垢的目的，另外活性氧能破坏生物细胞的离子通道，改变细菌和藻类生存的生物场，影响细菌生理代谢，从而起到杀菌灭藻的作用。离子棒水处理属于物理方法范畴，在距离设备一定范围内可有效起到缓蚀阻垢、杀菌灭藻作用。该循环水处理系统在投产运行半年左右时间后，发现链篦机高温段冷却管道出现结垢，回水水温高，高温度回水可达到60～70℃，超出设计值的43℃，造成设备得不到有效的冷却，经过分析考虑除了结垢导致管道传热系数大幅度降低外，该冷却水系统管道复杂，支管多，管道阻力大，也使得系统水量减小，造成冷却水冷却能力不足，为此对链篦机冷却水回水管道进行了改造和并且增加化学水处理的措施，彻底解决了这一问题，现将该冷却系统的改造内容进行简单的介绍以供大家参考。

2 管道系统布置

原设计的管道系统，冷却水使用水套进水进入设备，冷却回水进水箱后依靠重力回到总回水管路，共36根DN40的冷却回水支管回到一根D219总管上，并在每根支管上设截止阀，如图一，以便检修和更换视镜。经过实际运行后，发现阀后水压很小，不会倒流至回水阀门，检修和更换视镜时，只需进水阀关闭即可，为此将全部支管上的截止阀取消，降低系统的管道总阻力，将支管分成三组，分别接入回水总管，如图二。经过改造后管道系统的阻力减小，水流量增加［2］，对回水水温的降低起到了明显的改善。

图1 原设计中冷却水回水管道系统图

图2 改造后冷却水回水管道系统图

3 清洗管道系统［3］

由于循环水系统已经出现结垢现象，为我们对决定对循环水管道系统进行清洗，以除去已经出现的结垢，在不需停车的情况下，按照循环水系统工艺参数(见表1)根据系统保有水量向水池添加H—102螯合剂820kg，和H—17A清洗剂1650kg，这是一类全有机多组分复合清洗剂，对钙、镁、铁离子等具有优异的螯合能力，同时与这些金属离子形成高度稳定的可溶性络合物，分散溶解在循环水中，达到清洗之目的。

表1 循环水工艺参数

由于清洗方案的实施对整个系统能否彻底除去结垢，并且保证管道和冷却设备不受损坏至关重要，因此我们对系统进行了清洗试验，并确认了详细的清洗程序:

清洗投加时间:24～36h

加药量:按照系统保有水量V(m3)，一次性投加H—102螯合剂825kg，和H—17A清洗剂1650kg

pH控制:5～6

循环水流速:大于1.0m/s，以利于药剂反应。

检测指标:总铁量、浊度及pH

清洗操作终点:当系统总铁量、硬度、浊度不再上升时，停止清洗，采用大排大补方式进行置换。

观察清洗后的腐蚀结垢试片，表面垢层已经清洗干净，新试片经清洗后，表面光洁，发生的腐蚀为均匀腐蚀，腐蚀速度平均为0.06mm/a，小于6g/m2·h［4］，未对系统产生负面影响，清洗效果良好。

清洗完成后立即对系统进行了预膜处理，根据系统保有水量投加H—11A预膜剂和H—11B预膜增效剂，使经过化学清洗后处于活化状态的系统设备管道表面形成一层均匀的薄而致密的保护膜。具体步骤如下:

(1)向系统投加H—11A预膜剂1150kg和H—11B预膜增效剂500kg。

(2)预膜期间pH控制在5.5～6.5。

(3)48h后预膜结束，加大补水量和排水量迅速对循环水进行大置换，尽快降低循环水中药剂浓度。至浊度小于10mg/L，总磷小于2mg/L，转入正常运行。

观察预膜后的试片，表面有灰色色晕，将Nacl和CuSO4混合液滴于经预膜处理及未经预膜的试片上，同时测定两片上出现红点的时间差为28s，说明预膜效果良好。

4 增加化学水处理［5］

为保持循环水质稳定，在系统清洗完成后，我们增加了化学水处理药剂H—599缓蚀阻垢剂和H—692H-603杀菌灭藻剂，对循环水进行处理，处理后的水质表2。

表2 水质情况

5 水处理费用对比

表3 水处理费用对比

6 现状

经过清洗预膜并增加化学药剂处理，将管道系统改造后，冷却回水水温下降至正常出水温度(43℃)，结垢问题也得到了解决，为维持循环水系统正常运行进行的水质稳定处理，即持续向系统添加缓蚀阻垢剂和杀菌剂，减少系统的腐蚀、结垢及微生物的污染危害，使循环水系统运行至今未出现明显的结垢现象，循环水经过冷却塔后冷却可降至33℃左右，再供给链篦机的管道和设备，使其能够得到有效冷却。

7 结语

一体化离子棒水处理器具有占地小，一次性投资运行费用低的特点，但在高温工艺系统中的应用效果有待进一步考量和验证，加药的处理方法运行费用较高，且需要专人操作，但可确保达到缓蚀阻垢的预期效果，减少系统维修维护，保障生产正常进行，仍是较为适合的循环水处理方式。

［1］李建民，骆俊霞.离子棒在循环水系统的应用［J］.冶金动力，1999(05):67-68.

［2］张华.管道截面突变处的局部阻力系数［J］.山西水利科技，1994(02):18-20.

［3］娄革，孙继盛，丁利.循环水系统不停车化学清洗、预膜技术的应用［J］.工业用水与废水，2002(S1):17-40.

［4］余存烨.工业设备化学清洗中的腐蚀与控制［J］.腐蚀与控制，2002(10):454-457.

［5］罗定元，沈鸿灃.浅谈循环冷却水系统的化学法水质稳定处理［J］.2003(08):36-39.

［6］李本高，叶飞宁，陆婉珍.不同水质的循环冷却水处理方案［J］.石油炼制与化工，1996(10):45-48.