（安徽淮化集團有限公司，淮南232038）張學坤

　　摘　要：循環水開車過程中，由于工藝流程沒有完全打通，循環水系統沒有熱負荷或熱負荷很低，在清洗預膜結束后，即投加正常運行時的緩蝕阻垢劑，發現循環水腐蝕速率較大。為較好地控制腐蝕速率，對不帶熱負荷的運行配方進行調整，在投加緩蝕阻垢劑的基礎上增投緩蝕增效劑。現場監測碳鋼掛片腐蝕速率在0.035－0.078mm／a，達到較好的緩蝕效果。
　　關鍵詞：循環冷卻水；控制；緩蝕劑；阻垢劑
　　中圖分類號：TU991.27
　　文獻標識碼：B
　　文獻編號：1009－2455（2000）01-0009-02

Problems in the Cold-State Operation of Recirculating Water System and Handling Thereof
ZHANG Xue-kun

　　Abstract: During the start-up of the recirculating water system, higher corrosion rate of recirculating water was noticed after the washing of precoating, i.e, the corrosion inhibitor in normal operation, due to the fact that the entire process flow had not been completely made through and there was no heat load or heat load was very low. To realize a better control of corrosion rate, the operation without heat load was adjusted and more corrosion inhibitor synergist was added in addition to corrosion and scale inhibitor. The corrosion rate on the silicon steel test piece monitored on the site was 0.035-0.078mm/a, which means a rather good corrosion inhibition result was achieved.
　　Keywords: recirculating cooling water; corrosion and scale inhibitor

1 系統概況

　　安徽淮化集團有限公司“1830”工程合成空分循環水系統是我公司第一套按工業循環冷卻水處理設計規范設計的敞開式循環水系統。為保證冷卻設備穩定高效運行，采用復合堿性配方進行水質處理。
　　該循環水系統循環水量：18000－20000t／h，系統容積：約6000m3,補充水量：425t/h，水進出塔溫度：進塔42℃，出塔32℃，濃縮倍數：3.0，分別供合成空分兩個界區。

2 存在問題

　　系統在原始開車時，對空分循環水系統進行了水沖洗、化學清洗和預膜，然后轉入正常運行。在按工藝指標投加緩蝕阻垢劑淮化1#時，在不到10d的時間內，我們發現已預膜的監測掛片產生較大面積的銹蝕點，掛片上的膜受到破壞，掛片的平均腐蝕速率達到0.114mm／a，循環水中的鐵離子濃度呈上升趨勢，最高達到2.57mg／L。

3 原因分析

　　為找出造成腐蝕的原因，保證今后循環水系統正常運行，我們對產牛腐蝕的條件進行了系統分析。
3.1 水質
　　循環水的補充水是取自淮河，經熱電分廠供水車間混凝過濾后，作為生產用補充水，再經過補充水 過濾器進人涼水塔。在冷態運行期間屬于低硬和中硬水，水質狀況見表1。

表1 系統補充水水質 項目 pH 總堿度（mg.L^-1) 總硬度/（mg.L^-1) 鈣/（mg.L^-1) 氯離子/（mg.L^-1) 硫酸根/（mg.L^-1) 總溶固/（mg.L^-1) 補充水 7.07 37.5 61.2 53.4 14.5 55.6 133 濃縮1.5倍 7.32 56.4 92.1 80.3 25.0 83.4 198 濃縮3.0倍 8.35 112.6 184.2 160.4 48.8 166.8 400 注：總硬度、總堿度、Ca2+以CaCO3計

　　對上述水質進行飽和指數和穩定指數計算，結果見表2。

表2 補充水水質計算數據 項目 飽和指數 趨勢 穩定指數 趨勢 補充水 -1.13 腐蝕 9.43 嚴重腐蝕 濃縮1.5倍 -0.52 腐蝕 8.28 嚴重腐蝕 濃縮3.0倍 1.05 結垢　　 6.25 輕微腐蝕

　　計算數據說明在冷態運行階段以控制腐蝕速度為主，這就要求在投加緩蝕阻垢劑淮化l#的同時增投緩蝕增效劑，控制腐蝕速度。
3.2 冷態運行
　　循環水系統從預膜置換結束，轉入化工試車，直到生產裝置逐步提高生產負荷，濃縮倍數達到正常值之前，這一階段稱為冷態運行階段。由于熱負荷低，冷卻水濃縮很慢，pH偏低，堿度及鈣硬度都很低，此階段的水質主要以腐蝕為主。該循環水系統分合成氨、空分兩個界區，空分裝置提前開車，合成氨裝置開車要滯后較長一段時間，而空分裝置的熱負荷難以使循環水很快濃縮，其濃縮倍數很低，系統仍處于冷態運行的工況。
3.3 水穩劑
　　循環水系統水穩劑配方是復合堿性配方，其主要成份為有機膦酸鹽、膦羧酸和鋅鹽等，投加濃度較低c低濃度的有機磷酸鹽為主的堿性水穩劑配方，以阻垢作用為主，其緩蝕效果較差，在實際應用中，常采用增投聚磷酸鹽和鋅鹽的方法來提高緩蝕效果。

4 處理方法

4.1 補膜
　　針對循環水系統的腐蝕速率較高，已預膜的換熱設備可能受到破壞，我們對循環水系統進行補膜處理。將冷態運行的循環水進行置換，提高無機磷濃度，在自然pH狀態下補膜96h。掛片成膜狀況較好。補膜過程中，原已銹蝕掛片上的鐵銹脫落。
4.2 緩蝕增效劑投加量的確定
　　針對冷態運行期間循環水水質以腐蝕為主，進行了冷態條件下水穩藥劑投加量的探索試驗，通過靜態阻垢試驗和旋轉掛片腐蝕試驗進行篩選。緩蝕增效劑以六偏磷酸鈉和硫酸鋅為主的無機磷酸鹽緩蝕劑。
　　靜態阻垢試驗和旋轉掛片腐蝕試驗結果見表3。

表3 阻垢腐蝕試驗結果 淮化1#/（mg.L^-1) 緩蝕增效劑/（mg.L^-1) 阻垢率/% 腐蝕率/（mm.a^-1) 40 15 95.3 0.061 　 25 95.0 0.052 　 35 94.3 0.036 　 15 96.1 0.043 60 25 96.5 0.039 　 35 95.2 0.032 空白 　 　 0.54

　　由表3可以看出，在冷態運行條件下，淮化1#在一定濃度范圍內，阻垢率和腐蝕率隨緩蝕增效劑投加量變化而變化，當淮化l#投加濃度為40-60mg／L，緩蝕增效劑投加濃度在15－35mg／L時，其CaCO₃阻垢率94.3％－96.5％，碳鋼腐蝕率0.032－0.061mm／a，以上結果均符合GB5550－95《工業循環冷卻水處理設計規范》中有關要求。
　　在裝置無熱負荷運行時，采用淮化1#40－50mg／L，緩蝕增效劑20－30mg／L；空分裝置試車期間：淮化1#50－60mg/L，緩蝕增效劑15－20mg／L。隨濃縮倍數提高，逐步降低緩蝕增效劑的投加量。

5 實際運行效果

　　在空分循環水系統補膜后，即轉人冷態運行階段。為保證水質處理獲得較好效果，制訂了水處理規程。以投加氯氣殺菌為主，并定期投加非氧化性殺菌劑，控制菌藻的繁殖。對冷態運行期間增投緩蝕增效劑系統運行效果進行監測，循環冷卻水系統不同部位掛片的監測數據見表4。

表4 掛片腐蝕率 腐蝕時間/d 30 30 30 30 30 腐蝕率/（mm.a^-1) 0.035 0.078 0.045 0.063 0.044

　　實際運行效果表明，碳鋼掛片的腐蝕率為0.035－0.078mm／a，符合設計規范中的指標，獲得了較好的緩蝕阻垢效果。冷態運行期間，濃縮倍數。小于1.5倍，循環水中的異養菌總數在0.82×10－6.6×10⁴個／mL，總鐵含量0.62－0.85mg／L，符合循環水運行管理控制指標。

6 結語

6.1 必須按經過試驗確定的處理配方制訂方案，嚴格按方案進行操作。
6.2 由于冷態運行期間循環水濃縮倍數較低，溫差較小，可以不上塔運行。同時要加強管理，防止跑冒滴漏，以節約補充水，減少藥劑用量，提高濃縮倍數。
6.3 水處理是一項系統工程，管理工作至關重要。建立健全水質情況報表，積累資料，及時調整工藝參數，保證循環水系統安全穩定運行。

參考文獻：

　　[1]徐壽昌 工業冷卻水處理技術[M].北京：化學出版社，1985
　　[2]鄭能靖、石油化工冷卻水處理技術[M] .中國石油化化工總公司生產部，1989
　　[3]方慶發. 冷卻水分析和試驗方法[M].中國石油化工總公司生產部，1993
　　[4] GB50050－95，工業循環冷卻水處理設計規范[S]北京：中國計劃出版社，1995

　　作者簡介： 張學坤（1964-），男，工程師，畢業于復旦大學，理學學士。