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1、不銹鋼公司第三煉鋼廠90噸電 爐水處理技術方案 一、概 述某不銹鋼公司第三煉鋼廠90噸電爐改造項目共有二個獨立的循環冷卻水系統。分別是（1）90噸電爐密閉冷卻水系統；（2）90噸電爐空冷器噴淋冷卻水系統；下面分述各系統的水處理技術方案二、90噸電爐密閉冷卻水系統1、系統工藝簡介1、1、概述90噸電爐密閉冷卻水系統是為電爐及其設備提供冷卻用水，補充水為軟化水，系統材質為碳鋼、不銹鋼和銅材。1、2、系統工藝參數循環水量 1700 m3/h保有水量 500 m3補充水量 1.7 m3/h1、3、系統工藝流程簡圖1、4、水質（1）補充水 項目名稱單位軟化水pH 電導率s/cm 濁度NTU 總堿度(Ca2、CO3計)mg/L 氯化物(Cl-計)mg/L 全硬度(CaCO3計)mg/L 鈣硬度(CaCO3計)mg/L 懸浮物mg/L 含油量mg/L 總鐵mg/L （2）循環水項目名稱單位軟水循環水pH 懸浮物mg/L10碳酸鹽硬度(CaCO3計)mg/L125堿度(CaCO3計)mg/L 氯化物(Cl-計)mg/L100總鐵mg/L0.5電導率s/cm2000碳鋼腐蝕速率mm/a0.1結垢m3K/W3.4410-42、系統的特點2、1補充水為軟化水,補水中鈣、鎂離子濃度很低，循環冷卻水系統主要存在腐蝕和細菌滋生問題。2、2系統為密閉循環，補排水量少,系統內的水置換緩慢,這樣就要求循環冷卻水系統對腐3、蝕和細菌滋生控制非常好。3、水處理技術方案根據軟化水系統的特點，該密閉循環冷卻水系統主要解決腐蝕和細菌滋生問題，所以主要是使用緩蝕劑控制腐蝕和非氧化性殺菌劑控制細菌滋生。3、1腐蝕的原因及控制 （1）腐蝕的原因軟化水系統的腐蝕主要是水中的溶解氧在碳鋼材質表面引起氧的去極化反應，引起碳鋼腐蝕。水中含有一定濃度的溶解O2，碳鋼材質表面不均勻，當它與冷卻水接觸后，會形成許多腐蝕微電池而產生腐蝕，腐蝕反應式如下：陽極： 陰極： 在水中： （2）腐蝕的控制由于軟化水中鈣、鎂離子含量很低，所以解決軟化水系統的腐蝕問題，就與開路凈循環冷卻水系統不同；一般采用具有強氧化性的化學品，依靠其強氧化性在碳鋼金屬表面4、形成一層致密的鈍化膜，阻止金屬的腐蝕，降低腐蝕速率。3、2細菌的滋生與控制（1）細菌的滋生軟化水僅將水中的鈣、鎂離子除去，水中含有多種細菌，經循環使用，細菌會大量繁殖，產生新陳代謝產物，與水中的懸浮物結合沉滯在設備表面，引起金屬設備垢下腐蝕，影響設備傳熱效果。（2）細菌的控制為了防止細菌的滋生和繁殖，一般在水系統中投加殺菌劑。3、3水處理技術方案（1）緩蝕劑的使用在軟化水系統中使用我院研制的軟化水系統專用的緩蝕劑TS-52641。根據軟化水的補水量，計算所需緩蝕劑量，用加藥泵隨補水同時加到軟化水槽中，緩蝕劑與軟化水在軟化水槽中混合均勻，含有緩蝕劑的軟化水根據氮封罐的液位變化自動補入氮封罐中。另5、外，根據循環水中藥劑檢測結果，可直接向系統中補加緩蝕劑。緩蝕劑TS-52641的特點: TS-52641以氧化性緩蝕劑為主劑，復配其它的緩蝕劑，并且該緩蝕劑的特點是能穩定水的pH值，不會使軟化水的pH值上下波動很大，pH值的相對穩定有利于緩蝕效果。緩蝕劑投加濃度一般為15002000ppm。（2）殺菌劑的使用軟化水密閉循環冷卻水系統一般使用非氧化性殺菌劑控制細菌的滋生和繁殖。使用的非氧化性殺菌劑為TS-52615。殺菌劑每兩周投加一次，正常情況下投加100ppm，如果分析細菌數較高，加大投加量，投加200ppm或者300ppm，將細菌數降下后，恢復正常投加量。3、4監測項目及頻率pH值： 一次6、/天電導率： 一次/天藥劑有效濃度： 一次/天總硬度： 一次/天濁度 一次/天總鐵： 一次/三天細菌數： 一次/月3、5日常運行控制指標pH值： 10.011.0藥劑有效含量： 200mg/L總硬度 125 mg/L濁度 10 mg/L總鐵； 0.5 mg/L細菌數： 5103個/ml4、水質在線監測裝置及加藥設備自動化控制系統4.1、水質在線監測裝置（1）在軟化水循環冷卻系統安裝在線監測pH值裝置，隨時監測水的pH值變化，pH值的變化對藥劑的緩蝕性能影響很大，pH值偏低，循環冷卻水的腐蝕難以控制。（2）在軟化水循環冷卻系統安裝在線監測電導儀裝置，隨時監測循環冷卻水的電導率變化。監測循環冷卻水7、的電導率可以間接直觀地反映出系統中藥劑的濃度，電導率低，藥劑濃度低，電導率高藥劑濃度高。4.2、加藥設備自控系統（1）緩蝕劑的投加向軟化水池（槽）中投加利用原有的加藥泵，將緩蝕劑加藥泵和補水閥連鎖，補水閥開啟，加藥泵啟動，根據補水量的多少，將緩蝕劑定量加入軟化水中，補水閥關閉，加藥泵停止工作。向軟化水密閉循環水系統中補藥在向密閉循環水系統投加殺藻劑的入口處接一支路，安裝補加緩蝕劑的的加藥泵，該加藥泵與pH值在線監測裝置連鎖，循環冷卻水系統的pH值低于設定值，補加藥的加藥泵就啟動，向循環水系統中補加藥劑，pH值達到設定值的要求，補藥泵停止工作，這樣能確保循環冷卻水系統的pH值和藥劑濃度始終達到控8、制指標，確保系統的緩蝕效果。（2）殺藻劑的投加利用現在的加藥泵，每兩周定量向軟化水循環冷卻系統中投加一次殺菌劑。5、水處理效果承諾在循環冷卻水系統安裝旁路監測掛片裝置，該裝置使用石英玻璃管，掛片的腐蝕狀態可直觀看到。5.1技術考核旁路監測掛片碳鋼腐蝕速率0.05mm/y不銹鋼和銅材0.005mm/y細菌數5103個/ml5.2水質考核pH值：10.011.0總鐵：0.5ppm水質綜合合格率：95%5.3設備考核換熱效率在使用期間不發生明顯下降現象。總之，不能發生由于水處理原因導致的電爐停產事故，一旦發生故障，應由第三煉鋼廠和天津化工研究設計院雙方確認，查找原因，各負其責。三、90噸電爐空冷器噴9、淋冷卻水系統1、系統工藝簡介1.1、概述空冷器噴淋冷卻水系統是為冷卻空冷器提供冷卻用水，補充水為工業新水，系統材質為碳鋼、不銹鋼和銅材。1.2、系統工藝參數循環水量 1800 m3/h；保有水量 600 m3；補充水量 54 m3/h；空冷器 12臺1、3、系統工藝流程簡圖1.4、水質（1）補充水項目名稱單位工業新水pH 69電導率s/cm800濁度NTU10總堿度(CaCO3計)mg/L140氯化物(Cl-計)mg/L20全硬度(CaCO3計)mg/L200鈣硬度(CaCO3計)mg/L30200懸浮物mg/L10含油量mg/L0.2總鐵mg/L0.5 2、系統的特點補充水為工業新水,補水中10、含有各種離子，經循環使用，各種離子濃度會成倍提高，循環冷卻水系統主要存在腐蝕、結垢和細菌滋生問題。3、水處理技術方案3.1藥劑投加（1）阻垢緩蝕劑的投加阻垢緩蝕劑使用TS-52637，加藥量為3040mg/L。它是以膦羧酸和新型膦羧酸共聚物為主體的高性能緩蝕阻垢劑，更合適高濃縮倍數的水質，適用濃縮倍數。（2）殺菌劑的投加正常情況下，每兩天投加氧化性殺菌劑，日維持余氯0.10.5ppm不少于6個小時。（3）殺藻劑的投加每兩周投加一次非氧化性殺菌劑（即殺藻劑）TS-52617，投加濃度為100mg/L。TS-52617低泡沫、廣譜、高效殺菌劑，在水中能自然降解，不會造成環境危害。如果分析系統中細菌11、數超標，或者檢查現場裝置有粘泥及藻類增多的跡象，應加大殺菌劑和殺藻劑的投加量。3.2、日常監測項目頻率pH一次/天電導率一次/天Ca一次/天總磷一次/天Mg一次/天濁度一次/兩天堿度一次/兩天總鐵一次/兩天余氯一天兩次細菌數一次/月 2.3 循環水系統管理指標（1）pH值（2）總磷 4.0-7.0 mg/L（3）總硬度 800 mg/L（4）濁度 20 mg/L（5）余氯 0.1-0.5 mg/L 4、水處理效果承諾4.1技術上考核碳鋼腐蝕速率小于0.1mm/a；垢的粘附速率小于20mcm；循環水系統中日常的細菌數小于1104個/ml;循環水系統中的粘泥量小于4ml/m3。42設備考核年度檢修12、時院方同使用廠雙方聯合檢查考核設備，拍照記錄寫出書面檢查報告，做出運行效果評價。43系統運行考核系統實施專業協作化管理，三年內不需清洗。系統正常運行過程，不出現影響生產的水質故障。4. 4水質指標考核（1）藥劑濃度合格率達95%以上。總之，運行過程中不能發生影響生產的水質責任事故。一旦發生故障，應由使用廠和天津院雙方確認，查找原因，各負其責。 清洗預膜方案 第三煉鋼廠90噸電爐水處理系統包括90噸電爐冷卻水系統、空冷器噴淋水系統。新系統和新設備會存有油脂、浮銹、泥沙等雜物，這些油污和浮銹如不清洗干凈，將會影響下一步的預膜處理，清洗工作做得好，可以提高予膜效果，最大限度地減少腐蝕和結垢的產生。所13、以清洗工作是循環水系統開車必不可少的一個環節。1.1系統有關參數：系統名稱90噸電爐密閉水系統90噸電爐噴淋水系統循環水量（m3/h）17001800保有水量（m3）500600補水量（m3/h）1.754系統材質碳鋼、銅、不銹鋼碳鋼、銅、不銹鋼補水類別軟化水工業新水 1.2系統水質數據：項 目單 位軟化水工業新水pH 6-9總硬度mg/L 200鈣硬mg/L 30-200總堿度mg/L 140SSmg/L 10Clmg/L 20電導率s/cm 800含油量mg/L 0.2總鐵mg/L 0.5 二、清洗預膜方案2.1 90噸電爐密閉系統清洗預膜方案在軟水系統中，有效的清洗和預膜處理不僅取決于投14、加合適高效的藥劑配方產品，而且需要控制好滿足藥劑應用的工藝條件。根據日常運行方案，預膜應該與日常運行藥劑相適應，經過試驗室試驗和多年現場應用經驗，制定了適合密閉水系統的清洗預膜處理方案。密閉系統化學清洗、預膜方案包括以下幾個工序：水沖洗工序水沖洗之前，對便于人工清掃的地方可以進行清掃，管道內用壓縮空氣吹掃，除去焊渣、雜物等較大的塊狀雜物，防止水沖洗過程中雜質進入設備內部。清掃和吹掃完成后，進行水沖洗，水沖洗使用工業新水。水沖洗之前，應將空冷器短路，以避免大塊顆粒進入空冷器，待化學清洗時，再將空冷器接入系統。水沖洗過程中，可視水質情況進行適當的置換排放。一次排水、補水 水沖洗完畢之后，可以一次性15、排放系統中的水，排凈之后，即可補水，開始實施化學清洗工作。化學清洗（1） 藥劑：TS-1101清洗劑、緩蝕分散劑A、緩蝕分散劑B、TS-1607分散劑（2） 原理：TS-1101清洗劑主要是由表面活性劑組成，化學清洗是利用TS-1101的去污和TS-1607的分散、除銹性能，在緩蝕分散劑A、緩蝕分散劑B的緩蝕作用下，將水系統設備及管道內的浮銹、油脂以絡合態和分散態進入水中，通過排水把這些物質從冷卻水系統中除去，從而使金屬表面保持清潔的狀態，以利于后續預膜工序。（3） 藥劑投加點：在軟化水箱中與補充水一起用補水泵打入系統中。（4） 操作步驟：A、 將緩蝕分散劑A 500 ppm、緩蝕分散劑B 416、00 ppm、TS-1607分散劑100 ppm、TS-1101清洗劑按200ppm分批、緩慢地投加到補水中。用補水泵打入水系統，注滿水系統后，關閉補、排水閥門，保持循環量最大。為了保持化學清洗藥劑濃度，化學清洗期間，盡量不實施補排水操作。B、 適當投加工業硫酸調整循環水pH在5.56.5之間。C、 掛入掛片，以監測清洗過程中腐蝕狀況。D、 清洗過程中，若泡沫過多，可適當投加TS-1108消泡劑；E、 在清洗過程中應分析監測pH、濁度、總Fe。F、 化學清洗期間，控制流速大于0.3m/s，盡可能提高循環水的流速，以便使清洗藥劑與金屬表面充分接觸。G、 如水質濁度上升太高，可考慮酌量置換水質H、17、 清洗時間約2436小時。（5）結束條件當系統中水的濁度、總Fe升高到最高值（以再投加清洗劑和緩蝕劑后，上述幾項指標不再升高為準），且有下降趨勢時，結束化學清洗工序。（6）環保措施在排水溝內投加氫氧化鈉中和排出水至中性，另外如果泡沫多，可酌情加入TS1108消泡劑，以減少清洗液對水體環境的污染。（7）分析項目及頻率分析項目分析頻率備 注pH不穩定時：一次半小時 穩定時：一次1小時控制在5.56.5之間濁度一次2小時判斷清洗狀況總鐵一次2小時判斷清洗狀況 二次排水、補水化學清洗處理后的循環水，必須在預膜之前全部排放掉。排放完畢，再用新鮮水沖洗系統。然后再向系統中注入軟化水，轉入預膜工序。、預膜工18、序密閉系統的預膜，必須在系統經過徹底化學清洗之后進行，這樣更能使防護膜均勻致密，發揮較好的緩蝕效果。循環水系統預膜對水質及設備有嚴格的要求。經過清洗處理的循環水系統，應當盡快進行預膜處理。（1）藥劑：預膜劑TS-52609（2）原理系統內設備和管道經化學清洗后，保證正常運行時緩蝕阻垢劑的補膜、修膜功能，應進行預膜處理。TS-52609預膜劑主要由氧化型緩蝕劑、分散劑及銅緩蝕劑等組成，利用預膜劑TS-52609的快速鈍化成膜性能，在金屬表面形成一層致密的保護膜。預膜劑在50-60時6-8小時可快速成膜，溫度低成膜速度要慢，室溫下預膜3648小時也可形成均勻致密、牢固的鈍化膜。預膜藥劑與日常運行藥19、劑屬于同一類型藥劑，日常運行藥劑可起到有效的補膜、修膜效果。（3）藥劑投加點：在軟化水箱中與補充水一起用補水泵打入系統中。（4）操作步驟：A、 預膜用水應采用是除鹽水。B、 為了確保預膜效果，水的濁度10mg/L、總鐵含量1.0mg/L。C、 控制循環水流速，流速過大，會對設備產生沖刷腐蝕，流速過小，又會影響預膜劑的擴散速度，不利于成膜，也影響成膜的均勻性。D、 預膜水質合格后，將預膜劑TS-52609按3000ppm一次性緩慢地投加到水中，關閉補、排水閥門。E、 為了保持預膜藥劑濃度，預膜期間，盡量不實施補排水操作，除非系統有嚴重泄露，可考慮酌量補水，同時必須根據補充水量補加預膜藥劑。F、 20、循環2小時后，可掛上監測掛片，以監測預膜效果。G、 預膜過程中應分析監測pH、濁度、鈣離子。H、 預膜時間為3648小時。（5）結束條件預膜時間為3648小時，即可轉入正常運行階段（具體可根據預膜片的表面狀況來定）。（6）分析項目及頻率分析項目分析頻率備注pH一次4小時控制在9.011.5之間濁度一次4小時20mg/L，最好小于10mg/L總鐵一次4小時1.0mg/LCa2+一次/4小時10mg/L 預膜結束后，由于預膜藥劑與日常運行藥劑屬于同一系列藥劑，因此，不需要置換，系統直接進入正常運行階段。正常運行階段見天津化工研究設計院編寫的90噸電爐水處理方案。密閉系統化學清洗、預膜技術指標碳鋼腐21、蝕率： 3gm2h不銹鋼腐蝕率： 0.6gm2h銅及銅合金腐蝕率： 0.6gm2h預膜的掛片，經硫酸銅溶液試驗，變色時間應大于7秒。關于密閉水系統的預膜效果的檢驗，目前尚無統一的標準，一般是利用標準監測掛片進行監測，預膜結束后，可觀察掛片上的成膜情況，如已成膜，無銹蝕即表示預膜良好。可用硫酸銅溶液滴于掛片上進行成膜效果的檢驗。硫酸銅溶液檢測方法如下：硫酸銅溶液由15克氯化鈉及5克硫酸銅溶于100毫升水中配成。將此溶液滴于預膜掛片上，測定掛片上出現紅點的時間，時間越長，表示預膜的效果越好。2.2 90噸電爐空冷器噴淋水系統的清洗和預膜對于新投入運行的系統，凈環系統和密閉系統同樣需要進行清洗預膜處22、理，提高日常運行阻垢緩蝕劑的緩蝕阻垢效果。凈環系統化學清洗、預膜方案包括以下幾個工序：水沖洗工序化學清洗工作開始前，首先應檢查冷卻塔、冷卻水池以及冷卻設備內壁，如發現有泥砂、焊渣或其它大塊雜物，必須進行人工清掃，避免給系統帶來危害。清掃完成后，應在換熱設備前安裝就地排放裝置或者冷卻水的短路裝置，以避免清洗過程中大塊顆粒進入換熱設備。完成以上工作后，向循環水系統中充水，開泵進行循環沖洗、排放。冷卻塔打開回水旁路管，使回水不經塔進行清洗，以免污染物中大塊兒顆粒堵塞冷卻塔布水器。 一次排水、補水 水沖洗完成后，可以一次性排放系統中的水，排凈之后，即可補水，開始實施化學清洗工作。化學清洗（1）藥劑：T23、S-1101清洗劑、緩蝕分散劑A、緩蝕分散劑B、TS-1607分散劑（2）原理：TS-1101清洗劑主要是由表面活性劑組成，化學清洗是利用TS-1101的去污和TS-1607的分散、除銹性能，在緩蝕分散劑A、緩蝕分散劑B的緩蝕作用下，將水系統設備及管道內的浮銹、油脂以絡合態和分散態進入水中，通過排水把這些物質從冷卻水系統中除去，從而使金屬表面保持清潔的狀態，以利于預膜工序。（3）藥劑投加點：涼水池。（4）操作步驟：A、 調節系統保有水量適中，關閉補、排水閥門。B、 將緩蝕分散劑A 500 ppm、緩蝕分散劑B 400 ppm、TS-1607分散劑100 ppm、TS-1101清洗劑200ppm24、分批、緩慢地投加到水中。C、 為了保持化學清洗藥劑濃度，化學清洗期間，盡量不實施補排水操作，除非循環水的濁度上升太高，可考慮酌量置換水質；D、 適當投加工業硫酸控制循環水pH在5.56.5之間。E、 掛入掛片，以監測清洗過程中腐蝕情況。F、 運行過程中，若泡沫過多，可適當投加TS-1108消泡劑。G、 在清洗過程中應分析監測pH、濁度、總Fe。H、 清洗時間約2448小時。（5）結束條件當系統中水的濁度、總Fe升高到最高值（以再投加清洗劑和緩蝕劑后，上述幾項指標不再升高為準），且有下降趨勢時，結束化學清洗工序。（6）環保措施在排水溝內投加氫氧化鈉中和排出水至中性，另外如果泡沫多，可酌情加入TS25、1108消泡劑，以減少清洗液對水體環境的污染。（7）分析項目及頻次分析項目分析頻率備 注pH不穩定時：一次半小時穩定時：一次1小時控制在5.56.5之間濁度一次2小時判斷清洗狀況總鐵一次2小時判斷清洗狀況二次排水、補水化學清洗處理后的循環水，必須在預膜之前全部排放。排放完畢，再用新鮮水沖洗系統。然后再向系統中注入工業新水，轉入預膜工序。預膜工序：化學清洗結束之后，如果系統中雜物較多，應及時進行清掃。然后再向系統注水，控制正常運行水位，進行預膜。（1）藥劑：預膜劑TS52608，分散劑TS1607（2）原理系統內設備和管道經化學清洗后，為防止二次腐蝕，提高正常運行時緩蝕阻垢劑的緩蝕性能，應進行預26、膜處理。TS-52608預膜劑主要由磷酸鹽、鋅鹽及銅緩蝕劑等組成，利用預膜劑TS-52608的快速成膜性能，在金屬表面形成一層致密的保護膜。（3）藥劑投加點：噴淋水池。（4）操作步驟：A、 為了確保預膜效果，一是水中的Ca2+、濁度、總鐵含量要滿足要求，濁度過高或含有較多的鐵離子均影響成膜的質量，故要求濁度10mg/L，總鐵1.0mg/L，Ca2+50 mg/L，B、 控制循環水流速，流速過大，會對設備產生沖刷腐蝕，流速過小，又會影響預膜劑的擴散速度，不利于成膜，也影響成膜的均勻性。C、 調節系統保有水量適中，關閉補、排水閥門。D、 預膜水質合格后，將預膜劑TS-52608 2000ppm、T27、S-1607 100ppm 一次性緩慢地投加到水中，E、 為了保持預膜藥劑濃度，預膜期間盡量不實施補排水操作，如系統有嚴重泄露，可考慮酌量補水，同時要根據補充水量補加預膜劑。F、 循環2小時后，用硫酸調節pH，控制pH在5.56.5之間。G、 在循環水中掛上監測掛片，以監測預膜效果。H、 預膜過程中應分析監測pH、濁度、總磷、鈣離子。I、 預膜時間為3648小時。（5）結束條件預膜時間達到規定時間后，監測掛片的表面狀況達到相關要求，可以結束預膜過程。（5） 分析項目及頻次分析項目分析頻率備注pH不穩定時一次/半小時穩定時一次/4小時控制在5.56.5之間總磷一次4小時100mg/L濁度一次4小28、時20mg/L總鐵一次4小時1.0mg/LCa2+一次/4小時50mg/L 置換采取大排大補的方式進行置換，將預膜藥劑的濃度降低（總磷小于10mg/L），同時總鐵小于1mg/L，濁度小于10mg/L，即可轉入正常運行階段。正常運行階段見天津化工研究設計院編寫的90噸電爐系統水處理方案。系統化學清洗、預膜技術指標碳鋼腐蝕率： 3gm2h不銹鋼腐蝕率： 0.6gm2h銅及銅合金腐蝕率： 0.6gm2h預膜后的掛片，經硫酸銅溶液試驗，變色時間應大于7秒。關于預膜效果的檢驗，目前通用的檢驗是利用標準監測掛片進行監測。預膜過程中，可觀察掛片上的成膜情況，如已成膜，則掛片上會呈現一層色暈，用肉眼觀察，如膜層均勻致密，色暈一致，無銹蝕即表示預膜效果良好。也可用硫酸銅溶液滴于預膜掛片上進行成膜效果的檢驗，但此方法重現性較差，僅有一定的參考意義.