工业循环水系统预膜处理影响因素总结分析

工业循环水系统预膜处理影响因素总结分析翟营玉门油田炼化总厂甘肃 玉门735200摘要:通过对工业循环水系统预膜效果影响因素的总结、分析，阐明了在循环水预膜处理过程中各因素对预膜效果的影响原因，同时针对各影响因素的不同特点和运行时技术要求,提出了各影响因素在操作时的最佳数值，希望对实际操作起到一定的引导作用。关键词:循环水系统预膜处理影响因素浓度Abstract:through the summary, analysis of factors of influence on the industrialcirculating water system pretreatment, expounds the cause of circulating water inmembrane treatment process of influencing factors on the pretreatment, at the same time,the effects of different characteristics and operating factors of the technical requirements,the optimum value of the influencing factors in the operation, in order to certain guidancefunction to the actual operation.Keywords: circulating water system pre-film processing factors affecting concentration中图分类号: TQ085文献标识码: A文章编号:1引言工业循环冷却水系统是工业生产中至关重要的环节，它是通过冷却塔、水池、循环水泵、等设备将低温水加压后送至热交换器，换热后回到冷却塔，经冷却后继续使用。由于循环水系统的换热设备、管路绝大多数为碳钢、不锈钢材质，在运行过程中，由于循环水水质的变化，以及换热设备的泄漏，换热设备、管路中都会含有轻重不同的油类、粘泥、污垢，这种情况在炼化企业尤为严重，这些物质会对碳钢甚至不锈钢造成严重的腐蚀,因此在新系统投入运行前或长时间运行的系统检修后投用，都需要对系统的换热设备、管路进行预处理。这里所说的预处理是指清洗和预膜。目的是清除掉附着在金属表面的油类、粘泥、污垢和腐蚀物，并通过预膜处理，在金属表面上形成一层非常薄的、致密的防护膜，牢固地粘附在金属表面.上，从而抑制循环水对金属的腐蚀，防止微生物的腐蚀。本文在此仅对预膜处理过程进行简要分析，通过对影响预膜处理的技术要点进行简要的总结，希望能对实际操作起到- -定的指导作用。2预膜效果的影响因素总结现在对工业循环水的预膜处理大体上有专用配方预膜方案和高浓度水稳剂预膜方案两类，而实际操作中无论采用哪种方案，其影响预膜效果的因素中国煤化工方YHCNMHG面:(1)水稳剂浓度，--般在预膜处理过程中，水稳剂的控制浓度是关系到最终预膜效果的关键因素，如果水稳剂浓度达不到预膜要求，其他条件再好，也无法完成预膜处理，一般水 稳剂在预膜过程中的浓度要求是平时正常运行时的2~3倍为佳。(2) Ca2+离子浓度，Ca2+般来自于补充生水本身，是直接参与成膜的金属离子，它与水稳剂中的有机磷酸，生成难溶的螯合物，并在金属表面不断沉积，同时颗粒不断长大，形成致密的保护膜，将金属表面基本上全部覆盖，保护基体不被腐蚀。(3)循环水PH值，预膜过程循环水的的最佳PH值应控制在6~7之间，PH值超过8时，易产生污垢使局部腐蚀趋势加大。PH值小于6时，聚磷的络合物将被破坏。(4)Zn2°离子浓度,Zn2离子和Ca2+离子的作用基本相同，其余聚磷酸盐复合能够迅速的形成致密的保护膜，且耐久特性较强，对保护金属不受腐蚀起着至关重要的作用。(5)浊度，循环水浊度是反映系统清洗干净与否的指标，若在预膜过程中浊度较大，说明系统中的设备、管路的金属壁上还有油污、粘泥、污垢等没有洗干净，这将直接影响到水稳剂与金属壁的接触，进而影响钝化膜的形成。3.各因素对预膜效果的影响分析(1)水稳剂浓度水稳剂浓度是预膜处理的的关键因素。现以水稳剂SY-94- 836为例，在不同浓度下进行预膜效果对比(SY-94- 836是- -种 有机膦锌型水稳剂，正常投加浓度为90~110mg/L)。表1是该型水稳剂在不同浓度条件下对挂片的成膜影响。表1水稳剂浓度对预膜效果的影响水稳剂浓度(mg/ L)成膜情况5无蓝色色晕，有少许腐蚀痕迹9有蓝色色晕但不明显180有明显均匀蓝色色晕270360蓝色色晕明显但不均匀，且有少许白色沉积物从以上成膜状况来看:水稳剂浓度在低于90mg / L和高于270mg / L的状态下不利于成膜，浓度在180~270mg / L时，预膜效果较好，而对于该型水稳剂在正常运行时的加入量为90~110mg/L,因此可以看出;利用该型水稳剂进行预膜，其浓度控制范围应保持在循环水正常运行时的2~3倍。(2) Ca“离子浓度Ca”离子一-般来自于补充生水本身，是直接参与成膜的金属离子宁上水稳刘中的有机中国煤化工磷酸以及锌离子共同作用,生成难溶的螯合物,并在金属表面MHC NMH G膜,将金属表面基本上全部覆盖，保护基体不被腐蚀。因此对循环水系统补充生水来说，不能是过于纯净的水，必须有--定的硬度才能够起到更好的防腐作用，表2是在最佳的水稳剂浓度下不同Ca2浓度对预膜效果的影响。表2Ca2离子浓度对预膜效果的影响Ca2浓度(mg/L)成膜情况25无色晕，表面有腐蚀斑点10有少许色晕但不均匀，表面仍有腐蚀版定5有明显的蓝色均匀色晕，无腐蚀斑点7035100有明显蓝色色晕，但表面已经开始出现聚集颗粒物115有明显蓝色色晕，表面聚集的颗粒物明显增多从表中状态可以看出:在保持水稳剂最佳浓度是，当Ca2 浓度在55~85mg/ L时，预膜效果比较理想;当Ca2 浓度在55mg / L以下时，难以成膜，并出现一定的腐蚀现象，当Ca2 浓度高于100mg/ L时，金属表面虽然出现了明显的色晕，但也开始有过多的成膜物质积累，不利于耐腐蚀膜的形成，。因此预膜时对水中的Ca2浓度一般要求在55mg/L，但.上限也最好低于100mg/L,这一浓度是在某一-特定水稳剂下的要求，而在实际预膜过程中，可以要求预膜方案提供者根据当地水中的实际钙离子浓度制定特定的预膜方案。(3) pH值对于在最佳水稳剂浓度和较好的钙离子浓度状态下，pH值对预膜效果有较大的影响，pH的高低主要影响水中铁离子的浓度，而铁离子偏高会导致水的浊度增加，不利于金属表面钝化膜的形成，pH值低(-.般低于6时)会导致形成的聚磷络合物遭到破坏，金属表面无法形成有效的钝化膜，也就起不到阻止腐蚀的作用，pH值高(一般超过8时)又会引起水稳剂的过度沉积，形成大量水垢。使设备的局部腐蚀加大,因此比较理想的pH值控制范围-般为6~7。(4) Zn°离子浓度Zn*离子和Ca2离子- -样，都是直接参与成膜的重要组分，但Zn2 离子的成膜速度更快，形成的保护膜更具有耐久性，同时还可以起到阴极保护的作用，是目前预膜水稳剂比较常用的一种金属，表3是Zn2 离子不同浓度对成膜的影响。表3Zn2离子浓度对预膜效果的影响|Zn2浓度(mg/L无明显色晕，部分区域出现腐蚀15金属挂片出现色晕但不均匀，有腐蚀斑点20金属挂片表面色晕明显中国煤化工YHCNMHG25金属挂片表面色晕明显、均匀3035金属挂片表面光亮，色晕明显但不均匀，有白色沉积物从以上情况来看:投加的锌离子在水中的浓度应该保持在20~ 30mg/ L,金属挂片的成膜效果较好。(5)浊度循环水浊度是反映系统清洗干净与否的指标，若在预膜过程中浊度较大,说明系统中的设备、管路的金属壁上还有油污、粘泥、污垢等没有洗干净，这将直接影响到水稳剂与金属壁的接触，进而影响钝化膜的形成。表4是不同浊度对预膜效果的影响。表4浊度对预膜效果的影响浊度成膜情况<5金属挂片蓝色色晕清晰5-10.. 10- -20无明显色晕，金属挂片有腐蚀斑点从以上成膜情况来看，即使在水稳剂浓度、较好的pH值控制以及合适的钙锌离子浓度的状态下，如果水的浊度较大,对金属整体成膜也是非常不利的，甚至不能形成钝化膜，达不到缓蚀的目的，因此在预膜开始前一定要对循环水系统进行干净彻底的清新,使其水质浊度降至10以下，才能很好的完成预膜工作。除了以上介绍的对循环水成膜有较大影响的因素外,还有预膜时的水温和预膜的时间因素对预膜效果也有一定的影响，但是对于这两个因素在实际运行过程中都是比较稳定,不会因为人为操作原因出现大的波动。水温都是在常温下进行操作,尤其对于较大的循环水系统，这个因素可以说是没法改变的;预膜时间相对一个大的循环水系统来说，人为控制也不会出现大的偏差，最多相差- .两个小时， 而对于需要48~72小时的预膜时间，- .两 个小时对整体预膜效果基本没有影响。4结论在循环水系统启用或不停车预膜处理过程中，要获得较好的预膜效果，必须有效控制对预膜有较大影响的各个因素:(1)对于本文中提到的水稳剂预膜时要控制其浓度是正常运行投加浓度的2~3倍，才能满足预膜要求。(2)补充水中要有足够的钙离子，这是对补充水质的一个较高要求，最好保持在55 ~100mg/L之间，而实际预膜过程中，可以根据当地生水中实际钙离子浓度制定专门的预膜方案。(3)比较理想的pH值控制范围一-般为 6~7。控制该指中国煤化工程中YHCNM HG完成，主要通过加酸调节。(4)锌离子浓度和钙离子浓度- -样，是成膜的主要离子，在预膜时应该控制锌离子浓度在20~ 30mg/ L。(5)浊度是反映水质清洁与否的指标，如果浊度过高将影响水稳剂与金属的接触，使钝化膜难以形成，浊度最好保持在10以下。(6)预膜的水温和预膜时间也可以影响预膜效果，但这两个因素在实际操作规程中的基本可以保持稳定，即使出现一定波动对预膜效果影响不大。中国煤化工MYHCNMH G