保护水处理技术在循环水系统中的应用

第39卷第4期辽宁化工Vol.39,N.42010年4月Liaoning Chemical IndustryApril, 2010保护水处理技术在循环水系统中的应用嵇翠川(中国燃气涡轮研究院,四川江油621703)摘要:介绍了保护水使用的必要性,阐述了保护水处理技术的原理;并指出其在循环水系统应用中需注意的问题。关键词:保护水;处理技术;循环水系统中图分类号:TQ058文献标识码:A文章编号:1004-0935(2010)04-0412-03循环水系统换热器是一个处在高温燃气下工腐蚀电池的推动力作的换热设备,根据换热器运行时开时停的特点(2)金属材料本身是导体,循环冷却水有导在换热器停止运行期间,为防止设备腐蚀,延长其电能力因此能传递自由电子;使用寿命,必须充填保护介质,停运保护水就是为(3)循环水中含有溶解氧,它在阴极表面消了满足换热器在停运期间的防腐要求,而专门配耗自由电子,构成电回路。制的一种介质。以上3个条件直接导致了金属在循冷却环水1循环冷却水系统运行状态及腐蚀中的腐蚀因此循环冷却水系统中必须采取必要因素的防腐措施。循环冷却水系统是我院科研设备的一个重要2保护水的技术指标和原理组成部分,其系统工艺流程如图1所示。保护水是根据金属腐蚀作用的机理,采用以换热器冷却塔Na2SO3为除氧剂,NaOH为PH调节剂的水处理配方,是在特定的条件下通过试验确定的每一种配方都与使用条件相匹配,在水系统运行过程中,图1循环冷却水系统工艺流程图能否按规定条件操作,是水处理配方成败的关键由于采用的是敞开式冷却塔,大气中的多种保护水的技术指标如下:c(Na2SO3):50-100杂质如尘埃、悬浮固体等会大量地被冲刷在冷却mgL,pH值:9.5-10.5,硬度:≤50x10°(以水中,此外,腐蚀产物、生物粘泥等增大了水的浑CaCO2计)浊度,这些杂质在运行过程中又会被带入,并沉积保护水是在软化水中投加Na2SO3和NaOH在系统内粘附在金属表面造成腐蚀速率加快,给来调节水质从而对影响腐蚀的主要因素加以控水系统中发生腐蚀的部位,决定于水中溶解氧的制以延缓水对金属设备的腐蚀就水系统腐蚀而含量和设备的运行条件。循环冷却水系统的腐蚀言主要是金属在水中的腐蚀其中对腐蚀影响最主要是电化学腐蚀,即电池腐蚀。在循环冷却水大的因素是来自空气中的溶解氧在一般情况下,系统中,存在以下腐蚀条件-3水中溶解氧越多,金属的腐蚀就越严重。保护水(1)由于构成热交换器的金属材料的不均匀系统采用的是一种化学除氧法。投加NaSO,是性和金属表面具有一定的微观粗糙度,在不同材质和不同部位之间电位不同而产生电位差,这是收稿日期:201003-14作者简介:嵇翠川(1969-),男,工程师第39卷第4期嵇翠川:保护水处理技术在循环水系统中的应用413作为一种除氧剂使用的,Na2S03投入水中与水中发生氧浓差腐蚀。氧浓差腐蚀是由于溶液中溶解溶解氧反应生成Na2SO4,使水中溶解氧去除,其氧的浓度差异而引起电位差所产生的腐蚀电池,化学方程式为:是一种局部腐蚀。它是金属在水中腐蚀最普遍2Naz SO,+0,=2Na? SO.危害最大,最难防止的一种腐蚀。它一般发生在保护水中投加NaOH的作用是为了提高水的泥沙、污垢等沉积物下面以及金属与金属之间都pH值以防止氢去极化腐蚀。水的pH值也是对能形成的缝隙区。由于过滤器无反洗装置,过滤金属腐蚀速度有较大影响的因素之一,根据多年杂质全部堆积于滤网处,在这些沉积物下面的液来实际运行监测数据,可得出碳钢在水中腐蚀率体中氧的补充是非常困难的,是滞留区、贫氧区即与pH值的对应关系(见图2)。阳极,发生如下反应:Fe-→Fe2++2e而沉积物表面上,溶解氧的供给是充分的,是0,450.40富氧区即阴极,其会发生如下反应:02+2H2O+4e-40阳极反应产生的Fe2滞留在沉积物下面的缝隙区内,造成沉积物下面缝隙区内溶液阴、阳离子电荷不平衡,引起缝隙区外水体中阴离子的迁移,以平衡缝隙区内过剩的正电荷。因此,这种沉积物或缝隙区的氧浓差电池腐蚀是冷却水系统图2腐蚀率与pH值的对应关系腐蚀最严重的一种破坏形式,如管理不当,会引起换热设备出现穿孔现象。由此可见,pH值低,腐蚀率高,水中H'浓度大,H是阴极去极化剂,它使阴极电子不断排出,4结语会加速腐蚀,其反应原理是:阴极:2H+2HP1由于系统中换热器设备的腐蚀情况是客观存同时酸性水会将氧化层溶解,也会加速腐蚀在的,因此在换热器停运后,必须及时有效地充填3保护水使用过程中应注意的问题保护水,同时还应清楚地认识到,保护水的使用需3.1避免系统渗漏理是十分必要的,必须强化和完善对系统设备的由于保护水是含NaOH的碱性溶液,根据维护和管理,定期对保护水进行循环和补充,以此Na2SO3在空气中极易被氧化的化学性质保护水来保证药剂的浓度均匀一致,并在循环过程中进充填后,应避免系统渗漏现象的发生,如果阀门或行水质指标的检测,从而确定药剂的补充量,确保系统其它密封部位出现渗漏长时间后,随着渗漏pH值、Na2SO3含量的稳定,同时进行经常性的检表面上液体的蒸发,水中NaOH浓度增大,碱性增查并记录在案,对冷却水系统的渗漏部位进行及强,表面膜被破坏,可发生如下反应:时维修或更换,对过滤器也应根据其压力损失进e( OH)2+2NaOH= Naz Fe02+2H20行及时清洗,防止系统内沉积物的堆积,这样才能露出的铁直接与NaOH反应:更有利于系统的安全运行。Fe 2Na0H= Na, FeO,+H参考文献其产物亚铁酸钠在高pH值的溶液中是可溶的所以随着碱液的蒸发pH值的增加腐蚀速度1]刘顺成化工厂水处理技术[M].成都:四川化工总厂,会迅速增大32系统内各处药剂的浓度应均匀一致[2]许保玖给水处理[M].北京:中国建筑工业出版杜,1979[3]金熙项成林齐冬子工业水处理技术问答[M]北京:化在循环冷却水系统中,由于设计有过滤器及学工业出版社,2003管道存在死角,易出现泥沙、污垢、纤维等沉积物,(下转第415页)第39卷第4期张子松,等:新版《容规》分类方法的简化算法415PV≥50为Ⅲ类;PV<50为Ⅱ类;(4)31.25≤V<害介质的换热器,管程设计压力为0.7MPa,管程625:低压为Ⅱ类;中压为Ⅲ类5)625≤V<10:容积为04m3,壳程设计压力为12MPa,壳程除PV≥103为Ⅲ类;PV<103为Ⅱ类;去换热管所占体积后容积为6m3,管程介质为气压力容器第二组介质类别划分:液相,壳程为水蒸汽,故按99版《容规》,管程低按容积划分:一、<25L:PV≥2.5MPa·L为压高度危害介质PⅤ=0.7×0.4=0.28>0.2I类;PV<2.5MPa·L按I类部分管理;MPa·m3为3类,壳程低压为一类,按新版《容≥25L:(体积以m3为单位;压力以规》根据本简易划法第一组介质2)条,管程划为MPa))高压或V≥5×10的为Ⅲ类;(2)V<50:Ⅱ类;壳程按第二组介质划为I类,所以整体属于低压为I类;中压为Ⅱ类;G3)50≤V<3125:低压Ⅱ类容器。为类;中压:PV≥500为Ⅲ类;PV<500为Ⅱ类(4)312.5≤V<3125:低压为I类;其余为Ⅲ类;q结语(5)3125≤V<5×10°4:PV<5000.I类;Pv≥5以上为压力容器划类的简易算法,也是作者000.Ⅲ类。的一点心得体会,经比对较易掌握,对从事压力容3试算器工作的人员很方便,简单试算即可掌握供大家试用。对于多腔压力容器危害性介质含量极小现举例试算一下:①有一高度毒性的气体储的压力容器以及特殊情况的类别的划分按新版罐,介质设计压力为1.72MPa,容积为22m3,按《容规》具体条文执行。新版《容规》属于第(3)条,中压,PV=1.72×22参考文谳=31.84<50为Ⅱ类容器;而按99版《容规》则该(1] TGS ROOC-20固定式压力容器安全技术监察规程储罐为三类容器;②有一液态二氧化硫储罐,设[S]计压力为0.98MPa,容积为30m3,按新版《容2]质技监局锅发[994号,压力容器安全技术监察规程规》属于第(3)条划为Ⅱ类;③有一管程是高度危Simplified Algorithm of New version Supervision Regulation ClassificationZHANG Zi-song, GUO Yang, WANG NaShenyang Pass Titanium Equipment CO., LTD, Shenyang 110168, China)Abstract Simplified algorithm of new version superision regulation chart-style classification was introduced to make pressurevessels Classification class becomeKey words: New version supervision regulation; Classification; Simplified algorithm(上接第413页)Application of Protective Water in Circulating Water SystemJI Cui-chuanChina Gas Turbine Establishment, Jiangyou 621703, China)Abstract Necessity of using protective water in circulating water system was introduced as well as the principle of treatment techlogy of protective water. Some problems about application of protective water in circulating water system were putKey words: Protective water; Treatment technology Circulating water system