燒結(jié)球團(tuán)鏈篦機(jī)循環(huán)水水質(zhì)處理工藝改造

王 麗

(銅冠冶化分公司，安徽 銅陵 244000)

1 引言

銅陵有色循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園球團(tuán)項(xiàng)目主工藝為鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)工藝，生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)球團(tuán)3636t，年產(chǎn)120萬(wàn)t，其配套冷卻水系統(tǒng)根據(jù)壓力不同分為普壓循環(huán)水系統(tǒng)和低壓循環(huán)水系統(tǒng)。其中普壓循環(huán)水系統(tǒng)主要供給鏈篦機(jī)、鏈篦機(jī)水冷梁等主要工藝設(shè)備冷卻用水，其供水質(zhì)量和供水量直接影響設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必須對(duì)冷卻水進(jìn)行除垢、防垢和殺菌滅藻處理。原設(shè)計(jì)中保證循環(huán)水水質(zhì)的措施是在循環(huán)水泵出口設(shè)置一臺(tái)SBJL4—350—1.6一體化離子棒水處理器對(duì)供水進(jìn)行處理。一體化離子棒水處理器的工作原理［1］，是通過(guò)高壓靜電場(chǎng)的作用，增大水分子的偶極矩，溶解在水中的Ca2+、Mg2+和CO32-等離子被水偶極子包圍，減少了彼此間的有效碰撞，并且由于接收離子棒提供的電子，水中的Ca2+、Mg2+離子不能自由運(yùn)動(dòng)，阻止了其在管道壁上形成水垢，達(dá)到防垢的目的，經(jīng)靜電處理后，水中將產(chǎn)生活性氧，可在污垢系統(tǒng)的金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜防止腐蝕，在結(jié)垢系統(tǒng)中能破壞分子間的電子結(jié)合力，改變晶體結(jié)垢，促使硬垢疏松，使已經(jīng)產(chǎn)生的水垢逐漸剝蝕、脫落，達(dá)到除垢的目的，另外活性氧能破壞生物細(xì)胞的離子通道，改變細(xì)菌和藻類(lèi)生存的生物場(chǎng)，影響細(xì)菌生理代謝，從而起到殺菌滅藻的作用。離子棒水處理屬于物理方法范疇，在距離設(shè)備一定范圍內(nèi)可有效起到緩蝕阻垢、殺菌滅藻作用。該循環(huán)水處理系統(tǒng)在投產(chǎn)運(yùn)行半年左右時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)鏈篦機(jī)高溫段冷卻管道出現(xiàn)結(jié)垢，回水水溫高，高溫度回水可達(dá)到60～70℃，超出設(shè)計(jì)值的43℃，造成設(shè)備得不到有效的冷卻，經(jīng)過(guò)分析考慮除了結(jié)垢導(dǎo)致管道傳熱系數(shù)大幅度降低外，該冷卻水系統(tǒng)管道復(fù)雜，支管多，管道阻力大，也使得系統(tǒng)水量減小，造成冷卻水冷卻能力不足，為此對(duì)鏈篦機(jī)冷卻水回水管道進(jìn)行了改造和并且增加化學(xué)水處理的措施，徹底解決了這一問(wèn)題，現(xiàn)將該冷卻系統(tǒng)的改造內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹以供大家參考。

2 管道系統(tǒng)布置

原設(shè)計(jì)的管道系統(tǒng)，冷卻水使用水套進(jìn)水進(jìn)入設(shè)備，冷卻回水進(jìn)水箱后依靠重力回到總回水管路，共36根DN40的冷卻回水支管回到一根D219總管上，并在每根支管上設(shè)截止閥，如圖一，以便檢修和更換視鏡。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)閥后水壓很小，不會(huì)倒流至回水閥門(mén)，檢修和更換視鏡時(shí)，只需進(jìn)水閥關(guān)閉即可，為此將全部支管上的截止閥取消，降低系統(tǒng)的管道總阻力，將支管分成三組，分別接入回水總管，如圖二。經(jīng)過(guò)改造后管道系統(tǒng)的阻力減小，水流量增加［2］，對(duì)回水水溫的降低起到了明顯的改善。

圖1 原設(shè)計(jì)中冷卻水回水管道系統(tǒng)圖

圖2 改造后冷卻水回水管道系統(tǒng)圖

3 清洗管道系統(tǒng)［3］

由于循環(huán)水系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，為我們對(duì)決定對(duì)循環(huán)水管道系統(tǒng)進(jìn)行清洗，以除去已經(jīng)出現(xiàn)的結(jié)垢，在不需停車(chē)的情況下，按照循環(huán)水系統(tǒng)工藝參數(shù)(見(jiàn)表1)根據(jù)系統(tǒng)保有水量向水池添加H—102螯合劑820kg，和H—17A清洗劑1650kg，這是一類(lèi)全有機(jī)多組分復(fù)合清洗劑，對(duì)鈣、鎂、鐵離子等具有優(yōu)異的螯合能力，同時(shí)與這些金屬離子形成高度穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物，分散溶解在循環(huán)水中，達(dá)到清洗之目的。

表1 循環(huán)水工藝參數(shù)

由于清洗方案的實(shí)施對(duì)整個(gè)系統(tǒng)能否徹底除去結(jié)垢，并且保證管道和冷卻設(shè)備不受損壞至關(guān)重要，因此我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了清洗試驗(yàn)，并確認(rèn)了詳細(xì)的清洗程序:

清洗投加時(shí)間:24～36h

加藥量:按照系統(tǒng)保有水量V(m3)，一次性投加H—102螯合劑825kg，和H—17A清洗劑1650kg

pH控制:5～6

循環(huán)水流速:大于1.0m/s，以利于藥劑反應(yīng)。

檢測(cè)指標(biāo):總鐵量、濁度及pH

清洗操作終點(diǎn):當(dāng)系統(tǒng)總鐵量、硬度、濁度不再上升時(shí)，停止清洗，采用大排大補(bǔ)方式進(jìn)行置換。

觀(guān)察清洗后的腐蝕結(jié)垢試片，表面垢層已經(jīng)清洗干凈，新試片經(jīng)清洗后，表面光潔，發(fā)生的腐蝕為均勻腐蝕，腐蝕速度平均為0.06mm/a，小于6g/m2·h［4］，未對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，清洗效果良好。

清洗完成后立即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)膜處理，根據(jù)系統(tǒng)保有水量投加H—11A預(yù)膜劑和H—11B預(yù)膜增效劑，使經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗后處于活化狀態(tài)的系統(tǒng)設(shè)備管道表面形成一層均勻的薄而致密的保護(hù)膜。具體步驟如下:

(1)向系統(tǒng)投加H—11A預(yù)膜劑1150kg和H—11B預(yù)膜增效劑500kg。

(2)預(yù)膜期間pH控制在5.5～6.5。

(3)48h后預(yù)膜結(jié)束，加大補(bǔ)水量和排水量迅速對(duì)循環(huán)水進(jìn)行大置換，盡快降低循環(huán)水中藥劑濃度。至濁度小于10mg/L，總磷小于2mg/L，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。

觀(guān)察預(yù)膜后的試片，表面有灰色色暈，將Nacl和CuSO4混合液滴于經(jīng)預(yù)膜處理及未經(jīng)預(yù)膜的試片上，同時(shí)測(cè)定兩片上出現(xiàn)紅點(diǎn)的時(shí)間差為28s，說(shuō)明預(yù)膜效果良好。

4 增加化學(xué)水處理［5］

為保持循環(huán)水質(zhì)穩(wěn)定，在系統(tǒng)清洗完成后，我們?cè)黾恿嘶瘜W(xué)水處理藥劑H—599緩蝕阻垢劑和H—692H-603殺菌滅藻劑，對(duì)循環(huán)水進(jìn)行處理，處理后的水質(zhì)表2。

表2 水質(zhì)情況

5 水處理費(fèi)用對(duì)比

表3 水處理費(fèi)用對(duì)比

6 現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)清洗預(yù)膜并增加化學(xué)藥劑處理，將管道系統(tǒng)改造后，冷卻回水水溫下降至正常出水溫度(43℃)，結(jié)垢問(wèn)題也得到了解決，為維持循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行進(jìn)行的水質(zhì)穩(wěn)定處理，即持續(xù)向系統(tǒng)添加緩蝕阻垢劑和殺菌劑，減少系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢及微生物的污染危害，使循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行至今未出現(xiàn)明顯的結(jié)垢現(xiàn)象，循環(huán)水經(jīng)過(guò)冷卻塔后冷卻可降至33℃左右，再供給鏈篦機(jī)的管道和設(shè)備，使其能夠得到有效冷卻。

7 結(jié)語(yǔ)

一體化離子棒水處理器具有占地小，一次性投資運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，但在高溫工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用效果有待進(jìn)一步考量和驗(yàn)證，加藥的處理方法運(yùn)行費(fèi)用較高，且需要專(zhuān)人操作，但可確保達(dá)到緩蝕阻垢的預(yù)期效果，減少系統(tǒng)維修維護(hù)，保障生產(chǎn)正常進(jìn)行，仍是較為適合的循環(huán)水處理方式。

［1］李建民，駱俊霞.離子棒在循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.冶金動(dòng)力，1999(05):67-68.

［2］張華.管道截面突變處的局部阻力系數(shù)［J］.山西水利科技，1994(02):18-20.

［3］婁革，孫繼盛，丁利.循環(huán)水系統(tǒng)不停車(chē)化學(xué)清洗、預(yù)膜技術(shù)的應(yīng)用［J］.工業(yè)用水與廢水，2002(S1):17-40.

［4］余存燁.工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗中的腐蝕與控制［J］.腐蝕與控制，2002(10):454-457.

［5］羅定元，沈鴻灃.淺談循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)法水質(zhì)穩(wěn)定處理［J］.2003(08):36-39.

［6］李本高，葉飛寧，陸婉珍.不同水質(zhì)的循環(huán)冷卻水處理方案［J］.石油煉制與化工，1996(10):45-48.