1、不锈钢公司第三炼钢厂90吨电 炉水处理技术方案 一、概 述某不锈钢公司第三炼钢厂90吨电炉改造项目共有二个独立的循环冷却水系统。分别是（1）90吨电炉密闭冷却水系统；（2）90吨电炉空冷器喷淋冷却水系统；下面分述各系统的水处理技术方案二、90吨电炉密闭冷却水系统1、系统工艺简介1、1、概述90吨电炉密闭冷却水系统是为电炉及其设备提供冷却用水，补充水为软化水，系统材质为碳钢、不锈钢和铜材。1、2、系统工艺参数循环水量 1700 m3/h保有水量 500 m3补充水量 1.7 m3/h1、3、系统工艺流程简图1、4、水质（1）补充水 项目名称单位软化水pH 电导率s/cm 浊度NTU 总碱度(Ca2、CO3计)mg/L 氯化物(Cl-计)mg/L 全硬度(CaCO3计)mg/L 钙硬度(CaCO3计)mg/L 悬浮物mg/L 含油量mg/L 总铁mg/L （2）循环水项目名称单位软水循环水pH 悬浮物mg/L10碳酸盐硬度(CaCO3计)mg/L125碱度(CaCO3计)mg/L 氯化物(Cl-计)mg/L100总铁mg/L0.5电导率s/cm2000碳钢腐蚀速率mm/a0.1结垢m3K/W3.4410-42、系统的特点2、1补充水为软化水,补水中钙、镁离子浓度很低，循环冷却水系统主要存在腐蚀和细菌滋生问题。2、2系统为密闭循环，补排水量少,系统内的水置换缓慢,这样就要求循环冷却水系统对腐3、蚀和细菌滋生控制非常好。3、水处理技术方案根据软化水系统的特点，该密闭循环冷却水系统主要解决腐蚀和细菌滋生问题，所以主要是使用缓蚀剂控制腐蚀和非氧化性杀菌剂控制细菌滋生。3、1腐蚀的原因及控制 （1）腐蚀的原因软化水系统的腐蚀主要是水中的溶解氧在碳钢材质表面引起氧的去极化反应，引起碳钢腐蚀。水中含有一定浓度的溶解O2，碳钢材质表面不均匀，当它与冷却水接触后，会形成许多腐蚀微电池而产生腐蚀，腐蚀反应式如下：阳极： 阴极： 在水中： （2）腐蚀的控制由于软化水中钙、镁离子含量很低，所以解决软化水系统的腐蚀问题，就与开路净循环冷却水系统不同；一般采用具有强氧化性的化学品，依靠其强氧化性在碳钢金属表面4、形成一层致密的钝化膜，阻止金属的腐蚀，降低腐蚀速率。3、2细菌的滋生与控制（1）细菌的滋生软化水仅将水中的钙、镁离子除去，水中含有多种细菌，经循环使用，细菌会大量繁殖，产生新陈代谢产物，与水中的悬浮物结合沉滞在设备表面，引起金属设备垢下腐蚀，影响设备传热效果。（2）细菌的控制为了防止细菌的滋生和繁殖，一般在水系统中投加杀菌剂。3、3水处理技术方案（1）缓蚀剂的使用在软化水系统中使用我院研制的软化水系统专用的缓蚀剂TS-52641。根据软化水的补水量，计算所需缓蚀剂量，用加药泵随补水同时加到软化水槽中，缓蚀剂与软化水在软化水槽中混合均匀，含有缓蚀剂的软化水根据氮封罐的液位变化自动补入氮封罐中。另5、外，根据循环水中药剂检测结果，可直接向系统中补加缓蚀剂。缓蚀剂TS-52641的特点: TS-52641以氧化性缓蚀剂为主剂，复配其它的缓蚀剂，并且该缓蚀剂的特点是能稳定水的pH值，不会使软化水的pH值上下波动很大，pH值的相对稳定有利于缓蚀效果。缓蚀剂投加浓度一般为15002000ppm。（2）杀菌剂的使用软化水密闭循环冷却水系统一般使用非氧化性杀菌剂控制细菌的滋生和繁殖。使用的非氧化性杀菌剂为TS-52615。杀菌剂每两周投加一次，正常情况下投加100ppm，如果分析细菌数较高，加大投加量，投加200ppm或者300ppm，将细菌数降下后，恢复正常投加量。3、4监测项目及频率pH值： 一次6、/天电导率： 一次/天药剂有效浓度： 一次/天总硬度： 一次/天浊度 一次/天总铁： 一次/三天细菌数： 一次/月3、5日常运行控制指标pH值： 10.011.0药剂有效含量： 200mg/L总硬度 125 mg/L浊度 10 mg/L总铁； 0.5 mg/L细菌数： 5103个/ml4、水质在线监测装置及加药设备自动化控制系统4.1、水质在线监测装置（1）在软化水循环冷却系统安装在线监测pH值装置，随时监测水的pH值变化，pH值的变化对药剂的缓蚀性能影响很大，pH值偏低，循环冷却水的腐蚀难以控制。（2）在软化水循环冷却系统安装在线监测电导仪装置，随时监测循环冷却水的电导率变化。监测循环冷却水7、的电导率可以间接直观地反映出系统中药剂的浓度，电导率低，药剂浓度低，电导率高药剂浓度高。4.2、加药设备自控系统（1）缓蚀剂的投加向软化水池（槽）中投加利用原有的加药泵，将缓蚀剂加药泵和补水阀连锁，补水阀开启，加药泵启动，根据补水量的多少，将缓蚀剂定量加入软化水中，补水阀关闭，加药泵停止工作。向软化水密闭循环水系统中补药在向密闭循环水系统投加杀藻剂的入口处接一支路，安装补加缓蚀剂的的加药泵，该加药泵与pH值在线监测装置连锁，循环冷却水系统的pH值低于设定值，补加药的加药泵就启动，向循环水系统中补加药剂，pH值达到设定值的要求，补药泵停止工作，这样能确保循环冷却水系统的pH值和药剂浓度始终达到控8、制指标，确保系统的缓蚀效果。（2）杀藻剂的投加利用现在的加药泵，每两周定量向软化水循环冷却系统中投加一次杀菌剂。5、水处理效果承诺在循环冷却水系统安装旁路监测挂片装置，该装置使用石英玻璃管，挂片的腐蚀状态可直观看到。5.1技术考核旁路监测挂片碳钢腐蚀速率0.05mm/y不锈钢和铜材0.005mm/y细菌数5103个/ml5.2水质考核pH值：10.011.0总铁：0.5ppm水质综合合格率：95%5.3设备考核换热效率在使用期间不发生明显下降现象。总之，不能发生由于水处理原因导致的电炉停产事故，一旦发生故障，应由第三炼钢厂和天津化工研究设计院双方确认，查找原因，各负其责。三、90吨电炉空冷器喷9、淋冷却水系统1、系统工艺简介1.1、概述空冷器喷淋冷却水系统是为冷却空冷器提供冷却用水，补充水为工业新水，系统材质为碳钢、不锈钢和铜材。1.2、系统工艺参数循环水量 1800 m3/h；保有水量 600 m3；补充水量 54 m3/h；空冷器 12台1、3、系统工艺流程简图1.4、水质（1）补充水项目名称单位工业新水pH 69电导率s/cm800浊度NTU10总碱度(CaCO3计)mg/L140氯化物(Cl-计)mg/L20全硬度(CaCO3计)mg/L200钙硬度(CaCO3计)mg/L30200悬浮物mg/L10含油量mg/L0.2总铁mg/L0.5 2、系统的特点补充水为工业新水,补水中10、含有各种离子，经循环使用，各种离子浓度会成倍提高，循环冷却水系统主要存在腐蚀、结垢和细菌滋生问题。3、水处理技术方案3.1药剂投加（1）阻垢缓蚀剂的投加阻垢缓蚀剂使用TS-52637，加药量为3040mg/L。它是以膦羧酸和新型膦羧酸共聚物为主体的高性能缓蚀阻垢剂，更合适高浓缩倍数的水质，适用浓缩倍数。（2）杀菌剂的投加正常情况下，每两天投加氧化性杀菌剂，日维持余氯0.10.5ppm不少于6个小时。（3）杀藻剂的投加每两周投加一次非氧化性杀菌剂（即杀藻剂）TS-52617，投加浓度为100mg/L。TS-52617低泡沫、广谱、高效杀菌剂，在水中能自然降解，不会造成环境危害。如果分析系统中细菌11、数超标，或者检查现场装置有粘泥及藻类增多的迹象，应加大杀菌剂和杀藻剂的投加量。3.2、日常监测项目频率pH一次/天电导率一次/天Ca一次/天总磷一次/天Mg一次/天浊度一次/两天碱度一次/两天总铁一次/两天余氯一天两次细菌数一次/月 2.3 循环水系统管理指标（1）pH值（2）总磷 4.0-7.0 mg/L（3）总硬度 800 mg/L（4）浊度 20 mg/L（5）余氯 0.1-0.5 mg/L 4、水处理效果承诺4.1技术上考核碳钢腐蚀速率小于0.1mm/a；垢的粘附速率小于20mcm；循环水系统中日常的细菌数小于1104个/ml;循环水系统中的粘泥量小于4ml/m3。42设备考核年度检修12、时院方同使用厂双方联合检查考核设备，拍照记录写出书面检查报告，做出运行效果评价。43系统运行考核系统实施专业协作化管理，三年内不需清洗。系统正常运行过程，不出现影响生产的水质故障。4. 4水质指标考核（1）药剂浓度合格率达95%以上。总之，运行过程中不能发生影响生产的水质责任事故。一旦发生故障，应由使用厂和天津院双方确认，查找原因，各负其责。 清洗预膜方案 第三炼钢厂90吨电炉水处理系统包括90吨电炉冷却水系统、空冷器喷淋水系统。新系统和新设备会存有油脂、浮锈、泥沙等杂物，这些油污和浮锈如不清洗干净，将会影响下一步的预膜处理，清洗工作做得好，可以提高予膜效果，最大限度地减少腐蚀和结垢的产生。所13、以清洗工作是循环水系统开车必不可少的一个环节。1.1系统有关参数：系统名称90吨电炉密闭水系统90吨电炉喷淋水系统循环水量（m3/h）17001800保有水量（m3）500600补水量（m3/h）1.754系统材质碳钢、铜、不锈钢碳钢、铜、不锈钢补水类别软化水工业新水 1.2系统水质数据：项 目单 位软化水工业新水pH 6-9总硬度mg/L 200钙硬mg/L 30-200总碱度mg/L 140SSmg/L 10Clmg/L 20电导率s/cm 800含油量mg/L 0.2总铁mg/L 0.5 二、清洗预膜方案2.1 90吨电炉密闭系统清洗预膜方案在软水系统中，有效的清洗和预膜处理不仅取决于投14、加合适高效的药剂配方产品，而且需要控制好满足药剂应用的工艺条件。根据日常运行方案，预膜应该与日常运行药剂相适应，经过试验室试验和多年现场应用经验，制定了适合密闭水系统的清洗预膜处理方案。密闭系统化学清洗、预膜方案包括以下几个工序：水冲洗工序水冲洗之前，对便于人工清扫的地方可以进行清扫，管道内用压缩空气吹扫，除去焊渣、杂物等较大的块状杂物，防止水冲洗过程中杂质进入设备内部。清扫和吹扫完成后，进行水冲洗，水冲洗使用工业新水。水冲洗之前，应将空冷器短路，以避免大块颗粒进入空冷器，待化学清洗时，再将空冷器接入系统。水冲洗过程中，可视水质情况进行适当的置换排放。一次排水、补水 水冲洗完毕之后，可以一次性15、排放系统中的水，排净之后，即可补水，开始实施化学清洗工作。化学清洗（1） 药剂：TS-1101清洗剂、缓蚀分散剂A、缓蚀分散剂B、TS-1607分散剂（2） 原理：TS-1101清洗剂主要是由表面活性剂组成，化学清洗是利用TS-1101的去污和TS-1607的分散、除锈性能，在缓蚀分散剂A、缓蚀分散剂B的缓蚀作用下，将水系统设备及管道内的浮锈、油脂以络合态和分散态进入水中，通过排水把这些物质从冷却水系统中除去，从而使金属表面保持清洁的状态，以利于后续预膜工序。（3） 药剂投加点：在软化水箱中与补充水一起用补水泵打入系统中。（4） 操作步骤：A、 将缓蚀分散剂A 500 ppm、缓蚀分散剂B 416、00 ppm、TS-1607分散剂100 ppm、TS-1101清洗剂按200ppm分批、缓慢地投加到补水中。用补水泵打入水系统，注满水系统后，关闭补、排水阀门，保持循环量最大。为了保持化学清洗药剂浓度，化学清洗期间，尽量不实施补排水操作。B、 适当投加工业硫酸调整循环水pH在5.56.5之间。C、 挂入挂片，以监测清洗过程中腐蚀状况。D、 清洗过程中，若泡沫过多，可适当投加TS-1108消泡剂；E、 在清洗过程中应分析监测pH、浊度、总Fe。F、 化学清洗期间，控制流速大于0.3m/s，尽可能提高循环水的流速，以便使清洗药剂与金属表面充分接触。G、 如水质浊度上升太高，可考虑酌量置换水质H、17、 清洗时间约2436小时。（5）结束条件当系统中水的浊度、总Fe升高到最高值（以再投加清洗剂和缓蚀剂后，上述几项指标不再升高为准），且有下降趋势时，结束化学清洗工序。（6）环保措施在排水沟内投加氢氧化钠中和排出水至中性，另外如果泡沫多，可酌情加入TS1108消泡剂，以减少清洗液对水体环境的污染。（7）分析项目及频率分析项目分析频率备 注pH不稳定时：一次半小时 稳定时：一次1小时控制在5.56.5之间浊度一次2小时判断清洗状况总铁一次2小时判断清洗状况 二次排水、补水化学清洗处理后的循环水，必须在预膜之前全部排放掉。排放完毕，再用新鲜水冲洗系统。然后再向系统中注入软化水，转入预膜工序。、预膜工18、序密闭系统的预膜，必须在系统经过彻底化学清洗之后进行，这样更能使防护膜均匀致密，发挥较好的缓蚀效果。循环水系统预膜对水质及设备有严格的要求。经过清洗处理的循环水系统，应当尽快进行预膜处理。（1）药剂：预膜剂TS-52609（2）原理系统内设备和管道经化学清洗后，保证正常运行时缓蚀阻垢剂的补膜、修膜功能，应进行预膜处理。TS-52609预膜剂主要由氧化型缓蚀剂、分散剂及铜缓蚀剂等组成，利用预膜剂TS-52609的快速钝化成膜性能，在金属表面形成一层致密的保护膜。预膜剂在50-60时6-8小时可快速成膜，温度低成膜速度要慢，室温下预膜3648小时也可形成均匀致密、牢固的钝化膜。预膜药剂与日常运行药19、剂属于同一类型药剂，日常运行药剂可起到有效的补膜、修膜效果。（3）药剂投加点：在软化水箱中与补充水一起用补水泵打入系统中。（4）操作步骤：A、 预膜用水应采用是除盐水。B、 为了确保预膜效果，水的浊度10mg/L、总铁含量1.0mg/L。C、 控制循环水流速，流速过大，会对设备产生冲刷腐蚀，流速过小，又会影响预膜剂的扩散速度，不利于成膜，也影响成膜的均匀性。D、 预膜水质合格后，将预膜剂TS-52609按3000ppm一次性缓慢地投加到水中，关闭补、排水阀门。E、 为了保持预膜药剂浓度，预膜期间，尽量不实施补排水操作，除非系统有严重泄露，可考虑酌量补水，同时必须根据补充水量补加预膜药剂。F、 20、循环2小时后，可挂上监测挂片，以监测预膜效果。G、 预膜过程中应分析监测pH、浊度、钙离子。H、 预膜时间为3648小时。（5）结束条件预膜时间为3648小时，即可转入正常运行阶段（具体可根据预膜片的表面状况来定）。（6）分析项目及频率分析项目分析频率备注pH一次4小时控制在9.011.5之间浊度一次4小时20mg/L，最好小于10mg/L总铁一次4小时1.0mg/LCa2+一次/4小时10mg/L 预膜结束后，由于预膜药剂与日常运行药剂属于同一系列药剂，因此，不需要置换，系统直接进入正常运行阶段。正常运行阶段见天津化工研究设计院编写的90吨电炉水处理方案。密闭系统化学清洗、预膜技术指标碳钢腐21、蚀率： 3gm2h不锈钢腐蚀率： 0.6gm2h铜及铜合金腐蚀率： 0.6gm2h预膜的挂片，经硫酸铜溶液试验，变色时间应大于7秒。关于密闭水系统的预膜效果的检验，目前尚无统一的标准，一般是利用标准监测挂片进行监测，预膜结束后，可观察挂片上的成膜情况，如已成膜，无锈蚀即表示预膜良好。可用硫酸铜溶液滴于挂片上进行成膜效果的检验。硫酸铜溶液检测方法如下：硫酸铜溶液由15克氯化钠及5克硫酸铜溶于100毫升水中配成。将此溶液滴于预膜挂片上，测定挂片上出现红点的时间，时间越长，表示预膜的效果越好。2.2 90吨电炉空冷器喷淋水系统的清洗和预膜对于新投入运行的系统，净环系统和密闭系统同样需要进行清洗预膜处22、理，提高日常运行阻垢缓蚀剂的缓蚀阻垢效果。净环系统化学清洗、预膜方案包括以下几个工序：水冲洗工序化学清洗工作开始前，首先应检查冷却塔、冷却水池以及冷却设备内壁，如发现有泥砂、焊渣或其它大块杂物，必须进行人工清扫，避免给系统带来危害。清扫完成后，应在换热设备前安装就地排放装置或者冷却水的短路装置，以避免清洗过程中大块颗粒进入换热设备。完成以上工作后，向循环水系统中充水，开泵进行循环冲洗、排放。冷却塔打开回水旁路管，使回水不经塔进行清洗，以免污染物中大块儿颗粒堵塞冷却塔布水器。 一次排水、补水 水冲洗完成后，可以一次性排放系统中的水，排净之后，即可补水，开始实施化学清洗工作。化学清洗（1）药剂：T23、S-1101清洗剂、缓蚀分散剂A、缓蚀分散剂B、TS-1607分散剂（2）原理：TS-1101清洗剂主要是由表面活性剂组成，化学清洗是利用TS-1101的去污和TS-1607的分散、除锈性能，在缓蚀分散剂A、缓蚀分散剂B的缓蚀作用下，将水系统设备及管道内的浮锈、油脂以络合态和分散态进入水中，通过排水把这些物质从冷却水系统中除去，从而使金属表面保持清洁的状态，以利于预膜工序。（3）药剂投加点：凉水池。（4）操作步骤：A、 调节系统保有水量适中，关闭补、排水阀门。B、 将缓蚀分散剂A 500 ppm、缓蚀分散剂B 400 ppm、TS-1607分散剂100 ppm、TS-1101清洗剂200ppm24、分批、缓慢地投加到水中。C、 为了保持化学清洗药剂浓度，化学清洗期间，尽量不实施补排水操作，除非循环水的浊度上升太高，可考虑酌量置换水质；D、 适当投加工业硫酸控制循环水pH在5.56.5之间。E、 挂入挂片，以监测清洗过程中腐蚀情况。F、 运行过程中，若泡沫过多，可适当投加TS-1108消泡剂。G、 在清洗过程中应分析监测pH、浊度、总Fe。H、 清洗时间约2448小时。（5）结束条件当系统中水的浊度、总Fe升高到最高值（以再投加清洗剂和缓蚀剂后，上述几项指标不再升高为准），且有下降趋势时，结束化学清洗工序。（6）环保措施在排水沟内投加氢氧化钠中和排出水至中性，另外如果泡沫多，可酌情加入TS25、1108消泡剂，以减少清洗液对水体环境的污染。（7）分析项目及频次分析项目分析频率备 注pH不稳定时：一次半小时稳定时：一次1小时控制在5.56.5之间浊度一次2小时判断清洗状况总铁一次2小时判断清洗状况二次排水、补水化学清洗处理后的循环水，必须在预膜之前全部排放。排放完毕，再用新鲜水冲洗系统。然后再向系统中注入工业新水，转入预膜工序。预膜工序：化学清洗结束之后，如果系统中杂物较多，应及时进行清扫。然后再向系统注水，控制正常运行水位，进行预膜。（1）药剂：预膜剂TS52608，分散剂TS1607（2）原理系统内设备和管道经化学清洗后，为防止二次腐蚀，提高正常运行时缓蚀阻垢剂的缓蚀性能，应进行预26、膜处理。TS-52608预膜剂主要由磷酸盐、锌盐及铜缓蚀剂等组成，利用预膜剂TS-52608的快速成膜性能，在金属表面形成一层致密的保护膜。（3）药剂投加点：喷淋水池。（4）操作步骤：A、 为了确保预膜效果，一是水中的Ca2+、浊度、总铁含量要满足要求，浊度过高或含有较多的铁离子均影响成膜的质量，故要求浊度10mg/L，总铁1.0mg/L，Ca2+50 mg/L，B、 控制循环水流速，流速过大，会对设备产生冲刷腐蚀，流速过小，又会影响预膜剂的扩散速度，不利于成膜，也影响成膜的均匀性。C、 调节系统保有水量适中，关闭补、排水阀门。D、 预膜水质合格后，将预膜剂TS-52608 2000ppm、T27、S-1607 100ppm 一次性缓慢地投加到水中，E、 为了保持预膜药剂浓度，预膜期间尽量不实施补排水操作，如系统有严重泄露，可考虑酌量补水，同时要根据补充水量补加预膜剂。F、 循环2小时后，用硫酸调节pH，控制pH在5.56.5之间。G、 在循环水中挂上监测挂片，以监测预膜效果。H、 预膜过程中应分析监测pH、浊度、总磷、钙离子。I、 预膜时间为3648小时。（5）结束条件预膜时间达到规定时间后，监测挂片的表面状况达到相关要求，可以结束预膜过程。（5） 分析项目及频次分析项目分析频率备注pH不稳定时一次/半小时稳定时一次/4小时控制在5.56.5之间总磷一次4小时100mg/L浊度一次4小28、时20mg/L总铁一次4小时1.0mg/LCa2+一次/4小时50mg/L 置换采取大排大补的方式进行置换，将预膜药剂的浓度降低（总磷小于10mg/L），同时总铁小于1mg/L，浊度小于10mg/L，即可转入正常运行阶段。正常运行阶段见天津化工研究设计院编写的90吨电炉系统水处理方案。系统化学清洗、预膜技术指标碳钢腐蚀率： 3gm2h不锈钢腐蚀率： 0.6gm2h铜及铜合金腐蚀率： 0.6gm2h预膜后的挂片，经硫酸铜溶液试验，变色时间应大于7秒。关于预膜效果的检验，目前通用的检验是利用标准监测挂片进行监测。预膜过程中，可观察挂片上的成膜情况，如已成膜，则挂片上会呈现一层色晕，用肉眼观察，如膜层均匀致密，色晕一致，无锈蚀即表示预膜效果良好。也可用硫酸铜溶液滴于预膜挂片上进行成膜效果的检验，但此方法重现性较差，仅有一定的参考意义.