钢铁厂循环水处理技术方案—北京邦驰世纪水处理科技有限公司.docx

1、钢铁厂循环水日常处理技术方案 本文是规范的钢铁厂循环水处理技术方案，包含：钢铁厂循环水处理概述、钢铁厂循环水处理系统基本情况、钢铁厂循环水处理系统清洗预膜处理方案、钢铁厂循环水处理系统日常处理方案、加强钢铁厂循环水处理系统的日常监督管理、钢铁厂循环水处理清洗预膜处理实施方案、钢铁厂循环水处理系统科学运行管理。1钢铁厂循环水处理概 述： 循环冷却水质稳定处理技术，自上个世纪七十年代在国内得到使用和推广后，人们一再追求运行费用低、安全、稳定、长周期、满负荷运行的前提下，求得最小的物化劳动和耗费，以获得最大的经济效益。因此，迫切需要提供高效、经济、实用的水质稳定剂，提供先进科学的管理方法，以适应工业

2、设备长周期、满负荷运行的要求，防止设备的腐蚀、结垢、粘泥及微生物的危害，延长设备的使用寿命。 钢铁厂循环水处理系统在运行过程中，其冷却设备的金属表面上常常会发生沉积物（污垢）的集积。多数换热器用碳钢制成，碳钢的导热系数为46.452.2W/(mK)167188kJ/(mh),但碳酸盐垢的导热系数为0.4640.697 W/(mK)，只有碳钢的1%左右；油脂层的导热系数更低，为0.117 W/(mK)，仅为碳钢的0.25%。1mm厚的垢层的热阻相当于40mm厚钢板的热阻。因此，沉积物的存在将大大降低换热器的冷却效果。与此同时，沉积物还使换热器中冷却水通道的截面积和冷却水的通量变小，从而使冷却效果

3、降低。钢铁厂循环水处理微生物黏泥和油垢是微生物生长的基地和养料。黏泥还是微生物躲避杀生剂的庇护所。油垢的存在会增加冷却水的耗氧量，降低杀菌效果。这些都将促进微生物的生长和微生物腐蚀的发展。沉积物还阻碍冷却水中缓蚀剂和预膜药剂到达冷却设备的金属表面，使它们难于与金属反应而生成保护膜，从而降低缓蚀剂和预膜处理的效果。因此，不论从提高冷却效果来考虑，还是从防止腐蚀和抑制微生物生长来考虑，冷却水系统都应进行投加清洗、预膜和日常运行中投加水质稳定剂，以除去金属表面上的那些沉积物和防止结垢、腐蚀。 一套完整的钢铁厂循环水处理方案包括清洗、预膜和正常处理程序。循环冷却水系统，无论是新系统或是老系统，在开车正

4、常投药之前都要进行系统清洗和预膜工作。清洗和预膜工作被称为循环水系统化学处理的预处理。对于新系统来说，设备和管道在安装过程中，难免会有碎屑、杂物和尘土留在系统之中，有时冷却设备的锈蚀和油污也很严重，这些杂物和油污如不清洗干净，将会影响下一步的预膜处理。老系统的冷却设备还常有垢、粘泥和金属腐蚀产物，严重影响设备寿命和换热效率。因此，清洗工作做的好，对新系统来说，可以提高预膜效果，减少腐蚀和结垢的产生；对已投产的老系统来说，可以提高换热效率，改善工艺操作条件，保证长的生产周期，降低能耗和延长设备使用寿命。所以，清洗工作是循环水系统开车必不可少的一个环节。 钢铁厂循环水处理系统的预膜是为了提高缓蚀剂

5、的成膜效果，常在循环水开车初期投加较高的缓蚀剂量，待成膜后，再降低药剂浓度维持补膜，即所谓的正常处理。这种预膜处理，其目的是希望在金属表面上能很快的形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。实践也证明在同一个系统中，经过预膜和未经预膜的设备，在用同样的的缓蚀剂情况下，其缓蚀效果却相差很大。因此，循环水开车初期的预膜工作必须要给以高度重视。 钢铁厂循环水处理系统除了在开车时必须要进行预膜外，在发生以下情况时也必须重新预膜： 年度大检修系统停水后； 系统进行酸洗之后； 停水40h或换热设备暴露在空气中12 h； 循环水系统PH4达2 h。2钢铁厂循环水处理系统基本情况：某钢铁有限公司连铸机结晶器用

6、水采用自来水投加水处理药剂办法来取代软化水进行循环使用。该系统也和其它系统一样，使用长江水为补充水，经过简单的处理之后供系统使用的。该补充水的赖兹尔稳定指数为7.78，属偏腐蚀性水质，但随着浓缩倍数的提高，其赖兹尔稳定指数则不断降低，水质倾向逐渐变为偏结垢型水质，且结垢的可能性逐渐增强。 本系统的水量平衡参数见表1： 表1：钢铁厂循环水处理系统运行参数循环水量500m3/h保有水量480 m3补充水量16 m3/h蒸发水量6 m3/h排污水量7 m3/h泄漏损失水量3 m3/h进水温度38-40排水温度32-34设备主要材质碳钢、不锈钢、铜该系统补充水水质状况见表2： 表2：补充水水质分析结果

7、 水质项目结 果水质项目结 果水质项目结 果PH 值7.42总硬度149 mg/LSiO20.094 mg/L浊 度3.10 mg/LCa2+96.36 mg/L总溶固123 mg/L电导率270 us/cmMg2+12.63 mg/L总 铁0.11 mg/L总碱度202 mg/LCL-12.50 mg/L总 磷0 注：表中总碱度、总硬度、Ca2+结果均以CaCO3表示。 针对上述情况，结合现场的实际情况，特制定出了如下处理方案。3钢铁厂循环水处理系统清洗预膜处理方案：3.1 清洗预膜处理过程简述: 水冲洗杀菌剥离水冲洗酸洗除垢水冲洗碱中和水冲洗药剂清洗水冲洗预膜处理水冲洗正常运行3.2 水冲

8、洗：利用水的冲力带走系统中的污物杂质；两步处理之间的水冲洗是一个换水的过程，用清水置换出上一步处理的污水。当进出水PH值和浊度相近时认为换水结束。3.3钢铁厂循环水处理 杀菌剥离：无论新旧设备，在系统投运之初，均会由于安装、施工等原因，带进大气中的灰尘泥砂等，而它们中也会带有许多菌藻和它们的孢子，它们的繁衍滋生、新陈代谢产生的生物粘泥，同时粘附着灰尘、泥砂沉积在设备表面，形成软垢。杀菌剥离的目的就是清除设备及管道内的这样一层由微生物粘泥而引起的沉积物。 杀菌剥离处理方法： 杀菌灭藻剂 200ppm剥离剂 2000ppm运行条件：在自然条件下进行6小时左右3.4钢铁厂循环水处理 酸洗除垢：酸能有

9、效地清洗掉金属设备中由碱土金属碳酸盐组成的硬垢和由金属氧化物组成的腐蚀产物；但同时，酸也会对设备金属机体造成腐蚀，因此，为避免酸洗对设备造成腐蚀，在进行酸洗的时候，必须投加缓蚀剂，以保护设备免遭酸的侵蚀。 酸洗处理方法：酸洗缓蚀剂 1000ppm 工业浓硫酸 约 2吨 运行条件：先加入酸洗缓蚀剂运行半小时后，开始加入浓硫酸，运行约4小时结束。3.5 钢铁厂循环水处理碱中和：系统酸洗结束后，为了避免酸中的H+对设备金属造成危害，必须尽快降低水系统中的酸度，加入适量的OH，使其与H+中和，减小危害。 碱中和处理方法：工业液碱 约 0.6吨 运行条件：在酸洗结束后，先进行适当换水，然后加入工业液碱进

10、行中和，运行约2小时结束。3.6 药剂清洗：系统在运行过程中，由于处理不当，难免产生少量铁锈和水垢，也会由于少量机械油脂的泄漏，产生油污等，因而对设备必须进行清洗处理，使设备表层达到洁净状态，为预膜创造一个良好的条件。这里所说的药剂实际上是一种复合型的清洗剂，它是由有机溶剂和多种缓蚀剂、除锈剂等一起合成的。 药剂清洗处理方法：清洗剂 2000ppm 运行条件：PH值（硫酸调节） 5.0-6.0 清洗时间约为8-10小时左右3.7 钢铁厂循环水处理预膜处理：旨在设备及过水管道表层形成一层化学保护膜，使设备与水分离达到保护设备之目的。 预膜处理方法：预膜剂 400ppm 运行条件：PH值（硫酸调节

11、） 5.5-6.5 时间 常温时 48h左右 带负荷时 30h左右3.7 清洗预膜处理结束之后，由于设备表层的化学保护膜必须通过投加阻垢缓蚀剂来维护和修补，因而必须马上进行正常投药处理，系统转入正常运行，以确保水处理效果。4钢铁厂循环水处理系统日常处理方案：4.1 均匀地（禁止采用冲击式投加）投加NC-403阻垢分散剂（耐高温）150-200mg/L至连铸机结晶器水系统中进行日常的水质稳定加药处理，每月的投加量为3t；4.2 定期(每半月)进行一次杀生处理（夏天可适当增大使用频率，冬天可适当放宽使用频率），使用杀菌灭藻剂200mg/L进行处理；4.3 当系统发生污泥沉积或有这种趋势时，可突击性

12、地对系统投加杀菌灭藻剂100mg/L和剥离剂1000mg/L进行一次杀菌剥离处理，并用置换水的方法将剥离下来的污泥排出系统外；4.4系统每天必须进行定期排污,方法是将潜污泵放入集水池子中,将排放水作为其它系统的补充水,降低系统的浓缩倍数及Ca2+和Mg2+的含量，防止结垢4.5 建议在每年大修时对系统进行一次清洗预膜处理。5. 加强钢铁厂循环水处理系统的日常监督管理： 日常监督是搞好化学处理的最关键工作、实行科学管理的重要环节，没有监控，就失去了化学处理的意义。只有对系统采取了长期、严格、细致的监控，才能掌握化学处理的脉搏，保证水处理的效果。监督管理主要包括以下几个方面。 水质分析 应对原水、

13、补充水及循环水每月进行一次全分析以积累历史资料。对循环水中主要指标应进行经常性的控制项目分析，下面作一简单介绍。 PH值 必须严格按设计的指标加以控制，这有助于膜的生成与维持；PH值控制过高，容易结垢；PH值偏低，对膜有破坏作用，且使腐蚀倾向增强。因此，PH值控制应稳定，波动范围要小。 浑浊度 浑浊度高是形成沉积的主要原因，因此要求其越低越好。 电导率 可用其来监测冷却水系统的浓缩倍数，水的电导率越高，表明水中的可溶性物质含量越高。 总碱度 总碱度是水中重碳酸盐的表示，总碱度越稳定表明水中的致垢重碳酸盐越稳定，系统结垢的可能性越小。 Ca2+ 膦系处理需螯和水中的Ca2+沉积在阴极表面形成一层

14、保护膜而起到缓蚀作用，故水中要有足够的Ca2+，但Ca2+过高，易于生成碳酸钙水垢。Ca2+控制适当才能达到缓蚀和阻垢的效果。 Cl Cl 高了对膜有破坏作用，对不锈钢容易产生点蚀和应力腐蚀。应根据具体情况确定指标。 总铁 循环水中总铁的变化，反映了系统中腐蚀抑制的情况，如总铁不断上升，说明系统中铁在不断溶解，腐蚀在加重，应引起注意。 总磷 它反映水中的药剂含量，说明药量是否适当。 浓缩倍数 控制好浓缩倍数对节约用水和降低药剂费用意义很大。 挂片 在水池或在循环水管旁路上设置挂片，运行一段时间后取出，测定它的腐蚀速度。由于挂片不带换热面，对生产设备的模拟性较差。 监测换热器 这种监测换热器的运

15、行条件较为接近生产实际，能同时取得腐蚀速度和结垢的数据。缺点是一台监测换热器难以反映不同条件的各台工艺换热器的实际情况。分析项目频 率指 标PH值1次/日7.0-9.2浊度1次/日10 mg/L电导率1次/日2000 us/cm总碱度(以CaCO3计)1次/日1000 mg/LCa2+1次/日30-200 mg/L总硬度(以CaCO3计)1次/日600 mg/LCL-1次/日300 mg/L总铁1次/日1.0 mg/L细菌总数1次/周5105个/ml总磷1次/日4 10 mg/L浓缩倍数1次/日3.0 4.0碳钢腐蚀率1次/月0.120 mm/a铜、不锈钢腐蚀率1次/月0.005 mm/a污垢

16、附着速度1次/月15 mg/cm2月 工艺水冷却器的监测 在生产正常的情况下，循环水量、工艺介质流量、工艺介质进出口温度一般是稳定的，因此，工艺介质进出口温度和进出口冷却水的温差，可以直接反映水冷却器的换热效果，从而评定冷却水质量好坏。 钢铁厂循环水处理微生物活动的监测 冷却水需经常监测微生物活动情况，如异养菌数、铁细菌数、硫酸盐还原菌数、粘泥量等，也可经常用目测循环水系统的藻类生长情况。大检修期间的综合考察 大检修期间是检验钢铁厂循环水处理处理效果的极好机会，水冷却器拆开之后，效果一目了然。考察之后应结合全年运行的监测数据进行总结，作为下一年度调整配方及运行条件的参考资料，表3：水质分析目标

17、值。 每月普查一次铁细菌、真菌、硫酸盐还原菌，经常目测藻类的生长情况，观察水色及气味，这些都是对微生物及生物粘泥监测的有效办法。6. 钢铁厂循环水处理清洗预膜处理实施方案6.1 清洗预膜处理技术路线水冲洗杀菌剥离水冲洗酸洗除垢水冲洗碱中和水冲洗药剂清洗水冲洗预膜处理水冲洗正常运行7. 钢铁厂循环水处理系统科学运行管理7.1. 综合治理7.1.1 对补充水一定要经过认真处理，凡是超标的水质，一定经过絮凝沉淀除去水中的悬浮物，使浊度达到规定的范围。7.1.2 对入口设置过滤网，防止昆虫、藻片、塑料等较大杂物进入循环水系统。7.1.3 保护冷却塔四周环境，防止灰砂、烟尘、化学气体等有害物质通过冷却塔

18、进入循环水系统。7.1.4 对特殊换热器要求定出专门的保护措施。7.2. 严格操作规程管理7.2.1 循环水系统水量的管理7.2.1.1严格控制循环水系统水量的排污与流失。水的损失过大浓缩倍数达不到要求，不仅补水增大，药剂消耗增加，而且还会加剧设备腐蚀。7.2.1.2补水量应根据排污水量及蒸发、风吹损失水量调节，确保水系统浓缩倍数的稳定。7.2.2 加药管理：严格参照加药规程对系统进行加药，确保系统中药剂含量的确定。加药地点选择适当，各种不同的药剂要分库存放，按药剂的有关存放标准定岗管理，以免加错药剂。对系统定期进行杀菌灭藻处理，一定要控制水系统中细菌总数5105个/ml。7.3. 化学处理的日常监控 监控是搞好化学水处理最关键的工作，是实行科学管理的重要环节，没有监控，就失去了化学处理的意义。只有对系统采取了长期、严格、细致的监控，才能掌握化学水处理的脉搏，保证水处理效果，所以系统投运前，就要建立一套严格的监测管理制度，并严格参照运行。7.3.