循环冷却水高浓缩倍数配方的筛选及应用

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1、循环冷却水高浓缩倍数配方的筛选及应用摘要：针对中原乙烯循环水的浓缩倍数偏低和系统发生腐蚀的问题，筛选出一种以磺化丙烯酸，有机解羧酸等为主剂的适合高浓缩倍数运行配方。现场应用在浓缩倍数4.0条件下，运行指标和监测数据达到并优于中石化规定的要求，碳钢、铜、不锈钢换热器无明显锈蚀、污垢发生，无点蚀及锈瘤。.L.编辑。关键词：循环冷却水缓蚀阻垢剂腐蚀性水质动模试验前言　　浓缩倍数是循环水运行管理的一项重要指标，提高浓缩倍数能够节省药剂和水量，但首先必须解决高浓度离子对换热设备造成的腐蚀和结垢问题。中原乙烯循

2、环冷却水装置的设计能力2×104m3/h，而实际运行能力为14000m3/h，系统保有水量6100m3，自1995年开车以来，浓缩倍数N值平均为2.5，且在水质较差时发生腐蚀现象，碳钢挂片腐蚀率达到0.1128mm/a，铜挂片腐蚀率0.009mm/a，均达不到碳钢腐蚀速率0.075mm/a，铜腐蚀速率0.005mm/a，不锈钢腐蚀速率0.005mm/a的要求[1]。为提高循环水装置运行的经济性，并严格控制腐蚀和结垢，经过旋转挂片试验、静态阻垢试验及动态模拟试验，筛选出的缓蚀阻垢剂配方，较好地满足了循

3、环水的各项要求。1补水水质和设备情况　　1.1补水水质　　1998年以前，中原乙烯循环水系统补水全部来自黄河水。为解决黄河水断流问题，开始使用脱碱后的地下水作补充水。补充水中黄河水占60％，脱碱地下水占40％，补充水的水质见表1。表1　补充水水质分析结果项目脱碱地下水黄河水Ca2+/(mg·L-1)40135总碱度/(mmol·L-1)2.13.18pH8.128.34Cl-/(mg·L-1)4890SO42-/(mg·L-1)44.7112.5总固体/(mg·L-1)278560　　通过计算在浓缩

4、倍数N=4.5倍时，经混合后的循环水pH值为9.13，饱和pH为6.2，Ryzner稳定指数为3.27[2]，水质属严重结垢型。但是浓缩4.5倍后Cl-已超过300mg/L，SO42-达387mg/L。这些腐蚀性强的离子又给系统带来严重腐蚀。因此，要求循环冷却水的药剂配方既要能解决结垢问题，也要能解决腐蚀问题。　　1.2设备情况　　全厂共有换热器约120台，铜（T2）换热器32台，不锈钢（1Cr18Ni9Ti）换热器24台，其余为碳钢（20＃钢）换热器。换热器设计进水温度≤32℃，总回水温度≤42℃

5、。2缓蚀阻垢配方的筛选　　试验共选了6种缓蚀阻垢剂，其中BC-605系列4种：BC-605H1、BC-605H2、BC-605H3、BC-605H4。该系列缓蚀阻垢剂主要成分是磺化丙烯酸、有机磷竣酸、BPTA、丙烯酸酯多元共聚物等。配方中各组份配比含量不同；S－113；系统原使用药剂（其主要成分为磷酸盐、EDP、BPTA等）。试验用水水质按表1所示，浓缩倍数4.5。试验药剂浓度分别为50mg/L、60mg/L和70mg/L3种。　　2.1静态阻垢试验　　用配水的方法使试液的Ca2+及碱度达到250m

6、g/L，P042-为5mg/L，然后加药剂，浓缩1.5倍，80℃下恒温10h，再分别测出水中钙离子的含量、计算出碳酸钙、磷酸钙的阻垢率。结果如表2、表3所示。表2　碳酸钙阻垢率药剂浓度/(mg·L-1)阻垢率/％BC-605H1BC-605H2BC-605H3BC-605H4原使用药剂S-1135079.263.888.890.386.887.66080.068.191.096.186.089.37083.475.789.590.373.885.2表3　磷酸钙阻垢率药剂浓度/(mg·L-1)阻垢率/

7、％BC-605H1BC-605H2BC-605H3BC-605H4原使用药剂S-1135023.921.426.830.415.218.66026.625.730.433.617.824.57029.825.433.935.119.625.2　　2.2旋转挂片腐蚀试验　　根据阻垢试验结果，选取BC－605系列中阻垢效果最好的BC-605H3，BC-605H4两种与原使用药剂以及S－113作对比。采用3种材质挂片（20＃碳钢、不锈钢和铜）进行旋转挂片试验。结果如表4所示。由表4可知以BC-605H4的

8、腐蚀率最低。表4　不同药剂浓度的腐蚀速率药剂浓度/(mg·L-1)试片材质腐蚀率/(mm·a-1)BC-605H3BC-605H4原使用药剂S-11350碳钢挂片0.02190.01460.01650.0157不锈钢挂片0.000100.00020.0002铜挂片0.000200.00010.000260碳钢挂片0.01700.01230.01700.0148不锈钢挂片0.000100.00010铜挂片0.000100.00010.000170碳钢挂片0.01420.