冷卻水系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生一些事故。這些事故若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和妥善處理,常會(huì)迫使冷卻水系統(tǒng)停止運(yùn)行,從而使有關(guān)的生產(chǎn)裝置停止運(yùn)行,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,故需要及時(shí)對(duì)事故進(jìn)行處理。
冷卻水系統(tǒng)中事故的處理包括:找出事故的部位及原因、消除事故生產(chǎn)的后果、使冷卻水系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)、提出防止事故的方案和采取相應(yīng)的措施以及善后處理等幾個(gè)方面。從工廠的全局考慮,冷卻水系統(tǒng)中事故的處理應(yīng)盡可能在不停車的情況下進(jìn)行,以避免停產(chǎn)帶來(lái)的損失。
現(xiàn)以冷卻水系統(tǒng)中常見(jiàn)的低pH漂移腐蝕事故為例進(jìn)行討論。
在日常運(yùn)行時(shí),如果人們不向冷卻水系統(tǒng)中添加硫酸,則冷卻水的pH值會(huì)逐漸升高,一直升高到其自然平衡pH值(pH=7.5~9.3)為止。但是在一些特殊情況下,冷卻水的pH值在其運(yùn)行過(guò)程中會(huì)向低pH值方向發(fā)生較大的移動(dòng)。人們把這種現(xiàn)象稱為冷卻水的低pH漂移。從歷史上和經(jīng)驗(yàn)上來(lái)看,冷卻水系統(tǒng)中最常見(jiàn)的腐蝕事故往往是由于低pH漂移引起的。
1、原因
加酸過(guò)多、加氯過(guò)多、酸性工藝物質(zhì)泄露入冷卻水系統(tǒng)以及冷卻水在運(yùn)行過(guò)程中吸收了大氣中的二氧化硫等原因,都可能引起冷卻水系統(tǒng)的低pH漂移。在這些原因中,以加酸過(guò)多引起的低pH漂移為最多見(jiàn)。
冷卻水系統(tǒng)的加酸裝置設(shè)計(jì)的不合理和失控、pH值監(jiān)控裝置的失誤、值班人員的疏忽等都可能造成加酸過(guò)多。
2、影響
低pH漂移對(duì)冷卻水的不利影響主要是金屬設(shè)備腐蝕速率的急劇上升和冷卻水中污垢物質(zhì)的大量生成。
當(dāng)金屬(例如碳鋼)由于低pH漂移而發(fā)生腐蝕時(shí),冷卻水中金屬離子(例如亞鐵離子)的濃度將增加。在一定條件下,這些離子能迅速生成難溶的氫氧化物(例如氫氧化鐵)沉積在換熱器中管壁的金屬表面上,降低金屬的傳熱系數(shù)。這些沉積物的存在還將促進(jìn)金屬表面上局部電池(腐蝕電池)的生成,造成高傳熱區(qū)的腐蝕穿孔事故。
3、防治措施
防止加酸過(guò)多的關(guān)鍵在于濃硫酸一定不能直接從儲(chǔ)酸罐加到冷卻水系統(tǒng)中。正確的做法是在儲(chǔ)酸罐和冷卻塔集水池之間增加一個(gè)“一日量加酸罐”作過(guò)渡,讓儲(chǔ)酸罐通過(guò)一日量加酸罐把濃硫酸加到冷卻水系統(tǒng)中。這樣做的好處是。及時(shí)控制系統(tǒng)失誤而加酸過(guò)多,但由于每一次的加酸量不會(huì)超過(guò)一天的加酸量,其嚴(yán)重性可以大大降低。此外,pH值的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和加酸的控制系統(tǒng)必須可靠。
4、復(fù)原
冷卻水系統(tǒng)發(fā)生低pH漂移后的復(fù)原工作應(yīng)該盡可能在冷卻水系統(tǒng)保持繼續(xù)運(yùn)行的情況下進(jìn)行。復(fù)原工作包括提高冷卻水的pH值、除去冷卻水中的污垢形成物質(zhì)、重新預(yù)膜和善后處理等幾個(gè)方面。
(1)提高冷卻水的pH值
當(dāng)冷卻水的pH≤2.5時(shí),可以通過(guò)向水中添加氫氧化鈉溶液,把冷卻水的pH值提高到2.5-3.0的范圍內(nèi)。
當(dāng)冷卻水的pH值為2.5-4.5時(shí),較為安全的提高冷卻水pH值的辦法是向水中加入碳酸鈉(純堿)溶液,直到冷卻水的pH值達(dá)到4.5為止、此時(shí)水中游離的無(wú)機(jī)酸濃度將下降為零。
一旦冷卻水的pH>4.5,碳鋼的腐蝕速率將大大降低,加碳酸鈉溶液的工作就可以停止,此時(shí)可讓補(bǔ)充水中的堿度去繼續(xù)提高冷卻水的pH值。
(2)除去污垢形成物質(zhì)
冷卻水的pH值提高到4.5后,工作的重點(diǎn)就要放到除去水中的污垢形成物質(zhì)上。這些污垢形成物質(zhì)(例如亞鐵離子)是在金屬腐蝕產(chǎn)生后留在冷卻水系統(tǒng)中的。除去它們的唯一辦法是通過(guò)排放。這時(shí)水的排放速度應(yīng)該增加到冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)容許的最大量。
(3)重新預(yù)膜
如果緩蝕劑以聚磷酸鹽為主,則在重新預(yù)膜前將冷卻水的pH值恢復(fù)至正常運(yùn)行pH值的下限。聚磷酸鹽緩蝕劑的濃度應(yīng)該為正常運(yùn)行濃度的2-3倍,預(yù)膜時(shí)間至少要48小時(shí)。
(4)善后處理
冷卻水系統(tǒng)重新預(yù)膜且pH值恢復(fù)到正常范圍內(nèi)后,應(yīng)該打開(kāi)一個(gè)關(guān)鍵性的換熱器,觀察其中污垢的情況。如果換熱器中污垢并不嚴(yán)重,那么就可以讓它在線運(yùn)行,并且可以認(rèn)為冷卻水系統(tǒng)的腐蝕已經(jīng)得到控制。