煤化工循环水堵塞分析及预防措施

引言

作为我国经济发展中不可或缺的重要行业之一，煤化工企业呈现出持续壮大与发展之势，不过有一点需要承认，即煤化工企业正常生产会排放很多废水，相较于其他企业所排废水而言，煤化工企业废水在构成上复杂程度更高，污染成分亦更富毒性，如果不加控制地任意排放，会在很大程度上污染周围环境，造成难以预计的损失。近年来，我国一直在倡导节能减排，并制定与实施各项方案，始终对节约资源、保护环境的基本国策予以坚持。在此背景下，煤化工企业愈发提高对循环水处理的重视程度，力求通过对适宜手段的运用优化循环水处理效果。然而在煤化工生产实践中，循环水系统经常有一些问题出现，导致循环水中的相关指标较之标准表现出一定不足，处理水质不符合具体要求，同时，在一定程度上出现生物黏泥，而这又对吸水池进口格栅滤网的畅通性产生不利影响，出现冷却器堵塞或泄漏的问题，甚至影响整个冷却器换热能力，循环水温度长时间居于较高水平，煤化工设备仅能降低负荷进行生产。

1 煤化工循环水堵塞原因

1.1 结垢导致堵塞

结垢是煤化工循环水堵塞的常见原因之一。循环水在不断循环使用过程中，由于蒸发浓缩作用，水中的钙、镁等硬度离子浓度逐渐升高。当这些离子浓度超过其溶解度时，就会在换热设备表面和管道内壁析出，形成碳酸盐、硫酸盐等水垢。水垢的导热系数极低，会严重影响换热效率，同时，随着水垢的不断积累，管道截面积逐渐减小，最终导致循环水流动受阻，造成堵塞。此外，水中的一些其他盐类物质，如硅化合物等，也会参与结垢过程，加剧堵塞程度。

1.2 腐蚀产物堆积造成堵塞

煤化工循环水系统中的管道和设备多为金属材质，在水的侵蚀作用下容易发生腐蚀。循环水中含有溶解氧、氯离子、硫酸根离子等腐蚀性物质，会与金属发生化学反应，产生铁锈等腐蚀产物。这些腐蚀产物质地疏松，容易脱落并随水流在管道内流动，当遇到管径变小、弯头、阀门等部位时，就会逐渐堆积起来，减小水流通道，进而导致堵塞。而且，腐蚀形成的坑洼表面又会成为新的腐蚀源，加速设备的腐蚀，形成恶性循环，使堵塞问题愈发严重。

1.3 微生物滋生及悬浮物沉积引发堵塞

循环水系统的水温、pH 值等条件适宜微生物的生长繁殖，如细菌、真菌、藻类等。微生物在生长过程中会产生大量的生物黏泥，这些黏泥具有较强的吸附性，会吸附水中的悬浮物、腐蚀产物和结垢物质等，在管道和设备表面形成生物膜。随着生物膜的不断增厚，会逐渐堵塞管道。同时，煤化工生产过程中会有一些工艺介质泄漏到循环水中，带入大量的悬浮物，这些悬浮物在水流速度较慢的部位容易沉积下来，与生物黏泥、腐蚀产物等混合在一起，进一步加剧循环水的堵塞。

2 煤化工循环水堵塞的预防措施

2.1 控制结垢以预防堵塞

为控制循环水结垢，可采取水质稳定处理措施。向循环水中添加适量的阻垢剂是常用方法，不同类型的阻垢剂适用场景不同。聚磷酸盐阻垢剂价格低廉，对钙、镁离子有一定的络合能力，但在高温、高pH 值条件下容易水解，失去阻垢效果，适用于水温不高、水质条件相对简单的系统；有机膦酸盐阻垢剂则具有良好的热稳定性和化学稳定性，在高温、高硬度、高pH 值的水中仍能保持较好的阻垢性能，对碳酸钙、硫酸钙等水垢的抑制效果显著，广泛应用于各种复杂的循环水系统中；聚合物类阻垢剂如聚丙烯酸、聚马来酸酐等，通过分散水中的垢体颗粒，阻止其聚集沉积，与其他阻垢剂复配使用时，能起到协同增效的作用。合理控制循环水的浓缩倍数是减少结垢的关键。浓缩倍数过高，水中的硬度离子和盐分浓度会急剧增加，容易导致结垢；浓缩倍数过低，则会增加新鲜水的消耗量和排污量，提高生产成本。一般来说，根据水质情况和系统运行要求，将浓缩倍数控制在 3-5 倍较为适宜。企业可通过安装在线监测仪表，实时监测循环水的电导率、硬度等指标，根据监测数据及时调整排污量和补水量，确保浓缩倍数稳定在合理范围内。此外，对于已经形成的少量水垢，可采用化学清洗的方法进行清除。酸洗是常用的清洗方式，常用的酸洗剂有盐酸、硫酸、柠檬酸等，酸洗时需加入缓蚀剂，防止酸液对设备和管道造成腐蚀。例如，某煤化工企业在循环水系统运行一年后，发现部分换热器换热效率下降，经检测是结垢导致，采用盐酸加缓蚀剂的方式进行酸洗，清洗后换热器的换热效率恢复了 90% 以上。碱洗则适用于清除油脂、微生物黏泥等附着物，与酸洗配合使用，能取得更好的清洗效果。定期对系统进行清洗，一般每年1-2 次，可有效去除管道和设备表面的结垢，预防堵塞。

2.2 减轻腐蚀以减少堵塞隐患

针对腐蚀问题，首先要做好循环水的水质调节，这是减轻腐蚀的基础。严格控制水中溶解氧含量，因为溶解氧是导致金属腐蚀的重要因素之一，可通过除氧设备或化学除氧剂降低其在水中的浓度；同时，将氯离子、硫酸根离子等腐蚀性物质的含量控制在规定限值内，避免其对金属材质造成强烈侵蚀。在水质调节的基础上，添加缓蚀剂是一种有效的防腐蚀手段。不同类型的缓蚀剂有着不同的特点和适用场景，例如铬酸盐类缓蚀剂，缓蚀效果显著，但由于其毒性较大，在使用过程中需要严格控制用量并符合环保要求；锌盐类缓蚀剂则通过在金属表面形成保护膜来发挥作用，价格相对较低，不过单独使用时效果可能不够理想，常与其他缓蚀剂复配使用；有机胺类缓蚀剂对碳钢等金属有较好的缓蚀效果，且具有一定的杀菌作用，适用于多种水质条件。同时，选择耐腐蚀性能良好的管道和设备材质，如采用不锈钢、玻璃钢等材料，从根本上降低腐蚀的可能性。另外，定期对系统进行腐蚀监测，通过挂片试验等方法了解设备的腐蚀情况，及时采取相应的防护措施。

2.3 抑制微生物及控制悬浮物以防止堵塞

为抑制微生物滋生，可向循环水中投加杀生剂，如氯气、二氧化氯、季铵盐等，定期对系统进行杀菌灭藻处理，破坏微生物的生存环境。同时，加强对循环水系统的日常维护也不可或缺。定期清理冷却塔填料上的生物黏泥和藻类，可采用高压水枪冲洗的方式，每月至少进行一次；及时清除集水池底部的沉积物，防止微生物在其中滋生繁殖。对于悬浮物的控制，在循环水系统的入口处设置过滤装置，如滤网、砂滤器、活性炭过滤器等，滤网可拦截大颗粒悬浮物，应每周清洗一次；砂滤器和活性炭过滤器则能去除水中的细小悬浮物和有机物，根据过滤效果定期进行反冲洗。此外，保证循环水系统有足够的水流速度，一般不低于 1.5m/s ，减少悬浮物在管道内的沉积；每月对系统进行一次反冲洗，利用反向水流的冲击力，清除管道内的沉积悬浮物，确保管道畅通。

结语

近年来，煤化工循环水系统高效运行的重要程度越来越高，加强循环水场优化管理，建立健全相关制度，实施标准化管理的需求愈发迫切。针对当前循环水处理过程中冷却器堵塞的问题，需要全面与深入思考故障原因，采取针对性的措施加以应对，通过对循环水冷却器堵塞现象的充分与高效解决，最小化设备停车检修频率，在保证装置连续性与平稳性的同时，确保煤化工企业循环水系统高效与节能运行。

参考文献

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