CN107385446B - 热电厂一次热网专用绿色防腐方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热电厂一次热网专用绿色防腐方法，属于一种化学防腐方法。包括调整运行水，搭建临时管路，开启石英砂和无烟煤预处理装置2小时，EDTA二钠盐进行低浓度超声清洗，柠檬酸进行低浓度超声清洗，六偏磷酸钠进行低浓度超声清洗，加入一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂，检测水质指数，结束防腐，拆除临时管路。优点是对实施防腐前的一次热网运行水质标准进行了规定；预处理装置对泥沙等杂质进行了过滤保证了药剂清洗效果；EDTA二钠盐、柠檬酸、六偏磷酸钠依次进行低浓度超声清洗有效去除钙镁硬垢和有机物、油泥等软垢，清洗效果彻底；采用缓蚀剂，有效对一次热网的304不锈钢、铜、碳钢管道进行阻垢防腐，保证了设备的安全运行。
Description
技术领域
本发明属于一种化学防腐方法，属于热电厂水处理领域。
背景技术
目前没有相关标准对运行中的一次热网的防腐进行指导，我国北方地区换热设备和主管道因结垢腐蚀现象频发。由此造成的泄漏爆管不仅影响用户正常供暖，而且造成巨大的经济损失，设备寿命极大缩短，供暖成本升高，有的热网管道只能达到设计寿命的三分之一。吉林省一次热网的特点显著，供水管路存在的一般是钙镁的无机盐硬垢；而回水管路一般存在的是由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、腐蚀产物、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物组成的软垢，这是垢下腐蚀的主要原因。高效地去除水垢，并增强管壁的阻垢缓蚀性，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种热电厂一次热网专用绿色防腐方法，以解决多种类一次热网的结垢腐蚀问题。
本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：
(1)、调整运行水，供水水温为110～150℃，回水水温为40～70℃，其它指标符合《城镇供热网管设计规范CJJ 34》，《供热采暖***水质及防腐技术规程DJB 01-619》和《工业循环冷却水处理设计规范GB 50050》中的相关规定；
(2)、搭建临时管路，在换热装置I和换热装置II的回水管路上搭建临时管路，该临时管路包括石英砂和无烟煤预处理装置管路，还包括混床管路，混床管路与换热装置I之间设置加药点，该加药点包括超声装置和加药泵，在石英砂和无烟煤预处理装置管路与换热装置II间有取样点；
(3)、开启石英砂和无烟煤预处理装置2小时；
(4)、EDTA二钠盐进行低浓度超声清洗：开启加药泵将5％EDTA二钠盐水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(5)、柠檬酸进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％柠檬酸水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药，再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(6)、六偏磷酸钠进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％六偏磷酸钠水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(7)、加入一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂，通过式1计算循环水流量G，确定加药量V，循环2小时后，检测一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂在***中浓度为2％；
所述一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂：水溶液中组分组成如下：
2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸10～30mg/L；
聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷40～60mg/L；
钼酸铵4～6mg/L；
异抗坏血酸钠4～6mg/L；
硫酸锌1～3mg/L；
丁基乙二醇100～300mg/L；
苯并三氮唑1～3mg/L；
十二烷基苯磺酸钠40～60mg/L；
乙氧基化烷基硫酸钠10～30mg/L；
脂肪醇聚氧乙烯醚5～15mg/L；
聚氧乙烯氧丙烯甘油1～3mg/L；
对于热水供热***，循环水流量由下式计算：
G＝[Q/c(tg-th)]×3600＝0.86Q/(tg-th)------(1)
式中：G-计算水流量，kg/h；
Q-热用户设计热负荷；
c-水的比热；
tg、th－设计供、回水温度，℃；
加药量V由下式计算：
V/(V+G)＝2％-------(2)
V-加药量，kg/h；
(8)、检测水质指数；
根据式3，式4计算RSI值IRSI，当IRSI为5.8～6.2时，完成防腐，当IRSI小于5.8时，重复步骤(7)，直至IRSI为5.8～6.2；
IRSI＝2pHs-pH-------(3)
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)------------(4)
式中：A-总溶解固体系数；B-温度系数；C钙硬度系数；D-M碱度系数。
(9)结束防腐，拆除临时管路。
本发明优点：(1)对实施防腐前的一次热网运行水质标准进行了规定；(2)预处理装置对泥沙等杂质进行了过滤保证了药剂清洗效果；(3)EDTA二钠盐、柠檬酸、六偏磷酸钠依次进行低浓度超声清洗有效去除钙镁硬垢和有机物、油泥等软垢，清洗效果彻底；(4)采用一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂，有效对一次热网的304不锈钢、铜、碳钢管道进行阻垢防腐，保证了设备的安全运行。
附图说明
图1是本发明搭建的临时管路示意图。
具体实施方式
实施例1
包括下列步骤：
(1)、调整运行水，供水水温为110～150℃，回水水温为40～70℃，其它指标符合《城镇供热网管设计规范CJJ 34》，《供热采暖***水质及防腐技术规程DJB 01-619》和《工业循环冷却水处理设计规范GB 50050》中的相关规定，具体见表1中有关参数：
表1热网运行水水质
(2)、搭建临时管路，见图1；
在换热装置I和换热装置II的回水管路上搭建临时管路，该临时管路包括石英砂和无烟煤预处理装置管路，还包括混床管路，混床管路与换热装置I之间设置加药点，该加药点包括超声装置和加药泵，在石英砂和无烟煤预处理装置管路与换热装置II间有取样点；
(3)、开启石英砂和无烟煤预处理装置2小时；
(4)、EDTA二钠盐进行低浓度超声清洗：开启加药泵将5％EDTA二钠盐水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(5)、柠檬酸进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％柠檬酸水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药，再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(6)、六偏磷酸钠进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％六偏磷酸钠水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(7)、加入一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂，通过式1计算循环水流量G，确定加药量V，循环2小时后，检测一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂在***中浓度为2％；
所述一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂：水溶液中组分组成如下：
有机膦阻垢剂：2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸10mg/L；
高分子低膦阻垢剂：聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷40mg/L；
碳钢缓蚀剂：钼酸铵4mg/L；
除氧剂：异抗坏血酸钠4mg/L；
阴极沉淀模型缓蚀剂：硫酸锌1mg/L；
助溶剂：丁基乙二醇100mg/L；
铜的缓蚀剂：苯并三氮唑1mg/L；
阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠40mg/L；
阴离子表面活性剂：乙氧基化烷基硫酸钠10mg/L；
非离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚5mg/L；
消泡剂：聚氧乙烯氧丙烯甘油1mg/L；
对于热水供热***，循环水流量由下式计算：
G＝[Q/c(tg-th)]×3600＝0.86Q/(tg-th)------(1)
式中：G-计算水流量，kg/h；
Q-热用户设计热负荷；
c-水的比热；
tg、th－设计供、回水温度，℃；
加药量V由下式计算：
V/(V+G)＝2％-------(2)
V-加药量，kg/h；
(8)、检测水质指数；
根据式3，式4计算RSI值IRSI，当IRSI为5.8～6.2时，完成防腐，当IRSI小于5.8时，重复步骤(7)，直至IRSI为5.8～6.2；
IRSI＝2pHs-pH-------(3)
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)------------(4)
式中：A-总溶解固体系数；B-温度系数；C钙硬度系数；D-M碱度系数。
(9)结束防腐，拆除临时管路。
实施例2
步骤(7)中，水溶液中组分组成如下：
有机膦阻垢剂：2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸20mg/L；
高分子低膦阻垢剂：聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷50mg/L；
碳钢缓蚀剂：钼酸铵5mg/L；
除氧剂：异抗坏血酸钠5mg/L；
阴极沉淀模型缓蚀剂：硫酸锌2mg/L；
助溶剂：丁基乙二醇200mg/L；
铜的缓蚀剂：苯并三氮唑2mg/L；
阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠50mg/L；
阴离子表面活性剂：乙氧基化烷基硫酸钠20mg/L；
非离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚10mg/L；
消泡剂：聚氧乙烯氧丙烯甘油2mg/L；
其它步骤同实施例1。
实施例3
步骤(7)中，水溶液中组分组成如下：
有机膦阻垢剂：2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸30mg/L；
高分子低膦阻垢剂：聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷60mg/L；
碳钢缓蚀剂：钼酸铵6mg/L；
除氧剂：异抗坏血酸钠6mg/L；
阴极沉淀模型缓蚀剂：硫酸锌3mg/L；
助溶剂：丁基乙二醇300mg/L；
铜的缓蚀剂：苯并三氮唑3mg/L；
阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠60mg/L；
阴离子表面活性剂：乙氧基化烷基硫酸钠30mg/L；
非离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚15mg/L；
消泡剂：聚氧乙烯氧丙烯甘油3mg/L；
其它步骤同实施例1。
下边通过具体实验例来进一步说明本发明效果。
实验例1
长春某热电厂具有一次热网，管道为304不锈钢材质，循环水量为340t/h。取一次热网运行水样70℃，经检测结果如表2。
表2水样
| 项目指标 | 数值 |
| pH | 9.46 |
| 硬度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 500 |
| 浊度/NTU | 6.20 |
| 碱度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 500 |
| Cl<sup>-</sup>/(mg·L<sup>-1</sup>) | 80 |
| 固溶物质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 900 |
| 总铁量/(mg·L<sup>-1</sup>) | 0.2 |
采用计算Ryzna稳定指数(IRSI)进行结垢或腐蚀倾向计算：
IRSI＝2pHs-pH
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)
式中：A为总溶解固体系数；B为温度系数；C为钙硬度系数；D至M为碱度系数。
根据表2结果，计算出IRSI＜3.7，说明该水样有严重结垢倾向；并发生多次垢下腐蚀引起的爆管事故。
2014年通过采用本发明方法防腐后，使得IRSI上升到6.0，结垢倾向减弱，阻垢、缓蚀、结垢率均分别达到98.11％、98.21％，97.32％。加入运行水后检测含磷量仅为0.01％，远小于5％的常规值，总磷浓度为0.007mg/L，低于1.0mg/L(GB8978《污水综合排放标准》)，经济环保，即使管壁发生泄漏也不会污染周围环境。至今安全运行了3年多，割管检查和吊片试验显示，不锈钢管壁的腐蚀速率仅为0.002mm/a，小于0.005mm/a的规定值，保证了生产的安全进行。
实验例2
白山某热电厂具有一次热网，管道为碳钢材质，循环水量为240t/h。
取一次热网运行水样50℃，经检测结果如表3。
表3水样
| 项目指标 | 数值 |
| pH | 10.5 |
| 硬度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 550 |
| 浊度/NTU | 6.10 |
| 碱度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 550 |
| Cl<sup>-</sup>/(mg·L<sup>-1</sup>) | 100 |
| 固溶物质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 1000 |
| 总铁量/(mg·L<sup>-1</sup>) | 0.8 |
采用计算Ryzna稳定指数(IRSI)进行结垢或腐蚀倾向计算：
IRSI＝2pHs-pH
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)
式中：A为总溶解固体系数；B为温度系数；C为钙硬度系数；D至M为碱度系数。
根据表3结果，计算出IRSI＜3.7，说明该水样有严重结垢倾向。并发生多次垢下腐蚀引起的爆管事故。
2015年通过采用本发明方法防腐后，使得IRSI上升到6.0，结垢倾向减弱，阻垢、缓蚀、结垢率均分别达到98.27％、98.23％，97.45％。加入运行水后检测含磷量仅为0.005％，远小于5％的规定值，总磷浓度为0.035mg/L，低于1.0mg/L(GB8978《污水综合排放标准》)，经济环保，即使管壁发生泄漏也不会污染周围环境。至今安全运行了2年多，割管检查和吊片试验显示，碳钢管壁的腐蚀速率仅为0.050mm/a，小于0.075mm/a的规定值，保证了生产的安全进行。
实验例3
白城某热电厂具有一次热网，管道含铜材质，循环水量为240t/h。
取一次热网运行水样60℃，经检测结果如表4。
表4水样
| 项目指标 | 数值 |
| pH | 9.5 |
| 硬度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 700 |
| 浊度/NTU | 9.10 |
| 碱度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 900 |
| Cl<sup>-</sup>/(mg·L<sup>-1</sup>) | 79 |
| 固溶物质量浓度/(mg·L<sup>-1</sup>) | 1000 |
| 总铁量/(mg·L<sup>-1</sup>) | 0.1 |
采用计算Ryzna稳定指数(IRSI)进行结垢或腐蚀倾向计算：
IRSI＝2pHs-pH
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)
式中：A为总溶解固体系数；B为温度系数；C为钙硬度系数；D至M为碱度系数。
根据表4结果，计算出IRSI＜3.7，说明该水样有严重结垢倾向。并发生多次垢下腐蚀引起的爆管事故。
2014年通过采用本发明方法防腐后，使得IRSI上升到6.0，结垢倾向减弱，阻垢、缓蚀、结垢率均分别达到98.17％、98.43％，97.27％。加入运行水后检测含磷量仅为0.01％，远小于5％的常规值，总磷浓度为0.007mg/L，低于1.0mg/L(GB8978《污水综合排放标准》)，经济环保，即使管壁发生泄漏也不会污染周围环境。至今安全运行了3年多，割管检查和吊片试验显示，铜管壁的腐蚀速率仅为0.001mm/a，小于0.005mm/a的规定值，保证了生产的安全进行。
通过实验例应用，采用本发明方法防腐后能够应用在采用304不锈钢、碳钢、含铜管件的换热管道和换热器的一次热网中，性能优异，效果稳定。
Claims (3)
1.一种热电厂一次热网专用绿色防腐方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)、调整运行水，供水水温为110～150℃，回水水温为40～70℃，其它指标符合《城镇供热网管设计规范CJJ 34》，《供热采暖***水质及防腐技术规程DJB 01-619》和《工业循环冷却水处理设计规范GB 50050》中的相关规定；
(2)、搭建临时管路，在换热装置I和换热装置II的回水管路上搭建临时管路，该临时管路包括石英砂和无烟煤预处理装置管路，还包括混床管路，混床管路与换热装置I之间设置加药点，该加药点包括超声装置和加药泵，在石英砂和无烟煤预处理装置管路与换热装置II间有取样点；
(3)、开启石英砂和无烟煤预处理装置2小时；
(4)、EDTA二钠盐进行低浓度超声清洗：开启加药泵将5％EDTA二钠盐水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(5)、柠檬酸进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％柠檬酸水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当取样浓度达到2.5％，停止加药，再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(6)、六偏磷酸钠进行低浓度超声清洗：在回水管路通过加药泵将5％六偏磷酸钠水溶液加入***中，加药过程中进行超声，2小时后进行取样检测，当浓度达到2.5％，停止加药；再次循环2小时后进行总硬度检测，当总硬度大于2200mg/L，开启旁路混床，直到硬度小于1100mg/L，进行下一步；
(7)、加入一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂，通过式(1)计算循环水流量G，确定加药量V，循环2小时后，检测一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂在***中浓度为2％；
对于热水供热***，循环水流量由下式计算：
G＝[Q/c(tg-th)]×3600＝0.86Q/(tg-th)------(1)
式中：G-计算水流量，kg/h；
Q-热用户设计热负荷；
c-水的比热；
tg、th－设计供、回水温度，℃；
加药量V由下式计算：
V/(V+G)＝2％-------(2)
V-加药量，kg/h；
(8)、检测水质指数；
根据式(3) ，式(4) 计算RSI值IRSI，当IRSI为5.8～6.2时，完成防腐，当IRSI小于5.8时，重复步骤(7)，直至IRSI为5.8～6.2；
IRSI＝2pHs-pH-------(3)
pHs＝(9.30+A+B)-(C+D)------------(4)
式中：A-总溶解固体系数；B-温度系数；C钙硬度系数；D-M碱度系数；
(9)结束防腐，拆除临时管路。
2.根据权利要求1所述的一种热电厂一次热网专用绿色防腐方法，其特征在于，所述一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂：水溶液中组分组成如下：
2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸10～30mg/L；
聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷40～60mg/L；
钼酸铵4～6mg/L；
异抗坏血酸钠4～6mg/L；
硫酸锌1～3mg/L；
丁基乙二醇100～300mg/L；
苯并三氮唑1～3mg/L；
十二烷基苯磺酸钠40～60mg/L；
乙氧基化烷基硫酸钠10～30mg/L；
脂肪醇聚氧乙烯醚5～15mg/L；
聚氧乙烯氧丙烯甘油1～3mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种热电厂一次热网专用绿色防腐方法，其特征在于，所述一次热网环保型有机阻垢缓蚀剂：水溶液中组分组成如下：
2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸20mg/L；
聚1-膦酸基-1,2,3-三羧基丁烷50mg/L；
钼酸铵5mg/L；
异抗坏血酸钠5mg/L；
硫酸锌2mg/L；
丁基乙二醇200mg/L；
苯并三氮唑2mg/L；
十二烷基苯磺酸钠50mg/L；
乙氧基化烷基硫酸钠20mg/L；
脂肪醇聚氧乙烯醚10mg/L；
聚氧乙烯氧丙烯甘油2mg/L。
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