多晶硅循环水系统的化学清洗及预膜处理

梁永坤,李 悦(昆明冶研新材料股份有限公司, 云南 曲靖 655011)



多晶硅循环水系统的化学清洗及预膜处理

梁永坤,李 悦
(昆明冶研新材料股份有限公司, 云南 曲靖 655011)

循环水系统的化学清洗及预膜工作是循环水系统正常稳定运行的基础。介绍了多晶硅循环水系统的化学清洗、预膜方法及注意事项，对预膜效果进行了评价。

循环水；化学清洗；预膜

循环冷却水系统供、回水管主管埋于地下，容易腐蚀。循环水管网在完成压力试验后必须进行冲洗、化学清洗及预膜工作。该措施是循环水系统开车前必须做的工作，也是保证生产装置换热效果行之有效的方法。其主要过程是：准备工作→水冲洗→化学清洗→置换→预膜→置换→冷态运行→热态运行。

1 循环水系统冲洗

目的：将设备、管道在运输、安装过程中带来的杂物、泥砂、电焊渣、药皮、铁锈等杂物清除干净。

准备工作:与换热器进行隔离、循环水供水管与回水管的联通； 设置合理的冲洗口使之具备冲洗条件。[1]

清洗要求

①在清洗进水前，循环冷却水池、吸水池内的杂物应人工清理干净；

②采用原水循环冲洗，水冲洗流速不低于1.5 m/s。水压控制0.35±0.5 MPa,严禁超压；

③冲洗水不得进入其设备内；

④冲洗时应按先大管(管径>DN250)后小管(管径

⑤冲洗水应排入下水道或指定地点(消防收集池)，冲洗水返回循环水水池时，不经过凉水塔直接进入循环水水池；

⑥冲洗完毕，应及时拆除相关的临时盲板和临时设施，恢复冲洗拆除部件并与相关设备连通；

⑦清洗合格标准：目测排出口水色和透明度与入口水一致为合格。

2 循环水系统化学清洗及预膜

2.1 化学清洗及预膜的目的

化学清洗的目的是将系统中所有换热器中的油污、腐蚀产物、污垢等清洗干净，提高系统换热效率，并使其表面得到活化，为预膜打好基础。预膜处理是利用化学药剂中的某些成份与冷却水中的两价金属离子(如Ca2+、Zn2+、Fe2+等)形成络合物，在金属表面上形成一层非常薄的、致密的防护膜，牢固地粘附在金属表面上，从而抑制冷却水对金属的腐蚀，也包括防止微生物的腐蚀[2][3]。

2.2 化学清洗预及膜必须具备的条件

1)在系统进行清洗、预膜处理前，必须对供、回水管道、设备进行试压合格，将系统中(管道设备)的机械杂质及建筑垃圾等清扫干净，消除漏水点，循环水系统能达到正常、持续运行，检查循环水系统高位及相对高位排气阀状况，低位及相对低位排污阀状况；

2)判断是否与使用循环水的设备同时化学清洗预膜：循环水管网与主体设备是否联通一起化学清洗，取决于管道的清洁与否。如管道情况不明则应按不清洁处理。假如主体设备水路均很干净，则无须除油脱脂及化学清洗。若不走旁通，清洗中可能会污染很干净的主体设备，甚至可能有建筑垃圾进入主体设备，造成不必要的麻烦。如果主体设备水路干净，或系统中基本上无建筑垃圾，所有设备均不旁通，也可以直接清洗。化学预膜原则上为全系统进行。

2.3 化学清洗

系统水力冲洗干净和检漏之后，开始进行化学清洗。由于新安装系统中的热交换设备及管道是新的，出厂时均留有一层保护防锈油，保护管线内壁不至于在空气中受到腐蚀，该层防锈油必须彻底清洗干净，否则预膜时不可能在有防锈油的部位形成保护膜以及因防锈油的导热系数低而影响交换器正常热交换效果。同时在新系统中可能会有少量的浮锈，因此需用化学清洗剂，将锈蚀清除并使整个系统内的金属表面处于活化状态，从而有利于成膜。

1) 黏泥剥离、脱脂处理：适用于新建或大检修后冷却水装置开车，水洗至浊度<20NTU后，加入黏泥剥离剂NJS-341和脱脂清洗剂NJS-33，进行杀菌灭藻、脱脂清洗，清洗过程中监测水中浊度并维持2～4h不变或有下降时，即为清洗终点，置换水至浊度<30NTU。

2)除锈、除垢清洗

①杀菌剥离清洗后，置换至浊度<30NTU，在冷却水系统中投加化学清洗剂，并按清洗要求，降低pH，在冷却水运行温度下清洗；

②除锈、除垢清洗剂(含缓蚀剂)NJS-54按400mk/kg投加；

③清洗时的pH控制范围在4±0.5(采用硫酸调节)；

④除锈、除垢清洗中泡沫较多时，投加消泡剂NJS-71；

⑤除锈、除垢清洗终点判断:在冷却水pH维持不变的情况下，冷却水的浊度、总铁、钙硬度或总硬度维持4 h不变或下降时，即为除垢清洗终点；

⑥置换至冷却水水质符合预膜要求时停止置换,即浊度小于20 mk/kg，总铁小于1 mk/kg，钙离子在200 mk/kg左右。

2.4 系统预膜[6]

化学预膜在冷态下(>72 h)进行，此时水系统没有热负荷。预膜时可用挂片进行同步监测，观察预膜过程中的成膜速度及效果。化学预膜结束后，将水质调至正常的水质管理范围内，即可转入正常运行。如果清洗预膜后离正式投产还有一段时间，则系统需转入冷态运行阶段或直接转日正常运行，此时必须向系统中投加缓蚀阻垢剂与杀菌剂，以保证预膜效果不受影响。水质符合基本要求后，投加预膜剂NJS-52，分析水中预膜剂的浓度，在自然pH的情况下进行预膜。

①预膜过程中分析浊度，当浊度>20NTU时应适量换水，降低浊度至<20NTU，确保预膜正常进行；

②为了保证预膜效果，冷态预膜剂用量比热态预膜时略为增加；

③预膜过程中，经常观察监测挂片，当监测挂片上出现明显蓝紫色色晕时即为预膜终点。

3 化学清洗及预膜效果评价

清洗预膜采用挂片实验检验清洗预膜的效果。清洗过程碳钢挂片腐蚀速率<3 g/(m2·h)，铜挂片腐蚀速率<0.3 g/(m2·h)(按“HG/T2387-2007”标准执行)；预膜后的碳钢挂片，用5%的硫酸铜溶液做解膜试验，变色时间应大于10 s。用失重法计算挂片腐蚀速度，碳钢挂片腐蚀速率应低于0.075 mm/a。铜、铜合金和不锈钢的腐蚀率小于0.005 mm/a；监测挂片采用20#碳钢，挂片处理按照中石化“冷却水分析和试验方法” 中412——试件制备处理和评价法执行。[4][5]

K=ΔM/(S*ΔT)

(1)

式中：K为腐蚀速率，g/(m2·h)；ΔM为挂片实验中挂片的腐蚀质量，ΔM=M1-M2，g；M1为挂片实验前质量，g；M2为挂片实验后质量，g；S为挂片表面积，m2；ΔT为挂片实验时间，h。表1为昆明冶研新材料股份有限公司循环冷却水系统化学清洗及预膜后挂片实验数据。

表1 挂片实验数据Tab.1 Coupon experimental data

循环水化学清洗预膜腐蚀速率结论：20#钢腐蚀速率、铜的腐蚀速率合格，目测挂片无明显点蚀。

[1] 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50235-2010[S].

[2] 化学工业部大中型装置试车工作规定 HGJ 231-1991[S].

[3] 化学工业大、中型装置生产准备工作规范 HGJ232-1992[S].

[4] 石油化工企业循环水场设计规范 GB/T 50746-2012[S].

[5] 冷却水系统化学清洗、预膜处理技术规则 HG/T3778-2005[S].

[6] 工业循环冷却水处理设计规范》 GB50050—2007[S].

Chemical Cleaning and Pre-film Processing of Polysilicon Circulating Water System

LIANG Yong-kun,LI Yue
(Kunming Metallurgical Institute New Materials Co., Qujing 655011, China)

Chemical cleaning and pre-film processing of circulating water system is the basis of normal and stable operation of the circulating water system. The chemical cleaning, pre-film methods and precautions on the pre-film of polysilicon circulating water system were introduced and pre-film effects were evaluated.

circulating water; chemical cleaning; pre-film

梁永坤(1973-)，男，化工工艺工程师，注册安全工程师，从事化工生产技术管理工作。

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.01.016

TQ085

A

1004-275X(2015)01-0056-03

收稿：2014-10-30