2024年5月31日发(作者：敏香菱)
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２Ｏ０７年第３３卷第７期
工业安全与环保
Ｊｕｌｙ ２ＯＯ６
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ・７・
３ ２００ ｍ３高炉净循环水系统水质稳定处理
王森何永智 张冰如 李风亭
（同济大学环境科学与工程学院国家污染控制与资源化研究重点实验室上海２ｏｏｏ９２）
摘要 高炉净循环冷却水系统，主要是用于冷却高炉进风口、热风阀等设备。介绍了北方某钢铁厂３ ２００ ｍ３高炉净
循环水系统水质稳定方案。针对高炉现场取水，运用正交试验，结合静态失重法和静态阻垢法筛选使用药剂为双１，６一亚己
基三胺五亚甲基磷酸（ＢＩＥＭＴＰ１ＭＰＡ）、分散剂、ｚｎ２ ，并且分别作出所用药剂和筛选出来的配方的极化曲线，讨论其缓蚀原理。
最终确定该复合药剂的最佳用药量。
关键词高炉结垢腐蚀循环冷却水正交试验
Ｗａｔｅｒ ＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ ｏｆＣｌｅａｎｉｎｇａｒｃＩｌｌ；砸ｎｇＷａｔｅｒ ｏｆ３ ２００ ｏｆＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅ
ＷＡＮＧ Ｓｅｎ ＨＥｙｏｎｇ— ｄ ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎｇ—Ｉ＇Ｌｌ ＬＩ Ｆｅｎｇ—ｔｉｎｇ
（Ｓｔａｔｅ ＫｅｙＬａｂ ｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｗｅ Ｒｅｕｓｅ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｍｉｒｏｎｍｏｕａｌＳｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０００９２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｃｊｍｕ１ａｔｉｎｇｗａｔｅｒｏｆｂｈｓｔｆｕｒｎａｃｅｉｓｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄｆｏｒｃｏｏｌｉｎｇｈｏｔｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｖａｌｖｅ．Ｉｎｔｈ／ｓｐ￣ｐｅｒ，ｂｒｉｅｆｉｎｔｒｔ￣ｕｃｔｉｏｎｓ
８Ｉｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ谴ｔｈｅ３ ２００ ｄ ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｄ Ｏｌｌｅｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｃｔｍｌｐａｎｙｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ
ａｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｉ ｐｌｅｓ ０ｆ ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ ｂｙ ｕｓｉＩｌｇ ａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｔａｔｉｃｗｅｉＳｈｔ—ｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｓｃａｌｅ
ｓｔｏｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ａｎｄｌｌｓｅｄｒｕｇｓ（ＢＨＭＴＰＭＰＡ，ｄｉｓｐｅｓｓｅｄｒｕｇ ａｎｄＺｎ２ ａｎｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈｅ ｐＤｌａＩｉ捌ｃｕｌＮｅｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ａｃｃｏｎｔｉｎｇｔｏ
ｄｒｕｇｓ ｕｓｅｄ ａｎｄ ｐｌ ｐ ＯＩ１ ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｏｓａｇｅ ０ｆｔｈｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘｄｒｕｇｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｓｃａｌｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ
１系统概况
表１系统参数
１．１高炉设备介绍
北方某钢铁厂的一新高炉系统是目前北方容积最大、工
艺最先进的大型高炉之一，设计有效容积为３ ２００ ，生铁
日产量达７．５ ｈ以上。整个系统采用了多项国际先进技术，
液压系统、上料系统、除渣系统，操作系统、自动化控制等技
术装备达到世界一流水平；同时还采用了多项环保节能技
术，如炉体采用薄壁炉衬和铜冷却壁，利用高炉煤气余压发
电的Ⅱ汀技术，热风炉预热系统的空气预热技术，鼓风机采
用电动鼓风机；所有的产尘点都装配除尘器，污水经过处理
达标排放…。
１，３水质分析
１．２净循环水冷却系统介绍
系统补充水水质见表２。
该高炉的净循环水主要用来冷却炉体进风口、热风阀等
表２补充水水质
设备。两座高炉冷却水由各炉层积水槽汇流到高炉回水井，
经回水管道自流到循环泵站热水池，加压后上冷却塔，冷却
项目 数值
后的水由冷却塔积水池流入冷水池，经供水泵加压送往各高
总碱度（以ｃ￣￣ｏ３计）／（ｍＳ・Ｌ ）
１５１．５
炉。工艺流程图见图１，系统参数见表１。
ｐＨ
７．５５
总硬度（以ｃ￣ｃｏ３计）／（ｍｓ・Ｌ ）
１３８．２
旁滤上罐泵
ｌ 歼维球过滤器｝Ｉ－一反洗、排水
氯化物（以ａ一计）／（ｍｓ・Ｌ ）
３６．４１
出水
堡 旦垄Ｈ垫查垫卜Ｉ 堕茎卜＿＿’Ｉ 塑堕卜。 些堡
钙离子／（ｍｓ・Ｌ ）
８０．１３
ｆ ｌ
总固体／（ｍｓ・Ｌ ）
４３０
缓蚀阻垢剂圃
溶解性固体／（ｍｓ・Ｌ ）
３１９
电导率／（ｔｔｓ・ｃｍ－１）
５２１
图１ ３ ２００ｍ３高炉冷却水工艺流程
补充水稳定指数ＰＳＩ为６．７６，ＰＳＩ为６．５８，ＬＳＩ为０．３９５，
所以净环补充水水质属于稳定偏腐蚀性水质。但是由于补
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・
８・
充水在循环过程中被蒸发浓缩，以及在冷却塔内的喷淋曝
行比较，以筛选较佳配方药剂量。
气，使得氧气大量进入水中，而二氧化碳从水中逸出，所以增
加了水的腐蚀和结垢倾向。根据实际循环水蒸发浓缩后的
各项指标计算得到ＬＳＩ为１．２０５，ＰＳＩ为５．９２，ＰＳＩ为６．５２，说
将装有系统工业水水样的２ Ｌ烧杯置于恒温水浴箱中，
使其在６５℃下蒸发浓缩。由于温度升高，水分蒸发促使水
中碳酸钙部分析出沉积。当水样中不加阻垢剂时，为空白试
明既有腐蚀倾向又有结垢倾向 】。
２实验部分
在投产前进行了全系统的清洗工作，但由于各种因素使
得该系统没有预膜就已经开始投产运行，并且由于现场设备
没有准备充分，致使生产和冷却水系统加药没有同步进行。
针对这样的情况应考虑用适量的分散剂以软化设备中已形
成的垢，最后让它们随循环水排出系统。
循环冷却水在使用过程中，随着浓缩倍数的提高，对设
备的腐蚀和结垢还会加剧，必须加入化学药剂予以处理。根
据对该净环水质分析，应该同时投加缓蚀和阻垢药剂。经过
大量的普选试验确定采用双１，６一亚己基三胺五亚甲基磷
酸（ＢＨＭＴＰＭＰＡ）、分散剂、ｚ ３种药剂复合配方。
２．１实验试剂
试验使用药剂见表３。
表３试验使用使用药剂
２．２不预膜旋转挂片腐蚀试验［３】
实验采用ＲＣＣ—Ｉ型旋转挂片仪进行，试片固定在试验
架上，用电动机带动试验架在水中旋转，使挂片与水保持一
定的相对运动。一般试验架的旋转速度为４５—７５ ｒ／ｒａｉｎ，试
片与水的相对速度为０．３—０．５ ｍ／ｓ。几个试杯中分别装入
空白及不同配方（试验用水采用净环补水）的水样，试验水温
为（５５±２）℃，试验时间７２ ｈ。
试片的材质、尺寸、加工、封装及表面处理的有关规定见
（ｒｉｇ一５—１ ５２６—８３）冷却水化学处理标准腐蚀试片。采用
Ｉ型标准试片：（５０．０±０．１）ｍｍ×（２５．０±０．１）ｍｍ×（２．０±
０．１）ｍｍ，面积２８．００ 。
按失重法测定腐蚀速度 的计算如式（１）。
ｖｗ＝（ 一Ｗｅ）／Ｆｔ （１）
式中， 是以失重法表示的腐蚀速度， （ｍ２・ｈ）；ｉｖ１是试
验前试片的质量，ｇ；ｗ２是试验后试片的质量（除去表面腐蚀
产物之后），ｇ；Ｆ是试片暴露在水中的表面积，ｍ２；ｔ是试片
被腐蚀（试验）的时间，ｈ。
如以均匀腐蚀的腐蚀深度来表示腐蚀速度 ，则用式
（２）。
＝
（２４×３６５）÷１ ０００×Ｖｗ÷ｙ＝８．７６ ｌＷ／ｙ （２）
式中， ．是以腐蚀深度表示的腐蚀速度，ａｒｍ／ａ；ｙ是金属的
密度，ｓ／ｃｎ￣，碳钢为７．８５。
２．３静态阻垢试验
由于该法只能测配方的腐蚀速度，不能测阻垢率和阻垢
热阻值。因此将上述几种初选的配方进行静态阻垢试验进
验，沉积较多。当水样中加入阻垢剂时，沉积物比空白试验
相对减少。测定过滤后试验水样中剩余的钙硬含量（ＥＤＴＡ
滴定，钙黄绿素为指示剂），可按下式计算出加阻垢剂后的阻
垢率叩：
叩＝［（ 一Ｃａｏ）／（Ｃａ１ Ｐ—ｃａ０）］×１００％ （３）
式中，ｃａ１是试验前水样中的钙硬（未加阻垢剂，未加热）；ｃ
是试验水样中的钙硬（加阻垢剂并加热）；Ｃａ０是空白试验水
样中的钙硬（未加阻垢剂，加热）；Ｐ为浓缩倍数。
２．４极化曲线测试
采用恒电位法测定极化曲线。实验仪器主要有ＰＳ一１６８
ｃ型电化学测量系统、盐桥、碳钢工作电极 饱和甘汞电极和
铂电极。
３结果与讨论
３．１药剂配方的缓蚀作用
为了确定１，６一亚己基三胺五亚甲基磷酸（ＢＨＭＴＰＭ．
ＰＡ）、分散剂、 ３种药剂间的最佳配比，我们进行了３种
药剂用量筛选正交实验，结果见表４、表５。
表４因素水平
表５正交实验方案及实验结果
根据极差分析，上述３种组分对腐蚀率的影响大小依次
为：ＢＨＭＴＰＭＰＡ＞分散剂＞ｚ ＞ ；最优水平为Ａ４Ｂ４Ｃ４Ｄ４。
３．２药剂配方的阻垢作用
阻垢实验结果见图２。
阻垢实验与缓蚀实验采用相同的药剂与用量。图中的
横坐标编号与３．１中的缓蚀实验的因素编号是相对应的。
阻垢实验我们做了前６组实验，其中第５组配方为：
Ⅸ删Ⅱ岫Ａ５ ｍｇ／Ｌ；分散剂５ ｍｇ／Ｌ； ２ ａｒｇ／Ｌ；阻垢率在
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９Ｏ％以上。
１００％
９５％
９０％
８５％
疆８０％
７５％
不同药剂量目 方
图２阻垢实验
综合考虑成本以及不同配方药剂量的缓蚀阻垢效果，最
后采用的配方是：￣ｒｔＭＴｅＭＰＡ ５ ａｒｇ／Ｌ；分散剂５ ｒａｇ／Ｌ；ｚ ２
ｍｅ／Ｌ，其缓蚀阻垢效果达到国家标准。
３．３极化曲线分析
图３是配方中几种药剂及复配后在自来水中的极化曲
线图。可看出，单独加入分散剂后自腐蚀电位下移，阴极极
化曲线斜率增加，所以分散剂是阴极型缓蚀剂；单独
ＢＨＭＴＰＭＰＡ后自腐蚀电位微微下移，且阴极极化曲线和阳极
极化曲线斜率均增加，可以推断ＢＨＭ＇ＩＦＭＰＡ是混合型缓蚀
剂；ＢＨＭＴＰＭＰＡ与分散剂和ｚ 复配后阴极极化和阳极极
化均增强，故该复合配方属混合型缓蚀剂。
一
３．５—３．０—２．５—２．Ｏ一１．５—１．０—０．５ ０．０
ｌｏｇ／／（ｍＡ－ｅｍ ）
图３ ＢＨＭＴＰＭＰＡ及其复配配方的极化曲线
４现场使用情况
现场所使用挂片均未预膜。经过２个多月时间的运行，
挂片表面光亮如新，挂片数据如表６所示。
表６现场挂片结果
以上结果表明所选用的药剂配方完全达到控制指标，见
・
９・
表７。
名
一 一 一 一 一 一 一 一
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
∞
表７
∞
控制指标
∞∞∞∞∞∞
Ｓ结论
（１）在生产过程中高炉净循环的目的是保养设备，它运
行情况的好坏影响着高炉的寿命。日常的水处理应该从阻
垢、缓蚀两方面着手【引。
（２）同济大学的水稳药剂经试验证明效果明显，并在生
产实践中得到验证。药剂最佳投加量：ＢＨＭ＇ＩＦＭＰＡ ５ ｍｅ，／Ｌ，
分散剂５ ｍｅ：／Ｌ， ２ ｍｅ／Ｌ。
（３）ＢＨＭＴＰＭＰＡ与分散剂和ｚ 三元体系具有协同缓
蚀效应，该复合配方同时增强阴极极化和阳极极化，属混合
型缓蚀剂。
参考文献
［１］马力．鞍钢高炉净环水水质改进方案．冶金能源，２００４（２）：５４—５５．
［２］周本省．工业水处理技术．第２版．北京：化学工业出版社．４１—
４５．
［３］中华人民共和国化工行业标准ＨＧ／Ｔ２１５９—９１，水处理剂缓蚀性
能测定方法——旋转挂片法．
［４］林海川．冷却水水质对高炉冷却壁结垢的影响研究．冶金动力，
２００２（６）：７４—７５．
作者简介王森，同济大学环境科学与工程学学院硕士。
（收稿日期＂，２００７—０１—２２）
电力电容器的安全操作
电力电容器是充油设备，由于操作不当可能着火，也可
能发生爆炸，电容的残留电荷还可能对人身安全构成威胁。
因此。在进行电容器操作中应注意以下安￣＇－Ｊｔ－求：
（１）在正常情况下全站停电操作时，先拉开电容器的开
关。后拉开各路出线的开关；在正常情况下全站恢复送电时，
先合上各路出线开关，然后再合上电容器的开关。
（２）全站事故停电后，应拉开电容器的开关。
（３）当电容器断路器跳闸后，不得强行送电；当熔丝熔断
后。在未查明原因之前，不得将熔丝更换进行送电。
（４）无论是高压电容器还是低压电容器，都不允许在其
带有残留电荷的情况下进行合闸。否则，可能会产生很大的
电流冲击。电容器重新合闸之前，至少应放电３ ｒａｉｎ。
（５）为了检查、修理的需要，当电容器断开电源后，作业
人员接近电容器之前，不论该电容器是否装有放电装置，都
必须用可携带的专门放电负荷进行人工放电。
一
摘自《冶金安全＞
2024年5月31日发(作者：敏香菱)
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２Ｏ０７年第３３卷第７期
工业安全与环保
Ｊｕｌｙ ２ＯＯ６
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ・７・
３ ２００ ｍ３高炉净循环水系统水质稳定处理
王森何永智 张冰如 李风亭
（同济大学环境科学与工程学院国家污染控制与资源化研究重点实验室上海２ｏｏｏ９２）
摘要 高炉净循环冷却水系统，主要是用于冷却高炉进风口、热风阀等设备。介绍了北方某钢铁厂３ ２００ ｍ３高炉净
循环水系统水质稳定方案。针对高炉现场取水，运用正交试验，结合静态失重法和静态阻垢法筛选使用药剂为双１，６一亚己
基三胺五亚甲基磷酸（ＢＩＥＭＴＰ１ＭＰＡ）、分散剂、ｚｎ２ ，并且分别作出所用药剂和筛选出来的配方的极化曲线，讨论其缓蚀原理。
最终确定该复合药剂的最佳用药量。
关键词高炉结垢腐蚀循环冷却水正交试验
Ｗａｔｅｒ ＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ ｏｆＣｌｅａｎｉｎｇａｒｃＩｌｌ；砸ｎｇＷａｔｅｒ ｏｆ３ ２００ ｏｆＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅ
ＷＡＮＧ Ｓｅｎ ＨＥｙｏｎｇ— ｄ ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎｇ—Ｉ＇Ｌｌ ＬＩ Ｆｅｎｇ—ｔｉｎｇ
（Ｓｔａｔｅ ＫｅｙＬａｂ ｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｗｅ Ｒｅｕｓｅ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｍｉｒｏｎｍｏｕａｌＳｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０００９２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｃｊｍｕ１ａｔｉｎｇｗａｔｅｒｏｆｂｈｓｔｆｕｒｎａｃｅｉｓｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄｆｏｒｃｏｏｌｉｎｇｈｏｔｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｖａｌｖｅ．Ｉｎｔｈ／ｓｐ￣ｐｅｒ，ｂｒｉｅｆｉｎｔｒｔ￣ｕｃｔｉｏｎｓ
８Ｉｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ谴ｔｈｅ３ ２００ ｄ ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｄ Ｏｌｌｅｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｃｔｍｌｐａｎｙｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ
ａｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｉ ｐｌｅｓ ０ｆ ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ ｂｙ ｕｓｉＩｌｇ ａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｔａｔｉｃｗｅｉＳｈｔ—ｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｓｃａｌｅ
ｓｔｏｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ａｎｄｌｌｓｅｄｒｕｇｓ（ＢＨＭＴＰＭＰＡ，ｄｉｓｐｅｓｓｅｄｒｕｇ ａｎｄＺｎ２ ａｎｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈｅ ｐＤｌａＩｉ捌ｃｕｌＮｅｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ａｃｃｏｎｔｉｎｇｔｏ
ｄｒｕｇｓ ｕｓｅｄ ａｎｄ ｐｌ ｐ ＯＩ１ ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｏｓａｇｅ ０ｆｔｈｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘｄｒｕｇｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｓｃａｌｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ
１系统概况
表１系统参数
１．１高炉设备介绍
北方某钢铁厂的一新高炉系统是目前北方容积最大、工
艺最先进的大型高炉之一，设计有效容积为３ ２００ ，生铁
日产量达７．５ ｈ以上。整个系统采用了多项国际先进技术，
液压系统、上料系统、除渣系统，操作系统、自动化控制等技
术装备达到世界一流水平；同时还采用了多项环保节能技
术，如炉体采用薄壁炉衬和铜冷却壁，利用高炉煤气余压发
电的Ⅱ汀技术，热风炉预热系统的空气预热技术，鼓风机采
用电动鼓风机；所有的产尘点都装配除尘器，污水经过处理
达标排放…。
１，３水质分析
１．２净循环水冷却系统介绍
系统补充水水质见表２。
该高炉的净循环水主要用来冷却炉体进风口、热风阀等
表２补充水水质
设备。两座高炉冷却水由各炉层积水槽汇流到高炉回水井，
经回水管道自流到循环泵站热水池，加压后上冷却塔，冷却
项目 数值
后的水由冷却塔积水池流入冷水池，经供水泵加压送往各高
总碱度（以ｃ￣￣ｏ３计）／（ｍＳ・Ｌ ）
１５１．５
炉。工艺流程图见图１，系统参数见表１。
ｐＨ
７．５５
总硬度（以ｃ￣ｃｏ３计）／（ｍｓ・Ｌ ）
１３８．２
旁滤上罐泵
ｌ 歼维球过滤器｝Ｉ－一反洗、排水
氯化物（以ａ一计）／（ｍｓ・Ｌ ）
３６．４１
出水
堡 旦垄Ｈ垫查垫卜Ｉ 堕茎卜＿＿’Ｉ 塑堕卜。 些堡
钙离子／（ｍｓ・Ｌ ）
８０．１３
ｆ ｌ
总固体／（ｍｓ・Ｌ ）
４３０
缓蚀阻垢剂圃
溶解性固体／（ｍｓ・Ｌ ）
３１９
电导率／（ｔｔｓ・ｃｍ－１）
５２１
图１ ３ ２００ｍ３高炉冷却水工艺流程
补充水稳定指数ＰＳＩ为６．７６，ＰＳＩ为６．５８，ＬＳＩ为０．３９５，
所以净环补充水水质属于稳定偏腐蚀性水质。但是由于补
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・
８・
充水在循环过程中被蒸发浓缩，以及在冷却塔内的喷淋曝
行比较，以筛选较佳配方药剂量。
气，使得氧气大量进入水中，而二氧化碳从水中逸出，所以增
加了水的腐蚀和结垢倾向。根据实际循环水蒸发浓缩后的
各项指标计算得到ＬＳＩ为１．２０５，ＰＳＩ为５．９２，ＰＳＩ为６．５２，说
将装有系统工业水水样的２ Ｌ烧杯置于恒温水浴箱中，
使其在６５℃下蒸发浓缩。由于温度升高，水分蒸发促使水
中碳酸钙部分析出沉积。当水样中不加阻垢剂时，为空白试
明既有腐蚀倾向又有结垢倾向 】。
２实验部分
在投产前进行了全系统的清洗工作，但由于各种因素使
得该系统没有预膜就已经开始投产运行，并且由于现场设备
没有准备充分，致使生产和冷却水系统加药没有同步进行。
针对这样的情况应考虑用适量的分散剂以软化设备中已形
成的垢，最后让它们随循环水排出系统。
循环冷却水在使用过程中，随着浓缩倍数的提高，对设
备的腐蚀和结垢还会加剧，必须加入化学药剂予以处理。根
据对该净环水质分析，应该同时投加缓蚀和阻垢药剂。经过
大量的普选试验确定采用双１，６一亚己基三胺五亚甲基磷
酸（ＢＨＭＴＰＭＰＡ）、分散剂、ｚ ３种药剂复合配方。
２．１实验试剂
试验使用药剂见表３。
表３试验使用使用药剂
２．２不预膜旋转挂片腐蚀试验［３】
实验采用ＲＣＣ—Ｉ型旋转挂片仪进行，试片固定在试验
架上，用电动机带动试验架在水中旋转，使挂片与水保持一
定的相对运动。一般试验架的旋转速度为４５—７５ ｒ／ｒａｉｎ，试
片与水的相对速度为０．３—０．５ ｍ／ｓ。几个试杯中分别装入
空白及不同配方（试验用水采用净环补水）的水样，试验水温
为（５５±２）℃，试验时间７２ ｈ。
试片的材质、尺寸、加工、封装及表面处理的有关规定见
（ｒｉｇ一５—１ ５２６—８３）冷却水化学处理标准腐蚀试片。采用
Ｉ型标准试片：（５０．０±０．１）ｍｍ×（２５．０±０．１）ｍｍ×（２．０±
０．１）ｍｍ，面积２８．００ 。
按失重法测定腐蚀速度 的计算如式（１）。
ｖｗ＝（ 一Ｗｅ）／Ｆｔ （１）
式中， 是以失重法表示的腐蚀速度， （ｍ２・ｈ）；ｉｖ１是试
验前试片的质量，ｇ；ｗ２是试验后试片的质量（除去表面腐蚀
产物之后），ｇ；Ｆ是试片暴露在水中的表面积，ｍ２；ｔ是试片
被腐蚀（试验）的时间，ｈ。
如以均匀腐蚀的腐蚀深度来表示腐蚀速度 ，则用式
（２）。
＝
（２４×３６５）÷１ ０００×Ｖｗ÷ｙ＝８．７６ ｌＷ／ｙ （２）
式中， ．是以腐蚀深度表示的腐蚀速度，ａｒｍ／ａ；ｙ是金属的
密度，ｓ／ｃｎ￣，碳钢为７．８５。
２．３静态阻垢试验
由于该法只能测配方的腐蚀速度，不能测阻垢率和阻垢
热阻值。因此将上述几种初选的配方进行静态阻垢试验进
验，沉积较多。当水样中加入阻垢剂时，沉积物比空白试验
相对减少。测定过滤后试验水样中剩余的钙硬含量（ＥＤＴＡ
滴定，钙黄绿素为指示剂），可按下式计算出加阻垢剂后的阻
垢率叩：
叩＝［（ 一Ｃａｏ）／（Ｃａ１ Ｐ—ｃａ０）］×１００％ （３）
式中，ｃａ１是试验前水样中的钙硬（未加阻垢剂，未加热）；ｃ
是试验水样中的钙硬（加阻垢剂并加热）；Ｃａ０是空白试验水
样中的钙硬（未加阻垢剂，加热）；Ｐ为浓缩倍数。
２．４极化曲线测试
采用恒电位法测定极化曲线。实验仪器主要有ＰＳ一１６８
ｃ型电化学测量系统、盐桥、碳钢工作电极 饱和甘汞电极和
铂电极。
３结果与讨论
３．１药剂配方的缓蚀作用
为了确定１，６一亚己基三胺五亚甲基磷酸（ＢＨＭＴＰＭ．
ＰＡ）、分散剂、 ３种药剂间的最佳配比，我们进行了３种
药剂用量筛选正交实验，结果见表４、表５。
表４因素水平
表５正交实验方案及实验结果
根据极差分析，上述３种组分对腐蚀率的影响大小依次
为：ＢＨＭＴＰＭＰＡ＞分散剂＞ｚ ＞ ；最优水平为Ａ４Ｂ４Ｃ４Ｄ４。
３．２药剂配方的阻垢作用
阻垢实验结果见图２。
阻垢实验与缓蚀实验采用相同的药剂与用量。图中的
横坐标编号与３．１中的缓蚀实验的因素编号是相对应的。
阻垢实验我们做了前６组实验，其中第５组配方为：
Ⅸ删Ⅱ岫Ａ５ ｍｇ／Ｌ；分散剂５ ｍｇ／Ｌ； ２ ａｒｇ／Ｌ；阻垢率在
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９Ｏ％以上。
１００％
９５％
９０％
８５％
疆８０％
７５％
不同药剂量目 方
图２阻垢实验
综合考虑成本以及不同配方药剂量的缓蚀阻垢效果，最
后采用的配方是：￣ｒｔＭＴｅＭＰＡ ５ ａｒｇ／Ｌ；分散剂５ ｒａｇ／Ｌ；ｚ ２
ｍｅ／Ｌ，其缓蚀阻垢效果达到国家标准。
３．３极化曲线分析
图３是配方中几种药剂及复配后在自来水中的极化曲
线图。可看出，单独加入分散剂后自腐蚀电位下移，阴极极
化曲线斜率增加，所以分散剂是阴极型缓蚀剂；单独
ＢＨＭＴＰＭＰＡ后自腐蚀电位微微下移，且阴极极化曲线和阳极
极化曲线斜率均增加，可以推断ＢＨＭ＇ＩＦＭＰＡ是混合型缓蚀
剂；ＢＨＭＴＰＭＰＡ与分散剂和ｚ 复配后阴极极化和阳极极
化均增强，故该复合配方属混合型缓蚀剂。
一
３．５—３．０—２．５—２．Ｏ一１．５—１．０—０．５ ０．０
ｌｏｇ／／（ｍＡ－ｅｍ ）
图３ ＢＨＭＴＰＭＰＡ及其复配配方的极化曲线
４现场使用情况
现场所使用挂片均未预膜。经过２个多月时间的运行，
挂片表面光亮如新，挂片数据如表６所示。
表６现场挂片结果
以上结果表明所选用的药剂配方完全达到控制指标，见
・
９・
表７。
名
一 一 一 一 一 一 一 一
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
∞
表７
∞
控制指标
∞∞∞∞∞∞
Ｓ结论
（１）在生产过程中高炉净循环的目的是保养设备，它运
行情况的好坏影响着高炉的寿命。日常的水处理应该从阻
垢、缓蚀两方面着手【引。
（２）同济大学的水稳药剂经试验证明效果明显，并在生
产实践中得到验证。药剂最佳投加量：ＢＨＭ＇ＩＦＭＰＡ ５ ｍｅ，／Ｌ，
分散剂５ ｍｅ：／Ｌ， ２ ｍｅ／Ｌ。
（３）ＢＨＭＴＰＭＰＡ与分散剂和ｚ 三元体系具有协同缓
蚀效应，该复合配方同时增强阴极极化和阳极极化，属混合
型缓蚀剂。
参考文献
［１］马力．鞍钢高炉净环水水质改进方案．冶金能源，２００４（２）：５４—５５．
［２］周本省．工业水处理技术．第２版．北京：化学工业出版社．４１—
４５．
［３］中华人民共和国化工行业标准ＨＧ／Ｔ２１５９—９１，水处理剂缓蚀性
能测定方法——旋转挂片法．
［４］林海川．冷却水水质对高炉冷却壁结垢的影响研究．冶金动力，
２００２（６）：７４—７５．
作者简介王森，同济大学环境科学与工程学学院硕士。
（收稿日期＂，２００７—０１—２２）
电力电容器的安全操作
电力电容器是充油设备，由于操作不当可能着火，也可
能发生爆炸，电容的残留电荷还可能对人身安全构成威胁。
因此。在进行电容器操作中应注意以下安￣＇－Ｊｔ－求：
（１）在正常情况下全站停电操作时，先拉开电容器的开
关。后拉开各路出线的开关；在正常情况下全站恢复送电时，
先合上各路出线开关，然后再合上电容器的开关。
（２）全站事故停电后，应拉开电容器的开关。
（３）当电容器断路器跳闸后，不得强行送电；当熔丝熔断
后。在未查明原因之前，不得将熔丝更换进行送电。
（４）无论是高压电容器还是低压电容器，都不允许在其
带有残留电荷的情况下进行合闸。否则，可能会产生很大的
电流冲击。电容器重新合闸之前，至少应放电３ ｒａｉｎ。
（５）为了检查、修理的需要，当电容器断开电源后，作业
人员接近电容器之前，不论该电容器是否装有放电装置，都
必须用可携带的专门放电负荷进行人工放电。
一
摘自《冶金安全＞