加药机在运行过程中,药剂结晶和腐蚀是两大常见问题,直接影响设备的正常运行、计量精度及使用寿命。尤其在环保水处理、化工、电力等行业中,药剂(如絮凝剂、阻垢剂、酸/碱溶液等)的物理化学特性复杂,若选型或维护不当,极易引发结晶堵塞、腐蚀穿孔等问题。本文从问题成因分析入手,结合选型与维护的关键点,提供系统性解决方案。
一、药剂结晶与腐蚀的危害
结晶问题:药剂因温度降低、浓度过高或溶解不充分析出晶体,可能堵塞管路、阀门、喷嘴及泵腔,导致流量下降甚至设备停机;严重时结晶划伤密封面,加速泄漏风险。
腐蚀问题:药剂(如酸、碱、盐溶液)与设备材质发生化学反应,造成金属部件(如泵体、管道、阀门)穿孔、变形,轻则影响计量精度,重则引发泄漏事故,威胁生产安全。
二、药剂结晶的原因与解决方案
1.结晶的主要原因
温度因素:部分药剂(如聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM)在低温下溶解度降低,易析出晶体;冬季户外设备或未保温的管路中更易发生。
浓度过高:药剂配制时浓度超过其饱和溶解度(如未按比例稀释),或投加过程中因水分蒸发导致局部浓度升高。
溶解不充分:搅拌不足、溶解时间短或药剂投加速度过快,导致药剂未完全溶解即进入管路。
2.解决方案
温度控制:
对低温敏感药剂(如PAM),在加药机及管路外加装保温层(如电伴热带、岩棉保温管),维持药剂温度高于结晶临界点(通常≥15℃);户外设备可设置防护棚减少低温影响。
若条件允许,在药剂溶解罐中配置加热功能(如温水循环),确保溶解温度处于药剂最佳溶解范围(参考药剂说明书)。
浓度管理:
严格按照药剂厂家推荐的配比配制溶液(如PAC通常配制浓度为5%10%),避免盲目提高浓度;定期检测溶液浓度(如通过折光仪或密度计),及时调整补水或补药量。
在投加系统中增设稀释装置(如在线稀释模块),通过清水混合降低投加点的药剂浓度,避免局部过饱和。
溶解优化:
配置高效搅拌装置(如桨式搅拌器或超声波分散器),确保药剂在溶解罐中充分分散;搅拌速度需兼顾效率与气泡产生量(避免过度搅拌引入空气)。
控制投加速度(如通过变频泵调节),确保溶解速率≥投加速率;对易结晶药剂,可在溶解罐出口增设过滤网(如100目不锈钢滤网),拦截未溶解颗粒。
三、药剂腐蚀的原因与解决方案
1.腐蚀的主要原因
药剂化学性质:酸/碱类药剂(如盐酸、氢氧化钠)直接腐蚀金属材质;氧化性药剂(如次氯酸钠)可能引发电化学腐蚀;含氯离子的药剂(如海水淡化药剂)易导致不锈钢点蚀。
材质不匹配:设备选材未考虑药剂腐蚀特性(如用普通碳钢输送盐酸),或密封件材质不耐药剂(如丁腈橡胶接触强氧化剂)。
环境因素:潮湿环境加速电化学腐蚀;药剂中溶解氧含量高(如曝气池出水)可能引发吸氧腐蚀。
2.解决方案
材质适配选型:
耐腐蚀材质选择:
酸/碱类药剂:优先选用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等塑料材质,或316L不锈钢(耐酸碱及氯离子);避免使用普通碳钢或铸铁。
氧化性药剂(如次氯酸钠):选用哈氏合金(C276)、钛材或氟塑料衬里设备,避免不锈钢的氯离子点蚀。
高盐/海水药剂:采用双相不锈钢(如2205)或衬氟管道,抵抗氯离子侵蚀。
密封件适配:根据药剂特性选择密封材料(如氟橡胶耐酸碱、全氟醚橡胶耐强氧化剂),避免丁腈橡胶(不耐酸/氧化剂)或三元乙丙橡胶(不耐强酸)的使用。
防护措施:
对无法完全避免腐蚀的部件(如碳钢支架),涂覆防腐涂层(如环氧树脂漆、聚氨酯防腐漆);关键部位(如泵体、管道内壁)可增设衬里(如橡胶衬里、PTFE衬里)。
在药剂储罐及管路中通入惰性气体(如氮气)隔绝空气,降低溶解氧含量,减缓吸氧腐蚀;定期检查密封性,避免气体泄漏。
四、加药机选型关键点
1.根据药剂特性选择泵型
高粘度/易结晶药剂:选用螺杆泵或隔膜泵(如液压隔膜泵),其低剪切特性可减少药剂分子链断裂(避免絮凝剂失效),且隔膜泵的无泄漏设计能防止结晶进入泵腔。
强腐蚀性药剂:优先选择磁力驱动泵(无机械密封,避免泄漏)或气动隔膜泵(以压缩空气为动力,隔离腐蚀介质与电机)。
高精度投加需求:选配计量泵(如柱塞式计量泵),通过变频控制或行程调节实现±1%的流量精度;搭配流量传感器形成闭环控制,实时修正投加量。
2.管路与阀门选型
管路材质:与药剂接触的管路需与设备材质一致(如PP/PVDF管路输送酸碱药剂);对易结晶药剂,管路设计应减少弯头和死角(避免药剂滞留),必要时增设伴热管。
阀门类型:选用耐腐蚀阀门(如PP球阀、PVDF蝶阀),避免普通铸铁阀门;对易堵塞药剂,采用V型调节阀或衬氟调节阀,减少颗粒堆积风险。
五、日常维护关键点
1.结晶预防与清理
定期巡检:检查管路、阀门及泵腔是否有晶体堆积(如触摸表面是否粗糙、观察流量是否下降);对易结晶部位(如泵出口、喷嘴),每周用温水冲洗或压缩空气吹扫。
停机维护:设备长期停用前,排空管路和泵腔内的药剂,用清水冲洗干净;对已结晶的部件,浸泡在温水(或药剂溶解液)中软化后清除,避免硬物刮擦损伤表面。
2.腐蚀监测与修复
定期检测:通过目视检查(如观察设备表面是否有锈斑、涂层脱落)、厚度测量(如超声波测厚仪检测管道壁厚)评估腐蚀程度;对关键部件(如泵体、阀门),每半年进行一次无损检测(如磁粉探伤)。
及时修复:发现轻微腐蚀(如表面锈蚀),立即用砂纸打磨并重新涂覆防腐涂层;若出现穿孔或严重腐蚀,需立即停用并更换受损部件,避免泄漏事故。
3.药剂管理优化
规范配制:设置专人负责药剂配制,严格按照比例操作;配制罐安装搅拌器和液位计,确保溶解充分且浓度可控。
环境控制:药剂储罐上方加装防尘罩,避免杂质混入;储罐周边保持干燥,避免潮湿环境加速腐蚀。
结语
药剂结晶和腐蚀是加药机运行中的“隐形杀手”,需从选型、材质适配、日常维护多环节入手综合防控。通过科学选型(匹配药剂特性)、精准维护(定期检查与清理)、规范操作(严格药剂管理),可显著降低结晶与腐蚀风险,延长设备寿命,保障加药系统的稳定性和安全性。
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