摘要：711水厂自运行投产以来，使用三氯化铁进行消毒时加药管口的加药剂对给水管道腐蚀严重，更换管道频率高，更换时工程量大，并需放空原水储水池近3千方储水，这是一直困扰水暖车间的一大难题。给水管网在长期的供水过程中，由于物理、化学、电化学、微生物学等作用，在加药管进口处给水管道因内部腐蚀而产生锈垢，对供水水质造成二次污染，增大了供水成本，并且经腐蚀后，需立即更换，致命加药工序无法进行，必须关闭输水管路，排空储水，严重影响福利区生活用水及厂区生产用水。鉴于此，本文对五公司711水厂加药管道腐蚀与防治措施进行了革新。
关键词：给水管网；三氯化铁：腐蚀；管材；水质
一、前言
中核四0四第五公司711给水管网是中核四0四各厂区及生活区给水系统重要的组成部分。厂区及福利区全部用水需经五公司制水厂进行水的净化处理后方可进行饮用。消毒是保证生活管网水质必不可少的环节。由于氯具有较强的持续性消毒特点以及价格低等因素，在我国氯是广泛使用的消毒剂。加氯消毒可以使出厂水和管网水符合微生物指标，保持了水的新鲜和稳定，711水厂目前采用的就是三氯化铁加药法。
二、加药剂的化学性质
化学品中文名称：三氯化铁
化学品俗名：氯化铁
化学品英文名称：ferric trichloride
英文名称：ferric chloride
（1）用途
三氯化铁在工业生产中主要用作饮水和废水的处理剂。还用作染料工业的氧化剂和媒染剂、有机合成工业的催化剂和氧化剂。用于有机合物和银、铜矿的氯化，也广泛用作照相和印刷制版的腐蚀剂以及制造其它铁盐、颜料、黑水和医药的原料。在建筑混凝土中渗入其溶液能增加建筑物强度、抗腐蚀性和防止渗水。
三氯化铁在生活饮用水处理中属于直接原材料，作为混凝剂使用，采用固体成品制剂。
（2）性质
1.物理性质
三氯化铁分子式为FeCl3•6H0，固体为黑棕色结晶，粉状也略带块状，在标准大气压下熔点37℃，沸点280~285℃。标准状况下密度2.9g/cm，固体产品易吸水潮解，不易保管。具有强烈的刺激性。三氯化铁易溶于水，同时释放大量的热量，20℃下在水中的溶解度为92g/100g。
2.化学性质
三氯化铁溶于水后，水溶液呈强酸性，对金属（尤其对铁器）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料管也会因发热而引起变形；与碱反应，与还原性物质反应，与苯酚发生显色反应，与相对铁的活泼金属（如镁、铝、锌等）发生化学反应。三氯化铁溶于水后，容易发生水解反应而产生氢氧化铁的沉淀物。
（3）危害性概述
健康危险性：吸入三氯化铁粉尘对整个呼吸道有强烈腐蚀作用，损害粘膜组织，引起化学世等。对眼睛有强烈腐蚀性，重者可导致失明。皮肤接触可致化学性灼伤。口服灼伤口腔和消化道现剧烈腹痛、呕吐和虚脱。长期口服有可能引起肝肾损害（慢性影响）。主要侵入路径有皮肤按能睛接触、吸入、食入等四种。
燃爆危险性：三氯化铁为不燃物，具有腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。在受高热分解产性毒的腐蚀性烟气（氯化物），常采用水、泡沫、二氧化碳灭火。
环境危险性：大量泄漏时，会改变局部区域的土壤酸碱度；一般常用大量水冲洗，经充分排入生产废水系统。
三、711水厂加药间混凝剂投加工序流程
三氧化铁混凝剂溶液配制时，必须在搅拌罐内进行，应先加入三氯化铁固体，再加适量水，并同时搅拌，利于控制三氯化铁混凝剂的水解，药液配制好后，应继续搅拌15min，之后先排入5、6药剂池进行暂存并静置30min以上，然后再启动提升泵将药液转入药剂池（1~4），按要求进行投加。
三氯化铁混凝剂溶液浓度为5%~30%时，其值为0.03-1.0，呈强酸性，具有强腐蚀性，溶解时，注意做好设施防腐及人身安全防护工作。
四、改造前管道材质
五公司原加药管道与输水管道连接处采用（上部）UPVC管+UPVC法兰+（下部）碳钢管法兰+碳钢管连接，碳钢管至输水管道垂直连接一段管路，加药剂为三氯化铁，三氯化铁腐蚀为化学腐蚀，三氯化铁腐蚀金属的速度与它的浓度和温度有关。三氯化铁在搅拌池经充分搅拌、静置、降温后排入加药池，由UPVC管途经碳钢管流入原水输水管路，加药管与原水管路的连接处系碳钢材质，长期受三氯化铁药剂的腐蚀，每隔一段时间必须更换，加药管管路共计八路，更换难度较大，需放空储水池3万方储水，造成极大的浪费，且重复性的检修，为了解决腐蚀管道的问题，经反复试验及分析，现进行了技术革新。
五、改造后加药管道管材的选择
为了解决水质二次污染及管路腐蚀的问题，金属管选择非金属的耐蚀管材可有效降低和避免管路腐蚀，原来加药给水管道为UPVC与碳钢管连接，碳钢管腐蚀性大，为此五公司711水厂成立了技术革新小组，进行了技术改造，现采用（上部）UPVC管+UPVC法兰+（下部）不锈钢法兰+不锈钢管，UPVC管口径20CM，不锈钢管口径32CM，UPVC管套入不锈钢管内部，直插入到主输水管道，中间位置，使稀释后加药剂不与金属管材直接接触，输水管道口径500CM，UPVC管入水切口采用斜剖面纵切，使水加药管流出的三氯化铁混凝剂溶液与原水迅速均匀冲开，在水中快速扩散，减小稀释的药剂对主原水管道的腐蚀。
UPVC的产品特点如下：
1.耐腐蚀性强：与一般铸铁管、镀锌管相比，PVC管具有极强的耐腐蚀性能，能耐强酸、强碱，不会生锈结垢。使用时不必担心"出红水"现象。
2.流体阻力小：PVC管内壁十分光滑。其表面粗糙系数仅为0.009，流体阻力很小，不会过份降低水压。
3.机械强度高：给水用UPVC管具有良好的耐水压、抗冲击、抗拉伸强度，在室温下可受 110大气压1小时而不致破裂。
4.卫生无毒：给水用UPVC管采用独特的绿色环保无铅配方体系代替传统的复合铅盐配方体系，因而不会破坏水质、影响人体健康。
5.质地轻、安装施工方便：UPVC管的密度为一般铸铁的五分之一，搬送装卸方便。且采用专用粘贴剂粘贴或弹性密封件套接，安装施工简单快捷。
6.给水管的适温性能：给水用UPVC管使用温度范围，以室温为最佳。温度偏低，脆性增加，不利安装施工；温度偏高，抗拉强度下降，耐水压性能降低。
7.水密性好：胶粘剂粘接后15分钟，粘接强度即可达到12.5/C 以上，经多年使用亦不会有明显下降，而弹性密封件套接处之密封圈，亦与UPVC管有相当使用年限，绝无老化漏水之虑。
六、管路改造示意图
加药管道是制水生产的命脉，维系着生产水质和生产安全，加药
七、改造后的效果
公司目前已对八条输水管道中的两条采用不锈钢及UPVC管镶套装的方法进行了改造，运行情况良好，保证了输送管路的运行周期，提高了工作效率。
五公司供水管道的疏通及正常运行，给四0四厂区的安全供水和优质供水提供了可靠的保障。
参考文献：
[1]王助国，段洪玲，刘佳.给水管道内部腐蚀原因、危害及防护措施，辽宁化工
[2]薛同站，《给水管道锈蚀对水质稳定性的影响》 《今日科苑》2008年
[3]王利平，《给水管网中铁稳定性与管道腐蚀的研究》天津大学硕士学位论文
作者简介：
技术小组成员：王军 安玉发 刘亚鹏 孙明刚 唐喜伟 吴国智
论文作者:王军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/14
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