自動(dòng)消垢凈在電廠循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用方案

專家姓名：朱明君　　類別： 技術(shù)文章 工業(yè)清洗劑 水處理化學(xué)品

自動(dòng)消垢凈在電廠循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用方案

１、前言
電廠機(jī)組裝機(jī)容量為2×330MW，循環(huán)冷卻水量為單臺(tái)36000m3/h，單臺(tái)20000m3。 眾所周知，冷卻水循環(huán)使用能有效地節(jié)約水資源、減少熱污染。但冷卻水在不斷蒸發(fā)濃縮過程中，水中的有害離子成倍增加，再加上冷卻塔在室外長年受陽光照射， 風(fēng)吹雨淋，灰塵、雜物的飄落，會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和微生物的滋生，由此而產(chǎn)生的污垢將堵塞輸水管線，引起腐蝕穿孔、換熱效率下降等一系列水質(zhì)危害，威脅裝置的正常運(yùn)行。為防止設(shè)備產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象，確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，必需對循環(huán)冷卻水進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理。
電廠循環(huán)冷卻水具有循環(huán)量大，熱介質(zhì)溫度高，換熱材質(zhì)單一等特點(diǎn)。本方案是針對電廠使用的水質(zhì)特點(diǎn)以及現(xiàn)場工藝參數(shù)，結(jié)合我公司無酸性在線清洗大型循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)篩選出的一個(gè)適合于電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)保持系統(tǒng)常年無垢運(yùn)行的水處理方案。

２、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)
循環(huán)水量 m3/h ：2×36000
保有水量 m3 ：2×20000
補(bǔ)充水量 m3/h ：2×512.5(設(shè)計(jì)值)
排污水量 m3/h ：2×63.5(設(shè)計(jì)值)
溫 差△T ：9.32℃
濃縮倍數(shù) K ：5(設(shè)計(jì)值)
設(shè)備材質(zhì) ：不銹鋼

３、處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng) 目 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB50050-95）
不銹鋼腐蝕率 mm/a ＜0.005
污垢熱阻 m2•K/W ＜3.44×10-4
污垢沉積速率 mcm ＜25
異養(yǎng)菌總數(shù) 個(gè)/ml 夏季 ＜5×105
冬季 ＜1×105
粘泥量 ml/m3 ＜4

４、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中形成的危害
4.1 腐蝕危害
腐蝕是指通過化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。金屬在循環(huán)水中由于有溶解氧的存在產(chǎn)生以下反應(yīng)。
陽極是鐵的溶解過程 Fe→Fe2++2e
陰極是氧的還原 O2+2H2O+4e→4OH-
陰、陽極綜合反應(yīng) Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓→Fe(OH)3→Fe2O3
(腐蝕產(chǎn)物)
在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要以溶解氧腐蝕為主，這種腐蝕除了會(huì)造成系統(tǒng)的輸水管線、水冷設(shè)備損壞或使用壽命減少外，還會(huì)由于腐蝕造成水冷器泄漏而引起工藝介質(zhì)的污染或造成計(jì)劃外的停車事故等，另外由于腐蝕會(huì)產(chǎn)生銹鎦，會(huì)引起換熱效率下降或管線堵塞等危害。
4.2 結(jié)垢危害
結(jié)垢是指水中溶解或懸浮的無機(jī)物，由于種種原因，而沉積在金屬表面，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢主要成份有CaCO3和腐蝕產(chǎn)物二種,由于常規(guī)胡處理方法，緩蝕劑使用致使腐蝕產(chǎn)物大大減少，而以CaCO3垢,Ca3(PO4)2垢及鋅垢為主要成份。
垢的產(chǎn)生會(huì)引起水冷設(shè)備換熱效率下降，管線的阻力增大，導(dǎo)致循環(huán)水量減少或細(xì)管的堵塞等，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中影響結(jié)垢的主要因素是冷卻水PH、Ca、總堿度、水溫、換熱器表面溫度、表面狀態(tài)等。
4.3 粘泥危害
粘泥是指金屬列管等內(nèi)壁附著的粘質(zhì)膜，生物粘泥主要由細(xì)菌及藻類等微生物的分泌產(chǎn)物粘附了水中懸浮雜質(zhì)而形成，生物粘泥的產(chǎn)生主要會(huì)導(dǎo)致傳熱效率下降、列管堵塞、增加局部腐蝕等危害，影響粘泥生成主要因素與水溫、PH、溶解氧、營養(yǎng)源等有關(guān)。
4.4 其它離子的危害
系統(tǒng)的金屬管線還會(huì)因其它的離子如氯離子和硫酸根離子的存在而引起危害，Cl-和SO42-均屬強(qiáng)腐蝕性離子，特別是氯離子由于其半徑小，容易穿透鈍化膜表面的細(xì)孔而產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。另在有污垢存在時(shí)，氯離子可依靠其穿透力進(jìn)入垢下與Fe2+生成Fecl2，F(xiàn)ecl2進(jìn)一步水解生成Fe(OH)2和Hcl,導(dǎo)致腐蝕區(qū)溶液呈酸性，使金屬的腐蝕速度加快，氯離子還是造成不銹鋼點(diǎn)蝕及應(yīng)力腐蝕的主要因素，所以冷卻水中氯離子的允許濃度應(yīng)根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)而確定。
SO42-的存在有利于硫酸鹽還原菌的滋生和繁殖，并還原生成硫化氫，促進(jìn)冷卻水系統(tǒng)金屬的腐蝕。

５、水質(zhì)及特點(diǎn)
電廠循環(huán)水系統(tǒng)采用的補(bǔ)充水為經(jīng)凈化后的地下水以及弱酸陽離子交換處理后的軟化水。從資料提供水水質(zhì)以及取回水樣分析數(shù)據(jù)看地下屬于高硬度、高堿度水質(zhì)，氯離子也很高具有較強(qiáng)的腐蝕性。根據(jù)該水質(zhì)特點(diǎn)，如果單獨(dú)以此為補(bǔ)充水，濃縮倍數(shù)控制在3以下是可能實(shí)現(xiàn)的，但要想達(dá)到5是不可能的。

6、試驗(yàn)報(bào)告
根據(jù)要求試驗(yàn)要按兩種方案考慮
① 濃縮倍率按3控制，弱酸處理不投運(yùn)；
② 濃縮倍率按高倍率控制，自動(dòng)消垢凈處理投運(yùn)。針對電廠系統(tǒng)特點(diǎn)并結(jié)合我們的處理經(jīng)驗(yàn)，該循環(huán)水系統(tǒng)控制濃縮倍數(shù)主要與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀況、藥劑性能、補(bǔ)充水水質(zhì)相關(guān)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀況現(xiàn)已確定，補(bǔ)充水水質(zhì)根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)，因此目前主要選擇一種高性能的集除垢、防垢、消垢、殺菌滅藻于一體的綜合性復(fù)合阻垢除垢緩蝕劑，能夠使系統(tǒng)在安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的過程中集除垢、防垢、消垢、殺菌滅藻于一體，使系統(tǒng)在運(yùn)行過程中有垢的時(shí)候除垢，無垢胡時(shí)候防垢，從而保證系統(tǒng)的終無垢運(yùn)行。
其實(shí)循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)只是一個(gè)理論計(jì)算值，在實(shí)際操作中存在著較大的計(jì)算誤差，而每一種藥劑對鈣硬、M-堿度的容忍度是一定的。根據(jù)目前水處理技術(shù)的發(fā)展，藥劑向著無酸性集除垢、防垢、消垢、殺菌滅藻
多功能發(fā)展，根據(jù)我們選定的藥劑，只與水中的硬度、堿度相關(guān)。試驗(yàn)時(shí)我們以生水水質(zhì)為依據(jù)，選擇一種對對鈣硬除垢M-堿度具有較高容忍度高性能藥劑�，F(xiàn)場無論是采用 生水或弱酸軟化水作為補(bǔ)充水，只要控制好水中的硬度和堿度，都能正常運(yùn)行。
6.2.1 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)
● 試驗(yàn)方法
按現(xiàn)場水質(zhì)條件配制試驗(yàn)水樣，將試驗(yàn)水樣置于500ml容量瓶內(nèi)，加入各組份配方，在80℃的恒溫水浴鍋內(nèi)放置10小時(shí)，冷卻后過濾測定剩余的Ca2+、M-堿度，計(jì)算阻垢率。
● 阻垢率計(jì)算公式

Ca02+ － Ca22+
η＝─────────×100%
Ca12+ － Ca22+
式中：Ca02+——加藥試驗(yàn)后剩余的Ca2+濃度 mg/l
Ca12+——試驗(yàn)前水樣中的Ca2+濃度 mg/l
Ca22+——空白（不加藥）試驗(yàn)后的Ca2+濃度 mg/l
● 試驗(yàn)結(jié)果見表三
試 驗(yàn) 配 方 阻 垢 率 %
自動(dòng)消垢凈 10 mg/l 79.05
自動(dòng)消垢凈 15 mg/l 94.80
自動(dòng)消垢凈 20mg/l 98.70
自動(dòng)消垢凈 25mg/l 98.80
注：①以上投加濃度均以商品濃度計(jì)。
②上表可以看出，投加JZ-413 15-20mg/l能起到良好的阻垢效果，下面在旋轉(zhuǎn)掛片裝置上進(jìn)一步驗(yàn)證JZ-413的緩蝕率。
6.2.2 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)
● 試驗(yàn)方法 （化工部頒HG/T2159-91《旋轉(zhuǎn)掛片法》）
通過測定試片在水中的失重計(jì)算腐蝕速率。將試驗(yàn)水樣置于2000ml燒杯中，加入不同濃度的試驗(yàn)藥劑，于50℃的水浴中旋轉(zhuǎn)72小時(shí)，取出試片，經(jīng)處理后計(jì)算腐蝕速率，以此來評價(jià)水穩(wěn)劑的緩蝕性能。
● 試驗(yàn)條件
試片材質(zhì) ：A3鋼、不銹鋼、銅
試驗(yàn)溫度 ：50±1℃
試片線速度：0.35 m/s
試驗(yàn)周期 ：72h
● 腐蝕率計(jì)算公式

87600•ΔW
　　　　X＝——————— mm/a
A•T•D
式中：X——試片腐蝕速率 mm/a
87600——計(jì)算常數(shù)
ΔW——試片失重 g
A——試片表面積 cm2
T——試驗(yàn)時(shí)間 h
D——材質(zhì)密度 g/cm3
● 試驗(yàn)結(jié)果見表四
試 驗(yàn) 配 方 不銹鋼腐蝕率 mm/a
自動(dòng)消垢凈 10 mg/l 0.0056
自動(dòng)消垢凈 15 mg/l 0.0038
自動(dòng)消垢凈 20mg/l 0.0031
自動(dòng)消垢凈 25mg/l 0.0011
空 白 0.0102

從上表可以看出，JZ-413投加15～25mg/l，腐蝕得到很好的控制，均低于GB50050-95規(guī)定，能適合貴循環(huán)冷卻水處理要求。

7、推薦處理方案
7.1化學(xué)清洗方案
7.1.2化學(xué)清洗藥劑配方及操作要點(diǎn)
殺菌剝離
目點(diǎn):將循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)附著的生物粘泥及軟垢剝離下來,清潔金屬表面.
藥劑投加濃度
藥劑配方 投加濃度


自動(dòng)消垢凈 1000 mg/L





操作要點(diǎn):

●關(guān)閉排污閥,調(diào)小補(bǔ)充水閥,保持一定的水位(不溢流),使系統(tǒng)處于完全的密閉狀態(tài).
●先投加自動(dòng)消垢凈 --殺菌剝離劑600 mg/L,密閉運(yùn)行12小時(shí)。投加分散劑400 mg/L，然后再投加自動(dòng)消垢凈 580，定時(shí)測定循環(huán)水的濁度，待濁度基本穩(wěn)定不變時(shí)，殺菌剝離可告結(jié)束。
●分析項(xiàng)目及頻率：濁度：1次/4H
●殺菌剝離結(jié)束后視循環(huán)水濁度情況適當(dāng)換水。
化學(xué)清洗
目點(diǎn):用專用的化學(xué)清洗劑清洗掉設(shè)備及管道中的硬垢、銹垢及污垢，潔凈金屬表面。
藥劑配方及投加濃度
藥劑配方 投加濃度
自動(dòng)消垢凈 1500 mg/L



操作要點(diǎn)：
1.粘泥剝離置換合格后，關(guān)閉排污閥，調(diào)小補(bǔ)充水閥，保持一定的水位（不溢流），使系統(tǒng)處于完全的密閉狀態(tài)。
2.投加自動(dòng)消垢凈 1000 mg/L于泵的吸入口。
3.. 測定循環(huán)水的PH值,首先自動(dòng)消垢凈 調(diào)節(jié)PH，然后用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH在3.5-5.5(全過程保持該值)
4.測定循環(huán)水的總鐵、鈣離子及濁度，至指標(biāo)均趨向穩(wěn)定時(shí)，視為化學(xué)清洗的終點(diǎn)。運(yùn)行24小時(shí)后投加分散劑JZ-320,300 mg/L分散劑
5. 預(yù)計(jì)時(shí)間為24-48小時(shí)。
6.分析項(xiàng)目及頻率：PH值：1次/2H；總鐵、鈣離子、濁度：1次/4H；
7．清洗結(jié)束后化學(xué)清洗液的置換排放。
化學(xué)清洗技術(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：
腐蝕率 碳 鋼 ≤6．0 g/㎡•h
銅和銅合金 ≤2．0 g/㎡•h
不 銹 鋼 ≤2．0 g/㎡•h
7.2預(yù)膜處理
目的：通過投加高濃度的緩蝕劑在活化的金屬表面形成一層防腐膜。
藥劑配方及投加濃度
藥劑配方 投加濃度
預(yù)膜劑 250 mg/L
分散劑 100 mg/L
銅緩蝕劑 50 mg/L






操作要點(diǎn)：
1.洗置換合格后，關(guān)閉排污閥，調(diào)小補(bǔ)充水閥，保持一定的水位（不溢流），使系統(tǒng)處于完全的密閉狀態(tài)。
2.用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH在5.5-6.5(全過程保持該值)
3.投加預(yù)膜劑250 mg/L于泵的吸入口。
4.預(yù)膜8小時(shí)后投加分散劑JZ-320 100 mg/L。
5.在清洗期間嚴(yán)格控制循環(huán)水的PH值，不能過高，也不能過低。絕對不允許PH值低于5.0。
6.預(yù)膜時(shí)間為24～48小時(shí)，具體時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場成膜情況來定。結(jié)束后置換排放直到總磷低于2 mg/L，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。
7.3 正常運(yùn)行藥劑及控制指標(biāo)
1.待循環(huán)水中有機(jī)磷濃度下至正常運(yùn)行指標(biāo)下限時(shí),開始投加阻垢緩蝕劑。
2. 阻垢緩蝕劑的日常投加,用加藥設(shè)備連續(xù)加入。
3. 阻垢緩蝕劑的投加濃度和控制指標(biāo)：
藥劑配方 控制指標(biāo)
阻垢緩蝕劑 8-15mg/L
鈣硬＋M-堿度 ≤1000 mg/L

注：投加速率由下式計(jì)算:
投加速率=補(bǔ)充水量×投加濃度/1000 kg/h
7.4殺菌滅藻方案
7.4.1殺菌滅藻配主及投加濃度
藥劑配方 投加濃度
殺菌滅藻劑1 20 mg/L, 1次/周
殺菌滅藻劑2 100-150mg/L， 1次/月
殺菌滅藻劑3 100-150 mg/L, 1次/月

注:投加劑量=系統(tǒng)容積×投加濃度/1000 KG

7.4.2殺菌滅藻劑的投加方式
采用多種殺菌劑結(jié)合使用的方法,交替使用,防止微生物產(chǎn)生抗藥性。
殺菌滅藻劑1為氧化性殺菌劑.每周投加一次。
殺菌滅藻劑2、殺菌滅藻劑3為非氧化殺菌劑，沖擊式投加，系統(tǒng)密閉運(yùn)行24-48小時(shí)后，視循環(huán)水濁度情況進(jìn)行置換。

8、費(fèi)用估算（單臺(tái)機(jī)組）
8.1清洗費(fèi)用估算，
藥劑名稱 用量（T）
粘泥剝離劑 20
清洗劑 30
分散劑 6
PH調(diào)節(jié)劑 12







8.2預(yù)膜費(fèi)用估算，
藥劑名稱 用量（T）
預(yù)膜劑 5
分散劑 3
銅緩蝕劑 1
PH調(diào)節(jié)劑 5







8.3正常運(yùn)行費(fèi)用估算
藥劑名稱 用量（T）
阻垢緩蝕劑K=3.0 65
阻垢緩蝕劑K=5.0 35
殺菌滅藻劑1 20
殺菌滅藻劑2 36
殺菌滅藻劑3 36

注:如濃縮倍數(shù)達(dá)不到要求,費(fèi)用將增加.如工藝有所

9、技術(shù)服務(wù)承諾：
① 為客戶篩選制訂水處理方案。
② 為客戶代培有關(guān)循環(huán)水分析、操作人員。
③ 循環(huán)水系統(tǒng)在清洗予膜期間，我們將派技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)
④ 進(jìn)行定期或不定期的現(xiàn)場走訪，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整解決。
⑤ 保證及時(shí)提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的藥劑。

以上處理方案將作為貴廠應(yīng)用水處理藥劑時(shí)參考。我們真誠地希望能與貴廠進(jìn)行合作，真正管理和使用好貴廠循環(huán)冷卻水，保證系統(tǒng)安全、高效、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
聯(lián)系人：朱明君，電話：13153759688.

發(fā)表時(shí)間：2008-09-27

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