發(fā)電機組循環(huán)冷卻水處理及其在線化學清洗

專家姓名：朱明君　　類別： 技術文章 工業(yè)清洗劑 水處理化學品

發(fā)電機組循環(huán)冷卻水處理及其在線化學清洗
一、前言
2×12MW發(fā)電機組循環(huán)冷卻水處理水量為6000m3/h，保有水量為單臺1800m3。 眾所周知，循環(huán)冷卻水使用能有效地節(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， 風吹雨淋，灰塵、雜物的飄落，會產(chǎn)生結垢、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危害，威脅裝置 的正常運行。為防止設備產(chǎn)生結垢、腐蝕現(xiàn)象，確保系統(tǒng)安全、高效地運轉，必需對循環(huán)冷卻水進行水質穩(wěn)定處理。
電廠循環(huán)冷卻水具有循環(huán)量大，熱介質溫度高，換熱材質單一等特點。本方案是針對熱電廠使用的水質特點以及現(xiàn)場工藝參數(shù)，再結合我們?yōu)閲鴥戎T多電力行業(yè)循環(huán)冷卻水處理經(jīng)驗，經(jīng)試驗篩選出一個適合于貴廠循環(huán)冷卻水水質的處理方 案。

二.術 語 解 釋
1.1補充水:對于因冷卻塔蒸發(fā),排污,風吹(飛濺)而從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中損失的水量,進行必要的補充的水叫補充水。
1.2蒸發(fā)損失:在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中熱的循環(huán)冷卻水在冷卻崐塔中因蒸發(fā)而被冷卻,在此過程中損失的水量叫蒸發(fā)損失。
1.3風吹損失:被通風時氣流從系統(tǒng)中帶入大氣中所損失的水量。
1.4排污或排放率:為維持系統(tǒng)中一定的濃縮倍數(shù)而排放的水量。
1.5冷卻范圍或溫降度:冷卻塔入口和集水池出口之間的溫度差。
1.6循環(huán)量:系統(tǒng)中循環(huán)水的量,它是時間的函數(shù)。
1.7濃縮倍數(shù)(K):冷卻水在循環(huán)過程中由于蒸發(fā)損失,水中所含的溶解鹽類不斷在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中濃縮,使冷卻水中的含鹽量高于補充中含鹽量,兩者的比值稱濃縮倍數(shù)。
1.8系統(tǒng)容積:敞開式冷卻水系統(tǒng)中所有水容量的總和, 包括冷卻塔集水池的有效容積和系統(tǒng)管道.換熱設備水側容積等。
1.9總溶固:水中所有溶解物質的量之和。
1.10堿度:水中的重碳酸鹽,碳酸鹽及氫氧化物之和。
1.11Ryznar穩(wěn)定指數(shù):用于判斷水的結垢.腐蝕趨勢。
Ｉ.Ｓ�。肌。� 水是結垢性的
Ｉ.Ｓ　＝�。� 水是穩(wěn)定性的
Ｉ.Ｓ　＞�。� 水是腐蝕性的
2.1術語縮寫:
2.1.1補水率: M
2.1.2蒸發(fā)損失: E
2.1.3風吹損失: D
2.1.4排污或排放率: B
2.1.5冷卻范圍或溫降度: △T
2.1.6循環(huán)量: R
2.1.7濃縮倍數(shù): K
2.1.8系統(tǒng)容積: HC
2.1.9總溶固: TDS
2.1.10Ryznar穩(wěn)定指數(shù): I.S

三、系統(tǒng)運行參數(shù)
循環(huán)水量R m3/h ： 6000
保有水量 m3 ： 1800
補充水量 m3/h ： 125.66
排污水量 m3/h ： 41.89
溫 差△T ： 6 – 8 ℃
設備材質 ： 碳鋼、銅、不銹鋼

四、處理技術標準
標準依據(jù)：國家標準（GB50050-95）
項 目 標 準
碳鋼腐蝕率 mm/a ＜ 0.125
不銹鋼、銅腐蝕率 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/ml 夏季 ＜ 5×105
冬季 ＜ 1×105
粘泥量 ml/m3 ＜ 4

五、系統(tǒng)存在問題
目前系統(tǒng)較大問題為系統(tǒng)中存在著大量的粘泥，粘泥形成的危害：粘泥是指金屬列管等內壁附著的粘質膜，生物粘泥主要由細菌及藻類等微生物的分泌產(chǎn)物粘附了水中懸浮雜質而形成，生物粘泥的產(chǎn)生主要會導致傳熱效率下降、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。

六、水質及特點（2003.9.28提供水樣分析化驗數(shù)據(jù)）
水 樣 分 析 項 目 分 析 數(shù) 據(jù)
補 充 水 循 環(huán) 水
P H mg/l / 8.4
鈣硬度（以CaCO3計） mg/l 200 /
總硬度（以CaCO3計） mg/l 240 /
總堿度（以CaCO3計） mg/l 180 140
電 導 us/cm 1189 /
C l- mg/l 210 /
總 鐵 mg/l / 0.3
根據(jù)貴廠提供水樣分析化驗值反映，該水水質硬度較高，屬結垢型水，根據(jù)
我們對多家電廠處理經(jīng)驗及理論計算與試驗結果，我們認為貴廠循環(huán)水濃縮倍數(shù)
控制在3.0是可以實現(xiàn)的。從表1我們可以看出該水質硬度比較高，屬嚴重結垢
型水，同時氯離子含量也比較高，因此要求重點考慮阻垢、除垢兼顧緩蝕性能的自動消垢凈。

七、藥劑配方的確定
7.1 針對系統(tǒng)與補充水質特點并結合我們的處理經(jīng)驗，該循環(huán)水系統(tǒng)控制濃縮倍數(shù)主要與系統(tǒng)結構和狀況、藥劑性能、補充水水質相關。系統(tǒng)結構和狀況現(xiàn)已確定，補充水水質根據(jù)需要可以調節(jié)，因此選用我公司高性能的高效阻垢、除垢緩蝕劑---自動消垢凈�，F(xiàn)場無論是采用生水或弱酸軟化水作為補充水，只要控制好水中的藥劑的濃度以及硬度和堿度，保證系統(tǒng)的常年無垢運行。
7.2 配方商品名：
自動消垢凈
7.3 主要成分：
粘泥剝離劑、除垢防垢劑、殺菌滅藻劑、阻垢分散劑、鈍化保養(yǎng)劑等。
7.4藥劑性能：
7.4.1、阻垢能力強：本品通過對鈣、鎂、鹽晶格嚴重畸變及形成與之相關的絡合物，并在自身具備的強分散能力等作用下，使水中含有量較大的Ca2+、Mg2+、SiO23-等時，仍有很好的阻垢效果，尤其在高溫情況下高濃縮倍數(shù)時有較好的穩(wěn)定性。與我所生產(chǎn)的新型廣譜殺菌滅藻劑并用時，阻垢效果及殺菌滅藻效果具有一定的協(xié)同效果。
7.4.2、除垢徹底：本品對阻垢劑未能完全阻止的所有類型水垢，具有徹底清除作用；對系統(tǒng)中已有的所有類型水垢，同樣具有一定的清除能力。
7.4.3、分散性明顯：本品對水中的各類懸浮物具有良好的分散性，從而有效地防止系統(tǒng)中污垢的沉積，使懸浮污垢的懸浮物在流經(jīng)旁濾池或排污時被除去。
7.4. 4、緩蝕性能好：本品能同時抑制共軛反應中的陽極反應和陰極反應，具備混合型緩蝕劑的特征。在冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中同時使用碳鋼和銅合金時，其腐蝕速度都能達到到國家標準《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》（GB50050-95）的要求，即碳鋼腐蝕速度＜0.125mm/a ；銅及不銹鋼＜0.005mm/a。
7.4. 5、成膜護膜率高：本品能夠有效的維護和強化由運行凈清洗時形成的膜（指采用我公司的無酸型不停車系統(tǒng)運行過程中的清洗劑“消垢凈”，在除垢過程中同時所形成的金屬鈍化膜），并在此基礎上不斷形成新的金屬保護膜，進一步降低了系統(tǒng)運行過程中的各類腐蝕。
7.4.6、抗氧作用明顯：采用本品所形成的金屬鈍化膜，能夠極大的降低金屬對水中溶解氧化學反應的可能。除垢清洗徹底：本品除完成阻垢、緩蝕、成膜護膜的同時，又具備同期除垢的特有性能，這是在水處理劑中加入運行凈技術的結果，使徹底性的阻垢變?yōu)楝F(xiàn)實；這也是“終無垢”達到水系統(tǒng)終生無須清洗的技術關鍵，也是我公司的專有技術之一。
7.4.7、對水質要求低：本品在循環(huán)水pH=6～10之間，均可正常發(fā)揮作用，水中所含Cl-濃度大小，對本品不產(chǎn)生明顯影響。
7.4. 8、有效的抑制電化學腐蝕作用：由于本品對金屬腐蝕具有抑制陰極、陽極的混合型緩蝕能力。另外，本品自身組成以聚合物為主，使用過程中對循環(huán)水的電導率無明顯影響。
7.4. 9、符合環(huán)保排放要求的無毒性產(chǎn)品。
7.4.10、有效降低和緩解微生物及粘泥形成的速度。


八、試驗報告
8.1 靜態(tài)阻垢試驗
8.1.1試驗方法
按現(xiàn)場水質條件配制試驗水樣，將試驗水樣置于500ml容量瓶內，加入各組份配方，在80℃的恒溫水浴鍋內放置10小時，冷卻后過濾測定剩余的Ca2+、M-堿度，計算阻垢率。
8.1.2阻垢率計算公式

Ca02+ － Ca22+
η＝─────────×100%
Ca12+ － Ca22+
式中：Ca02+——加藥試驗后剩余的Ca2+濃度 mg/l
Ca12+——試驗前水樣中的Ca2+濃度 mg/l
Ca22+——空白（不加藥）試驗后的Ca2+濃度 mg/l
8.1.3試驗結果：
試 驗 配 方 阻 垢 率 %
自動消垢凈 1000ppmm 79.05
自動消垢凈 2000ppmm 94.80
自動消垢凈 2500ppmm 98.70
自動消垢凈 3500ppmm 99.80
注：①以上投加濃度均以商品濃度計。
②上表可以看出，投加自動消垢凈 35000ppmm能起到良好的阻垢效果，下面在旋轉掛片裝置上進一步驗證JZ-403的緩蝕率。
8.2 旋轉掛片腐蝕試驗
8.2.1試驗方法 （化工部頒HG/T2159-91《旋轉掛片法》）
通過測定試片在水中的失重計算腐蝕速率。將試驗水樣置于2000ml燒杯中，加入不同濃度的試驗藥劑，于50℃的水浴中旋轉72小時，取出試片，經(jīng)處理后計算腐蝕速率，以此來評價水穩(wěn)劑的緩蝕性能。
8.2.2試驗條件
試片材質 ：銅、碳鋼、不銹鋼
試驗溫度 ：50±1℃
試片線速度：0.35 m/s
試驗周期 ：72 h
8.2.3腐蝕率計算公式

87600•ΔW
　　　　X＝——————— mm/a
A•T•D
式中：X——試片腐蝕速率 mm/a
87600——計算常數(shù)
ΔW——試片失重 g
A——試片表面積 cm2
T——試驗時間 h
D——材質密度 g/cm3
8.2.4試驗結果見表4：
試 驗 配 方 銅腐蝕率mm/a 不銹鋼腐蝕率mm/a 碳鋼腐蝕mm/a
自動消垢凈 1000ppmm 0.0059 0.005 0.097
自動消垢凈 2000ppmm 0.0048 0.0043 0.0323
自動消垢凈 2500ppmm 0.0037 0.0032 0.00275
自動消垢凈 3500ppmm 0.0025 0.0024 0.0085
空 白 0.0075 0.0098 0.382
從上表可以看出，自動消垢凈投加3500ppmm，腐蝕得到很好的控制，均低于GB50050-95規(guī)定，能適合貴公司循環(huán)冷卻水處理要求。
8.3結論：
綜觀上述試驗數(shù)據(jù)，我們認為自動消垢凈 3500ppmm能夠滿足貴集團的循環(huán)水水質穩(wěn)定要求達到中石化標準很好級。因此我們向貴集團推薦使用。

九、處理方案
由于目前系統(tǒng)中存在著大量的粘泥、生物菌藻、水垢，我們建議，先進行一次加入自動消垢凈6.3噸，然后運行一個月，再轉入日常的阻垢、消垢緩蝕。
以后每隔七天投加一次，每次200公斤。
十、費用估算
按R=6000 m3/h 、保有水量=1800 m3、全年運行300天計算：
第一年需藥劑6.3+8.7=15噸，費用45萬元。
以后每年藥劑10噸，費用30萬元。

十一、技術服務承諾：
11.1為客戶篩選制訂水處理方案。
11.2為客戶代培有關循環(huán)水分析、操作人員。
11.3循環(huán)水系統(tǒng)在清洗予膜期間，我公司將派技術人員進行現(xiàn)場指導
11.4進行定期或不定期的現(xiàn)場走訪，發(fā)現(xiàn)問題及時調整解決。
11.5保證及時提供質優(yōu)價廉的藥劑。

以上處理方案將作為客戶應用水處理藥劑時參考。我公司真誠地希望能與貴公司合作，真正管理和使用好集團循環(huán)冷卻水，保證系統(tǒng)安全、高效、滿負荷運轉。

聯(lián)系人：朱明君，電話：13153759688，

發(fā)表時間：2008-11-16

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