电厂循环水系统水处理方式调整及其效果分析

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为尽快降低电厂循环水系统的腐蚀速率, 实现 系统的稳定运行, 电厂循环水系统运行方案的调整 和完善采用了分步实施的方式, 在旁滤设备等配套 工艺设备未到位前, 2005 年 4 月—6 月先进行了加 药水质稳定控制, 从 2005 年 8 月开始旁滤设备正式
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工业水处理 2006 - 08, 26( 8)
[ 关键词] 电厂; 循环水; 腐蚀; 水质控制; 缓蚀阻垢; 旁滤 [ 中图分类号] TQ085+.412 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1005 - 829X( 2006) 08 - 0089 - 04
中石化天津公司热电厂有 6 台发电机组, 总装机 m3 /h, 温 差 8 ~10 ℃。 凝 汽 器 管 材 质 为 海 军 黄 铜
<5 000 1 290 1 148 1 600 1 565 1 696 1 386 2 164 2 288 1 787 3 286 3 750 3 280 2 810 2 650 3 005
<20 430 410 594 516 568 448 700 750 620 1 200 1 440 1 180 1 000 920 1 010
浓缩倍数
pH 电导率( 25 ℃) /
( μS·cm-1) 总碱度 /( mg·L-1) 总硬度 /( mg·L-1) 钙硬度 /( mg·L-1) 氯根 / ( mg·L-1) 正磷 / ( mg·L-1) 有机磷 /( mg·L-1) 溶铁 / ( mg·L-1) 铜离子 /( mg·L-1)
浊度 /FTU SiO2 / ( mg·L-1)
表 1 补水水质
电导率 / ( μS·cm-1)
总硬度( 以 总碱度( 以
CaCO3 计) / CaCO3 计) / ( mg·L-1) ( mg·L-1)
SiO2 / ( mg·L-1)
SO42- / ( mg·L-1)
Cl- / ( mg·L-1)
浊度 / ( mg·L-1)
600

225
15
48
<1 6.0 12.0 12.0 12.0 11.0 12.0 17.4 39.0 24.0 47.0 39.0 50.0 22.0 22.0 29.0
表 2 电厂循环水系统运行水质
标准 05 - 17 05 - 24 06 - 01 06 - 07 06 - 21 06 - 28 07 - 05 07 - 12 07 - 19 08 - 17 08 - 25 09 - 06 09 - 13 09 - 26 10 - 08 4 ~7 3.2 3.1 4.2 4.1 4.2 3.5 4.9 5.1 3.3 5.6 7.8 6 5.5 5.2 5.9 8.5  ̄ 9.5 8.82 9.00 9.15 9.10 9.24 9.17 9.31 9.39 9.25 9.46 9.53 9.48 9.42 9.38 9.46
由于循环水系统存在的以上问题, 造成电厂 6# 机运行 4 a 即全部更换铜管, 5# 机运行 5 a 即全部更 换为不锈钢管。2# 机曾因凝汽器真空度下降而进行 过机械清洗, 清洗出很多污垢, 铜管表面结垢情况严 重, 机组真空度较低, 2004 年统计凝结水水质合格 率仅有 89.7%。 2 运行方案
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经验交流
工业水处理 2006 - 08, 26( 8)
空气中的污染物大部分截流在循环水系统中, 在风 沙较大的春秋等季节更为明显, 而电厂循环水系统 的周边环境较差, 粉煤灰进入循环水系统使系统浊 度长期在 30 mg /L 以上( 最高超过 100 mg /L) , 由于 电厂循环水系统未设旁滤处理设备, 只能在生产条 件允许的情况下进行清池或加大排污降低系统中的 悬浮物含量, 这种方式不仅使水质波动大, 无法完全 避免硅垢的发生, 系统水耗也大。粉煤灰属细小的沉 积物, 会在流速不高的铜管内壁沉积下来, 即使胶球 清洗投用正常, 其清洗效果也很难保证。当系统中的 粉煤灰与滋生的细菌形成不致密的综合沉积物, 就 在铜管等金属表面形成屏蔽缝隙, 达到缝隙腐蚀要 求的条件, 形成典型的沉积物垢下腐蚀, 而这是造成 铜管短期腐蚀泄漏的主要因素。

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用等, 随着石化生产装置运行周期的不断提高, 对电 厂的设备安全、长周期运行及蒸汽水质的依赖和要求 也越来越高, 为此中石化天津分公司与热电厂经过广 泛调研、技术交流和方案讨论, 确定了电厂循环水系 统新的运行方案, 并在 2005 年投入运行, 经过近 1 a 的运行验证, 调整后的运行方案具有良好的效果, 不 仅腐蚀速率、沉积速率全面达标, 铜管内未有水垢沉 积, 浓缩倍数也达到了 6.0。 1 原系统问题
( 2) 灰水分散剂 NKC- 920A 是立足于分散为主,
设 之 初 预 期 的 分 散 阻 垢 目 的 。 灰 水 分 散 剂 NKC - 阻垢为辅而开发的药剂。实践表明药剂对高浊度水
920A 在浩良河化肥分公司的成功应用, 为公司生产 中悬浮颗粒分散性能的好坏, 关系到系统中悬浮物
系统长周期稳定运行发挥了重要的作用。投加灰水分 沉积量及结垢趋势的走向。
旁滤系统已成为循环水系统的标准配置, 此次旁滤 量按系统循环量的 4%设计。由于电厂循环水系统 运行浓缩倍数计划达到 6.0 以上, 为避免传统无阀 过滤器存在的水耗大、故障率高、占地面积大等因 素, 影响限制循环水系统高水平运行方案的实现, 在 电厂循环水系统旁滤设备选用了过滤精度为 55 μm 的盘式过滤器, 处理量 800 t /h 的盘式过滤器占地 面积不到 50 m2, 反洗耗水量只有过滤水量的 1%左 右, 且设备全自动运行, PLC 调节性控制, 可根据压 力和时间设定反洗条件。投入运行后采用激光衍射 仪分析, 过滤前 90%以上的颗粒的粒径在 80 μm 以 下, 而过滤后 90%以上的颗粒的粒径则在 40 μm 以 下, 对于此粒径的悬浮物由于粒径较小, 其沉淀性能 较差, 在水中不易沉积, 配合高效的分散剂, 系统残 余的小悬浮物对于铜管的危害已不大, 运行 1 a 后 实际抽管检查无悬浮物沉积情况。( 4) 实施循环水系 统加药控制方案, 投加水质稳定剂, 进行水质稳定控 制, 它由铜缓蚀剂、碳钢缓蚀剂、阻垢分散剂及杀菌 剂组成。使用水质稳定剂达到缓蚀控制是基本要求, 也比较容易做到, 但针对电厂循环水系统时特别强 调对药剂阻垢分散性能的要求。在确定电厂循环水 治理目标时, 充分考虑到循环水运行质量对汽机效 率的影响以及电厂原来采用全软化水运行的初衷, 提出要通过方案的实施, 不仅要控制腐蚀, 还要争取 达到凝结器铜管无水垢沉积的高质量处理目标, 为 此选用了 GE 的 AT 水处理方案, 该方案具有以下特 点: AT 碱性水处理方案, 是一种集腐蚀、污垢和微生 物控制于一体的综合水处理技术, 使用低剂量的正 磷酸盐和锌盐作为缓蚀剂; 采用高效专利分散剂 “HPS - 1”, 它的主要成分是磺酸盐多元共聚物, 可 分散各种悬浮固体、铁锈等, 并可防止磷酸钙、磷酸 锌等物质的结垢, 即使在循环水中悬浮物含量较高 的情况下, 也能表现出优良的分散效果; 采用专利的 耐卤素氧化的唑类 HRA 作为铜缓蚀剂, 避免传统 的 TTA、BTA 在 氧 化 性 杀 菌 剂 投 加 时 的 分 解 问 题 , 对凝汽器铜管达到更好的防腐蚀效果; 适合于高浓 缩倍率运行, 运行浓缩倍数达到了 6.0 以上。 3 运行效果
赵俊仁, 等: 电厂循环水系统水处理方式调整及其效果分析
投入运行, 整体方案全面实施, 2006 年又针对高浓 缩倍数( 6.0 以上) 运行时碱度偏高的情况, 进行了加
酸调整 pH。在 2005 年 5 月 17 日 — 10 月 8 日, 循 环水系统运行水质出现了显著变化, 结果见表 2。主
项目
容量为 200 MW, 其中 3、4 号机为备用。原电厂循环水 HSn70 - 1A、HSn70 - 1AB 和不锈钢。设计采用软化
系统采用全软化水做补充水, 未投加缓蚀阻垢药剂进 水作为补充水, 软化水的水质指标见表 1。
行水质稳定处理, 且系统未设旁滤设备。这种运行方 式虽然运行费用相对较低, 但也逐步暴露出影响电厂 生产稳定和设备安全的隐患和不足, 主要表现在铜管 腐蚀泄漏情况严重, 铜管寿命短, 检修费用高, 机组真 空度无法保证, 汽水水质受到影响, 机组无法及时备
在充分调研、论证及比较的基础上, 针对循环水 系统暴露出的问题和不足, 确定了调整循环水系统 水质控制方案, 完善系统配套工艺设施, 实现高浓缩 倍数及低沉积速率运行方式, 先后实施了以下改进 措施: ( 1) 为降低系统运行水质的腐蚀倾向, 调整循 环水的补水水质, 在软化水的基础上补加部分未脱 盐的地下水, 并计划在循环水系统加酸设施到位后, 进一步降低软化水的使用比例, 使用软化水及地下 水的比例视系统运行浓缩倍数、pH 和沉积速率指标 确wk.baidu.com。( 2) 设置水质自动化控制系统。为实现循环水系 统的高效、节水运行, 系统应实现高浓缩倍数运行, 而在高浓缩倍数运行时系统实际上处于“亚稳定”状 态, 如果系统运行水质波动大, 超过水质控制范围, 将会直接影响处理结果。由于电厂循环水系统分属 汽机、化学两个车间管理, 没有专门的运行控制岗 位, 导致原浓缩倍数及运行水质波动非常大。在循环 水系统实施了以电导率、ORP、pH 等简单实 用 的 在 线监测仪表和计量泵、控制器为基础的循环水自动 加药补水调整控制系统, 通过每周进行化验标定, 成 功实现了循环水系统的稳定运行。( 3) 循环水系统增 加旁滤设备, 使电厂循环水系统具备主动处理控制 手段, 主要用于控制系统中易沉积的悬浮物的含量。
循环冷却水系统平均循环水量 16 000 ~24 000
由于电厂循环水系统直接关系到发电机组的运 行效率, 因此, 原电厂循环水系统采用了全部软化水 作 补 充 水 可 以 有 效 避 免 在 凝 结 器 铜 管 结 碳 酸 钙 、碳 酸镁等水垢, 确保凝结器的换热效率, 但水质的腐蚀 倾向增加。在中石化天津分公司采用在线腐蚀速率 检测仪对 11 套循环水系统开展的月度腐蚀速率检 测中, 电厂循环水系统在线腐蚀速率均在 0.15 mm/a 以上, 是其他循环水系统的 8 ~10 倍。
另外, 电厂原循环水系统悬浮物多、浊度高 , 冷 却塔在冷却循环水过程中存在“洗涤”空气效应, 将
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
通过实际使用证明, 灰水分散剂 NKC - 920A 对于整 了系统长周期稳定运行, 经济效益显著。
个灰水系统具有非常明显的阻垢效果, 达到了工程建
第 26 卷第 8 期 2006 年 8 月
工业水处理 Industrial Water Treatment
Vol.26 No.8 Aug, 2006
电厂循环水系统水处理方式调整及其效果分析
赵俊仁, 杨志刚
( 中石化天津分公司, 天津 300271)
[ 摘要] 针对电厂原循环水系统运行过程中暴露出的不足和隐患, 通过实施运行方案调整和系统完善, 有效地解 决了凝汽器铜管腐蚀泄漏问题, 延长了设备的使用寿命, 满足了电厂长周期安全运行的需要。
[ 作者简介] 臧立彬( 1972— ) , 工程师, 1994 年毕业于齐齐哈尔轻工 学院, 黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司 生产部部长, 电话: 0454- 8197200, 13845821056, E-mail: zanglibin@126.com。
[ 收稿日期] 2006 - 04 - 28
散剂 NKC- 920A 每年费用仅为 70 万元, 而为企业带
( 3) 灰水分散剂 NKC - 920A 是低毒、无害、环保
来的综合经济效益近千万元。
的药剂, 具有良好的社会效益。
4 结论
( 1) NKC - 920A 灰 水 分 散 剂 专 门 针 对 高 浊 、高 温、高硬度的德士古黑灰水特点, 于 1994 年 7 月开 发成功, 2004 年 7 月应用于浩良河化肥分公司德士 古水煤浆加压气化黑灰水系统, 至今运行良好, 保证
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