300MW機(jī)組循環(huán)水處理工藝優(yōu)化的研究

付玉

【摘 要】針對(duì)云河發(fā)電有限公司2×300MW循環(huán)流化床機(jī)組循環(huán)水處理過(guò)程中用藥劑量大，控制濃縮倍率低，補(bǔ)充水量大等問(wèn)題，分析原因，通過(guò)對(duì)循環(huán)水處理指標(biāo)優(yōu)化處理及增設(shè)循環(huán)水加酸系統(tǒng)，有效解決了循環(huán)水補(bǔ)水量大及循環(huán)水處理用藥劑量大的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水；濃縮倍率；阻垢劑；加酸 0.概述

循環(huán)冷卻水用水量占據(jù)了整個(gè)廠用水量的80%，在降低補(bǔ)充水用量的同時(shí)，要防止水質(zhì)不結(jié)垢、不腐蝕，保證循環(huán)水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。云河發(fā)電有限公司#5、#6機(jī)組為2×300MW循環(huán)流化床燃煤機(jī)組，循環(huán)水補(bǔ)充水為西江水，自從2011年投運(yùn)后，電廠對(duì)補(bǔ)充水的需求量超過(guò)了1276m3/h的工程設(shè)計(jì)值。2012年特對(duì)#5、#6機(jī)組循環(huán)冷卻水控制指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，確定了循環(huán)水最優(yōu)運(yùn)行工況下的加藥量及控制標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)增設(shè)循環(huán)水處理加酸系統(tǒng)，從而做到既保證機(jī)組安全運(yùn)行，又最大限度節(jié)約水資源的目的。

1.循環(huán)水系統(tǒng)介紹

云河發(fā)電有限公司#5、#6號(hào)機(jī)組循環(huán)冷卻水為西江補(bǔ)水，運(yùn)行時(shí)經(jīng)斜板沉淀池過(guò)濾后補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)，系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)如下：

表1-1 循環(huán)水系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)

凝汽器材質(zhì)：凝汽器管板TP304+SA516Gr.70；主冷卻區(qū)TP304不銹鋼。

2.優(yōu)化原理

對(duì)循環(huán)水阻垢劑進(jìn)行加藥實(shí)驗(yàn)，確定適合本廠原水水質(zhì)的加藥量，并根據(jù)模擬現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)冷卻水的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)實(shí)驗(yàn)確定循環(huán)阻垢劑加藥量進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)。采用掛片法測(cè)定HSn701-A銅試片、TP304不銹鋼試片、碳鋼試片在所確定的循環(huán)水水質(zhì)情況下的均勻腐蝕速率。確定在這種濃縮倍率下實(shí)際運(yùn)行中的控制參數(shù)及指標(biāo)。

3.試驗(yàn)儀器及方法

3.1試驗(yàn)儀器

動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)臺(tái)主要是模擬循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行工況，主要由集水箱、循環(huán)泵、流量計(jì)、腐蝕監(jiān)視管、模擬冷卻器等，其簡(jiǎn)要系統(tǒng)見(jiàn)圖4-1。

1-抽風(fēng)裝置2-腐蝕監(jiān)視管3-溫度計(jì)4-換熱管5-循環(huán)泵6-流量計(jì)

圖3-1 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)圖

3.2試驗(yàn)方法

因本廠循環(huán)水處理系統(tǒng)沒(méi)有殺菌劑，故以氯離子濃度為判斷濃縮倍率的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)極限碳酸鹽硬度確定目前所使用阻垢劑的加藥量。將腐蝕指示片裝入不同內(nèi)徑的監(jiān)視管內(nèi)，調(diào)節(jié)排污量，保持濃縮倍率穩(wěn)定在要求的范圍內(nèi)，將試片掛入系統(tǒng)內(nèi)，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，判斷腐蝕情況。

4.數(shù)據(jù)分析

4.1補(bǔ)充水水質(zhì)分析

對(duì)西江補(bǔ)充水進(jìn)行水質(zhì)分析，分析結(jié)果見(jiàn)4-1。

4.2阻垢劑性能實(shí)驗(yàn)

對(duì)現(xiàn)使用的阻垢緩蝕劑進(jìn)行極限試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

將補(bǔ)充水堿度調(diào)至1.20mmol/L，阻垢緩蝕劑加藥量為5mg/L和8mg/L時(shí)，濃縮倍率達(dá)不到5～6的工業(yè)應(yīng)用要求；將補(bǔ)充水堿度調(diào)至1.0mmol/L時(shí)，均滿足工業(yè)應(yīng)用要求。因此后續(xù)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)將補(bǔ)充水堿度調(diào)至1.0mmol/L，阻垢緩蝕劑加藥量5mg/L來(lái)濃縮運(yùn)行。

4.3動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)

在補(bǔ)充水中加入阻垢緩蝕劑量為5mg/L，動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)濃縮倍率達(dá)到5.5倍（以Cl-計(jì)），向監(jiān)視管內(nèi)掛入腐蝕掛片，系統(tǒng)開(kāi)始排污。通過(guò)調(diào)整排污量使?jié)饪s倍率穩(wěn)定在5～6倍左右。

由圖4-3可以看出，動(dòng)態(tài)運(yùn)行A-B段時(shí)間內(nèi)，循環(huán)水處于濃縮階段，此階段濃縮倍率逐漸上升。B-C期間，循環(huán)水進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，濃縮倍率（以Cl-計(jì)）保持在5.01～6.04倍之間，ΔK≤0.2 循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)結(jié)垢傾向。

4.4動(dòng)態(tài)腐蝕掛片試驗(yàn)

循環(huán)水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)濃縮倍率達(dá)到5.5倍后，向試驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)視管內(nèi)掛入腐蝕試片，在循環(huán)水穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，觀察試片的變化。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，不同管徑的腐蝕監(jiān)視管內(nèi)壁依舊干凈透明，碳鋼掛片上逐漸有少量棕褐色疏松狀粘泥附著。試驗(yàn)結(jié)束后，取下監(jiān)視管及掛片，所附著的粘泥容易沖洗，且沖洗后，對(duì)試片表面進(jìn)行觀察，HSn701-A銅試片和TP304不銹鋼試片表面依舊光亮，碳鋼試片表面有腐蝕痕跡，腐蝕速率的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4-4所示。

由表4-4的試驗(yàn)結(jié)果看出，碳鋼試片腐蝕速率約為0.380mm/a～0.514mm/a，超過(guò)碳鋼設(shè)備傳熱面水側(cè)腐蝕速率應(yīng)小于0.075mm/a的規(guī)定要求，說(shuō)明循環(huán)水腐蝕性較強(qiáng)；HSn701-A銅試片和TP304不銹鋼試片在循環(huán)水中的腐蝕速率很小，在不同流速下均能夠滿足換熱管均勻腐蝕速率≤0.005mm/a的要求。

4.5循環(huán)水優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果及改進(jìn)措施

（1）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果看出，循環(huán)水中加入原阻垢緩蝕劑5mg/L，濃縮倍率可控制在5.01～6.04，Cl-含量大約在31.80mg/L～38.30mg/L之間。

（2）在動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)過(guò)程中，循環(huán)水無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，HSn701-A銅試片、TP304不銹鋼在循環(huán)水中的腐蝕速率均滿足≤0.005mm/a的規(guī)定要求。

（3）碳鋼試片腐蝕速率約為超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明循環(huán)水腐蝕性較強(qiáng)。

（4）為了提高循環(huán)水濃縮倍率，降低循環(huán)水系統(tǒng)用水量，循環(huán)水增設(shè)加酸調(diào)節(jié)系統(tǒng)（裝置如圖5-5）。通過(guò)加酸調(diào)節(jié)pH值，可以將循環(huán)水的濃縮倍率提高至2.5～4.0，有效地降低循環(huán)水系統(tǒng)用水量。加酸量控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5-6

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定循環(huán)水運(yùn)行時(shí)控制指標(biāo)。見(jiàn)表4-7

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本次對(duì)循環(huán)冷卻水的優(yōu)化研究，調(diào)整了阻垢緩蝕劑的加藥量，在循環(huán)水加酸系統(tǒng)配合的調(diào)解下同時(shí)控制原水中的堿度，在增大循環(huán)水的濃縮倍率（由2.5上升至3.5）的同時(shí)，控制加酸后循環(huán)水的pH值，保證水質(zhì)穩(wěn)定。電廠新鮮水補(bǔ)水量由之前1200t/h降低到1000t/h。阻垢劑的用量也相應(yīng)減少，經(jīng)濟(jì)效益良好。

【參考文獻(xiàn)】

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