電廠循環(huán)水處理藥劑的應(yīng)用

張艷兵

【摘 要】電廠循環(huán)冷卻水處理過程中主要存在著結(jié)垢與腐蝕兩大問題，而這些問題在高堿、高硬、高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行時(shí)則更為突出。通過現(xiàn)場監(jiān)測試驗(yàn)與三年來的現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)踐證明，該藥劑完全可以滿足現(xiàn)場運(yùn)行的要求。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水；凝汽器；結(jié)垢；腐蝕

火力發(fā)電廠作為用水大戶，在循環(huán)冷卻水處理過程中，主要存在著結(jié)垢與腐蝕的問題，而這些問題在高堿、高硬、高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，則問題更為嚴(yán)重。凝汽器銅管腐蝕是火力發(fā)電廠普遍存在的問題。

1 試驗(yàn)室試驗(yàn)

1.1 水質(zhì)類型分析

在試驗(yàn)前，利用RSI穩(wěn)定指數(shù)對水質(zhì)加以判斷，以助于水處理藥劑配方的選擇。計(jì)算結(jié)果見表。

表1 RSI穩(wěn)定指數(shù)

注：S為嚴(yán)重結(jié)垢.

從表1可明顯看出，該電廠補(bǔ)水在濃縮倍數(shù)3.0以上時(shí)結(jié)垢趨勢極強(qiáng)，且在高溫側(cè)結(jié)垢更為嚴(yán)重，所選藥劑配方必須有良好的阻垢性能；另外，隨著濃縮倍數(shù)的提高，腐蝕性離子的增加和微生物的富集，其腐蝕性也不容忽視。在電廠中，尤其要考慮凝汽器銅材的腐蝕問題。所以，在試驗(yàn)過程中要兼顧腐蝕和結(jié)垢兩方面的因素。

1.2 靜態(tài)阻垢

各種阻垢劑添加到冷卻水中，阻垢劑通過絡(luò)合、分散和晶格畸變等作用來控制結(jié)垢的形成。絡(luò)合作用的結(jié)果是使得成垢離子與絡(luò)合劑作用生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而阻止其與成垢陰離子的接觸，以使成垢的機(jī)率大大下降；分散作用的結(jié)果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長：晶格扭曲作用的結(jié)果是阻止成垢粒子在其規(guī)則的晶格點(diǎn)陣上排列，從而使所生成的污垢松軟，易被水流沖刷而帶走。若水中保留的鈣離子濃度越高，則阻垢效果就好，反之，則阻垢效果就差。

1.3 靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：水質(zhì)為現(xiàn)場補(bǔ)水（水質(zhì)見表1）。試驗(yàn)溫度為（50±1）cC，旋轉(zhuǎn)速度為160～180 r/nun，試驗(yàn)時(shí)間240h，腐蝕試件為現(xiàn)場換熱器銅管加工的銅環(huán)，材質(zhì)為HSn70-1A。

試驗(yàn)方法：試驗(yàn)參考化T行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉(zhuǎn)掛片法》（HG/T 2159-1991）。分別取1800mL試液置于燒杯中，將燒杯放入（50±1）℃的水浴中，試驗(yàn)銅環(huán)掛人燒杯中，并且每個(gè)試驗(yàn)銅環(huán)均不發(fā)生碰撞。試驗(yàn)過程中維持水樣的體積恒定，利用失重法，計(jì)算腐蝕速率。

1.4 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)

比較靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，所選各配方藥劑對現(xiàn)場銅材的緩蝕性能均達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（<0.005 mm/a）；而以膦羧酸共聚物為主劑的水處理配方TS- 51018在阻垢性能方面明顯優(yōu)于其他配方藥劑。

1.4.1試驗(yàn)條件

試驗(yàn)用配制水，水質(zhì)見表4。試驗(yàn)管規(guī)格為D25mm×05mm×15mm；流速1.5 m/s；進(jìn)水溫度32℃；出水溫度40—45℃：加熱蒸汽溫度（100±0.3）℃。

1.4.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)參考化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法》（HG/T 2160-1991）進(jìn)行。首先測定所用藥劑在試驗(yàn)水水質(zhì)中的極限碳酸鹽硬度和極限鈣硬，當(dāng)?shù)竭_(dá)極限濃縮倍數(shù)后，開啟排污?？刂葡到y(tǒng)的濃縮倍數(shù)維持在極限濃縮倍數(shù)的0.8倍左右，測定在該濃縮倍數(shù)下的污垢熱阻值。整個(gè)試驗(yàn)時(shí)間為360h。

動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果

2 現(xiàn)場應(yīng)用監(jiān)測試驗(yàn)

為了確保藥劑的可靠性，廠方?jīng)Q定利用14機(jī)組首先進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。

工業(yè)試驗(yàn)條件：循環(huán)水量R為35 000m3/h；溫差A(yù)t為8℃；系統(tǒng)容積為10000m3；換熱材質(zhì)為HSn70-1A；濃縮倍數(shù)N為（4.0±0.2）倍。

2.1 試驗(yàn)方法

2.1.1 藥劑阻垢性能的判定

電力系統(tǒng)一般以極限碳酸鹽硬度作為評定藥劑

阻垢性能的方法，即△A=N實(shí)際—N堿度<0.2，視為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行而無垢物沉積（N實(shí)際為實(shí)際濃縮倍數(shù)，N堿度為堿度濃縮倍數(shù)）。由于采取通氯殺菌的方法，故循環(huán)水的實(shí)際濃縮倍數(shù)用Mg2+來判定。所以現(xiàn)場阻垢效果的判定方法為△A=N Mg2+—N堿度<0.2則視為穩(wěn)定，無垢物沉積。

2.1.2 藥劑緩蝕性能的判定

腐蝕監(jiān)測試件為廠方提供換熱器銅管經(jīng)我院加工后制成銅環(huán)，共4枚，經(jīng)處理并稱重后掛入l#冷卻塔池。工業(yè)試驗(yàn)中TS - 51018的投加質(zhì)量濃度為12 mg/L。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

緩蝕試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 現(xiàn)場監(jiān)測緩蝕試驗(yàn)結(jié)果

3 經(jīng)濟(jì)效益

采用化工研究設(shè)計(jì)院TS系列水處理藥劑及技術(shù)后，據(jù)估算，在高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，較以前濃縮倍數(shù)在2倍左右時(shí)，一年至少可為廠里節(jié)水1.0×l06 m3。現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明，該處理方案，保證了生產(chǎn)裝置的連續(xù)運(yùn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4 結(jié)束語

（l）從現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，我院提供廠方的水處理劑TS -51018阻垢及緩蝕性能可完全滿足現(xiàn)場運(yùn)行要求。在濃縮倍數(shù)N= 4.22時(shí)，△A數(shù)值沒有增長趨勢，數(shù)值遠(yuǎn)低于電力系統(tǒng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)△A≤0.2；銅腐蝕率數(shù)據(jù)也遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的≤0.005 mm/a的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）目前，對水系統(tǒng)中藥劑濃度的檢測一般均采用傳統(tǒng)的化學(xué)方法，這些方法很難直接準(zhǔn)確地測出聚合物類阻垢劑的濃度，同時(shí)因步驟繁瑣不能快速地反應(yīng)出系統(tǒng)中藥劑的實(shí)際水平，使藥劑的補(bǔ)加滯后，難以保證藥劑的濃度處于最佳范圍。示蹤型水處理藥劑，因其聚合物結(jié)構(gòu)中含有示蹤基團(tuán)，在水中藥劑的濃度可通過示蹤檢測迅速而準(zhǔn)確獲得，能恰到好處地監(jiān)控加藥量，從而使過去難以測定的聚合物類藥劑檢測成為現(xiàn)實(shí)：同時(shí)，隨著國家對水體含磷量的要求，低磷或無磷水處理藥劑是今后的發(fā)展趨勢，因此研究開發(fā)準(zhǔn)確和快速對聚合物藥劑的檢測方法及配套的在線監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。這樣就避免了傳統(tǒng)方法因加藥不足造成的腐蝕、結(jié)垢或因加藥過量造成的浪費(fèi)，從而保證了藥劑應(yīng)用能獲得良好的處理效果。

[責(zé)任編輯：許麗]