空壓機(jī)冷卻器結(jié)垢原因分析及處理

[摘 要]新鄉(xiāng)豫新公司四臺(tái)儀用空壓機(jī)（L132C-9W）、三臺(tái)大輸灰空壓機(jī)（L250-07W）是水冷式噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。運(yùn)行中冷卻水源來自廠工業(yè)水系統(tǒng)，空壓機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常因溫度高報(bào)警跳閘，在夏季尤其嚴(yán)重。分析原因并提出相應(yīng)對(duì)策，制定處理方案。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)反應(yīng)工程；冷卻器；結(jié)垢；碳酸鹽

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0058-01

1 概述

豫新公司300MW機(jī)組共有空壓機(jī)11臺(tái)，其中儀用空壓機(jī)4臺(tái)、大輸灰空壓機(jī)3臺(tái)、小輸灰空壓機(jī)4臺(tái)（風(fēng)冷），分別供給300MW機(jī)組儀用氣以及電除塵除灰氣源。

四臺(tái)儀用空壓機(jī)（型號(hào)L132C-9W）、三臺(tái)大輸灰空壓機(jī)（型號(hào)L250-07W）是上海康普艾壓縮機(jī)有限公司生產(chǎn)的水冷式噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。運(yùn)行中冷卻水源來自廠工業(yè)水系統(tǒng)，備用水源為消防水。儀用空壓機(jī)單臺(tái)冷卻水量3.3m3/h、輸灰空壓機(jī)單臺(tái)冷卻水量6.6 m3/h、冷凍式空氣干燥器4.2 m3/h，冷卻水量總計(jì)需45.6 m3/h，冷卻水壓力日常維持在0.4Mpa左右。

2 存在問題

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

空壓機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常因溫度高報(bào)警跳閘主要是因?yàn)槔鋮s器存在大量水垢，堵塞冷卻水管，影響冷卻水流量，熱交換效果差，全部堵塞后甚至無法起到冷卻作用，造成空壓機(jī)因溫度高跳閘不能正常投入使用。

2.2 現(xiàn)狀分析

空壓機(jī)冷卻器冷卻水源為工業(yè)水，水質(zhì)PH值高，硬度較大（10 mmol/L左右），當(dāng)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量使冷卻水溫超過40℃時(shí)（空壓機(jī)廠家建議冷卻水流出溫度應(yīng)低于50℃），冷卻水中鹽類析出加劇，使冷卻器表面結(jié)垢。

2.3 不良后果

因頻繁結(jié)垢，需要人工清除水垢，檢修工作量大；同時(shí)因結(jié)垢熱交換效果差，油溫高，粘度減低，軸承很可能出現(xiàn)磨損，造成設(shè)備安全隱患。

3 原因分析

新鄉(xiāng)豫新公司生產(chǎn)所需用水采用地表水，由于水中含有各種鹽類，特別是CA2+、MG2+的重碳酸鹽非常豐富，為了除去天然水中懸浮物和膠體雜質(zhì)，采用了混凝沉淀（澄清）及過濾處理，水經(jīng)過混凝沉淀（澄清）處理后，濁度降至10FTU以下，能滿足工業(yè)用水的水質(zhì)要求?？諌簷C(jī)冷卻水就是經(jīng)過澄清器加石灰預(yù)處理后的水，若加石灰量不當(dāng)，pH控制不合理，冷卻水在循環(huán)過程當(dāng)中，由于溫度的升高、鹽類的濃縮等原因，往往會(huì)形成比較堅(jiān)硬的碳酸鹽水垢【1】。

3.1水質(zhì)化驗(yàn)

與空壓機(jī)冷卻水相接近的水是循環(huán)水補(bǔ)水，循環(huán)水是凝汽器冷卻水，循環(huán)水在循環(huán)冷卻過程中，由于不斷蒸發(fā)而使水中含鹽量增大，使得碳酸鹽硬度總是大于補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度。循環(huán)水中鈣、鎂的重碳酸鹽和游離的CO2之間的平衡關(guān)系為

Ca （HCO3）2→ CaCO3↓+ CO2↑+ H2O

當(dāng)循環(huán)水在冷卻塔中與空氣接觸時(shí)，水中游離的CO2就向空氣中大量流失，破壞了上述平衡關(guān)系，使反應(yīng)向生成碳酸鈣的方向移動(dòng)。水溫的升高，導(dǎo)致鈣、鎂碳酸鹽溶解度的降低，使碳酸鹽平衡關(guān)系進(jìn)一步向右移動(dòng)，所以又促使碳酸鹽垢從水中析出【2】。機(jī)組自投產(chǎn)以來，循環(huán)水回水溫度在夏季時(shí)達(dá)到42℃，凝汽器銅管未發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，而空壓機(jī)冷卻水為封閉式、單流向系統(tǒng)，結(jié)垢情況卻如此嚴(yán)重，為此對(duì)兩種水質(zhì)主要參數(shù)進(jìn)行分析比較如下：

3.2 原因分析

對(duì)空壓機(jī)冷卻器結(jié)垢進(jìn)行了辨識(shí)，采用在常溫的5%以下稀鹽酸中，垢全部溶解并釋放出氣體，因碳酸鹽水垢是各種水垢中最易溶于稀酸的，常見的無機(jī)酸與有機(jī)酸均可將其溶解。在用酸溶解碳酸鹽水垢時(shí)，將產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)馀?，這是其主要特征，故空壓機(jī)冷卻器所結(jié)的垢為碳酸鹽水垢。通過對(duì)工業(yè)水水質(zhì)全分析報(bào)表數(shù)據(jù)來看，空壓機(jī)冷卻水堿度較低，但酚酞堿度略高，PH值偏高，造成這種情況的原因有兩個(gè)方面：一是濾池至軟水池出水未加酸，二是澄清器中石灰加藥量偏高造成。

4 對(duì)策及處理方案

經(jīng)過調(diào)研，對(duì)減緩冷卻器結(jié)垢提出如下建議：運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)澄清器加石灰量的監(jiān)督與調(diào)整；恢復(fù)濾池至軟水池加酸，控制出水PH值在8.4～9.0范圍；在空壓機(jī)冷卻水前加水穩(wěn)劑，藥液濃度按循環(huán)水水穩(wěn)劑控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；空壓機(jī)室加強(qiáng)通風(fēng)。

4.1在空壓機(jī)冷卻水前直接加水穩(wěn)劑

擬在現(xiàn)場增加1個(gè)計(jì)量箱（帶攪拌器）和兩臺(tái)計(jì)量泵，通過計(jì)量泵將水穩(wěn)劑加入冷卻水進(jìn)水管。配藥時(shí)將母液配制稀些，這樣加藥緩沖性較大，避免冷卻水中水穩(wěn)劑含量忽高忽低。當(dāng)冷卻水補(bǔ)水量恒定時(shí)，根據(jù)配藥濃度，倒算出單位時(shí)間加藥量，調(diào)整好加藥泵行程和頻率并固定下來。

因冷卻水回水回到循環(huán)水塔中，加的水穩(wěn)劑藥品循環(huán)到?jīng)鏊小?/p>

4.2 空壓機(jī)室加強(qiáng)通風(fēng)

空壓機(jī)室通風(fēng)效果差，外部環(huán)境溫度19℃時(shí)，空壓機(jī)室溫度已達(dá)到27℃，運(yùn)行的空壓機(jī)冷卻水回水溫度達(dá)到36.3℃。目前空壓機(jī)室共有8個(gè)風(fēng)扇，檢查發(fā)現(xiàn)有4個(gè)風(fēng)扇風(fēng)葉沒有打開，其余的風(fēng)扇也應(yīng)該進(jìn)行清理。

因鹽類垢中以碳酸鹽為主，當(dāng)溫度升高時(shí)，CA（HCO3）2分解產(chǎn)生CACO3結(jié)垢，隨著溫度的升高，沉淀析出將會(huì)加劇。提高空壓機(jī)室的通風(fēng)效果，可以增強(qiáng)運(yùn)行空壓機(jī)各部件的散熱效果，有效減低冷卻水溫，減少碳酸鹽的生成。

4.3 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整

減緩空壓機(jī)冷卻器結(jié)垢的速度，要從減少碳酸鹽的生產(chǎn)著手，水溫對(duì)鹽類的析出影響巨大，在盡量控制水溫的同時(shí)需要加強(qiáng)澄清器加石灰量的調(diào)整，運(yùn)行部化水專業(yè)應(yīng)根據(jù)來水量的大小進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。同時(shí)濾池至軟水池加酸泵及PH表恢復(fù)后運(yùn)行要及時(shí)調(diào)整加酸量，控制出水PH值在8.4～9.0范圍內(nèi)。

5 改造后效果

對(duì)冷卻水加酸處理后，控制出水PH值在8.4～9.0范圍內(nèi)，并在空壓機(jī)冷卻水前加水穩(wěn)劑，同時(shí)加強(qiáng)空壓機(jī)室的通風(fēng)效果，可以有效的減緩碳酸鹽的析出，減輕空壓機(jī)冷卻器水垢的形成速度。

參考文獻(xiàn)

【1】陳志和，電廠化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)，中國電力出版社，2006，18-37。

【2】李培元，電廠化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)，中國電力出版社，2006，221-222。

作者簡介 鄧瑞霞，女，大學(xué)，工程師，在新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司生產(chǎn)技術(shù)部從事化學(xué)技術(shù)管理工作。電子信箱13937312569drx@sina.com。