热电循环冷却水处理配方及应用研究

Posted 2023-01-14 系统

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[摘要]针对热电系统循环冷却水的特点，通过对目前存在的问题进行分析，采用国内先进的膦羧酸、AMPS多元共聚物等水处理单剂，研究开发出具有较好技术经济性能的配方、在线清洗方案。并结合企业实际，摸索出一套行之有效的运行管理办法。经过为期6个月的工业应用试验表明。该方案不仅有效地解决了存在的问题．使各项缓蚀阻垢性能均达到中石化规定要求，而且浓缩倍数也得到了有效提高，取得了明显的经济效益和环境效益。

[关键词]热电循环冷却水；缓蚀阻垢；水处理剂

连云港碱厂热电循环冷却水主要供12 000 kW发电机组的冷凝器及辅助设备冷却，循环水总量3 200 m3／h，原设计的冲灰水由冷却水系统排水供给。因而补水量较大，浓缩倍数偏低，因此自该系统投产以来，一直没有对冷却水进行处理。实践证明，近年来冷却效果明显下降，夏季给水温度曾高达37℃ ，导致发电负荷降低达10％左右，采用购置外网电，满足生产平衡，使本厂纯碱生产成本提高，经循环冷却水系统普查发现凝汽器换热管结垢严重，冷却塔中填料堆积大量微生物污泥，因此对热电循环水系统进行水质稳定处理势在必行。

1 循环冷却水系统的特点

热电循环冷却水系统的特点：(1)换热设备繁多，大小不均，而材质多样，包括碳钢、不锈钢、H68黄钢，热介质温度不一，给水处理运行带来一定困难；

(2)热电循环冷却水系统紧邻碱厂石灰石堆放场和热电车间煤场，往往在天气干燥和季风较大时，空气中常带有大量的粉尘及钙渣等固体，循环冷却水在冷却塔中进行热交换时，大量粉尘和钙渣进入到循环水中，造成系统悬浮物、浊度偏高；(3)我厂采用生产水作为循环水的补充水，水的硬度及碱度均较大，溶固含量高。

2 实验部分

2．1 水质

首先我们对补充水、循环冷却水的水质进行了全面分析，结果见表1。

根据表1数据计算不同浓缩倍数下的Langelie饱和指数和稳定指数。通常稳定指数为5．0～6．0时，水是结垢型水，稳定指数为3．5～5．0时，水严重结垢。

由表2可以看出，冷却水采用直流供水时为轻微结垢型水。而当浓缩倍数提高到2．0～3．0时，冷却水产生中度至严重结垢。由此可见，热电循环水处理重点应是阻垢，但由于本厂地处海边，水中Cl榷度较高．循环水浓缩后水中离子浓度增加，再加上其他腐蚀因素，因此腐蚀问题不容忽视。从垢样分析结果看，主要沉积物是碳酸钙垢和微生物黏泥(见表3)，因此，水质稳定主要阻碳酸钙垢和进行微生物控制。

2．2 循环冷却水处理配方设计

根据上述分析并结合热电循环水特点．我们提出以新型有机磷羧酸、AA—AMPS高聚物和铜缓蚀剂为主体，并辅以氯系氧化性杀菌剂和异噻唑啉酮非氧化性杀菌灭藻剂的处理方案。采用中石化试验法进行静态阻垢试验、旋转挂片腐蚀率试验和杀菌灭藻试验。并在实验室实验基础上．进行工业实验。取得了满意效果。

2.3 实验室实验

实验条件：腐蚀实验采用RCC—I型旋转挂片仪，现场水，温度60℃，转速75 r／rain，96 h；阻垢实验温度80℃，10 h。实验结果见表4、表5。

从表4、表5可以看出。该配方具有良好的缓蚀阻垢性能，适合于本厂热电循环冷却水高悬浮物系统。具备工业应用实验条件。

2．4 工业实验

工业实验在本厂热电循环冷却水系统进行．为了提高水处理剂使用效果．针对目前循环水系统垢沉积，菌藻滋生严重，悬浮物浓度高的特点，对循环水系统进行一次不停车化学清洗。

2．4．1 清洗方案

投加氧化性杀菌剂优氯净、分散剂40 mg／L，运行24 h，杀灭系统表面的菌藻：投加季铵盐剥离剂4OO mg／L，循环运行约24 h，使生物黏泥剥落进入系统。投加系统清洗剂(内含有机酸洗剂、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂)质量浓度2 000 mg／L．用工业盐酸调节循环水pH至5．0左右，循环运行约24 h。在杀生剥离和清洗除垢过程中。每隔1～2 h分析循环水浊度、硬度、pH等指标，监测清洗效果和确定清洗时间，待其值达到最大值时，停止清洗。连续加大系统补水量、排水量，对系统进行水质置换直至系统水质符合要求。

2．4．2 工业实验方案

不停车清洗结束后．投加预膜剂300 mg／L进行预膜。预膜结束后，调节系统的补排水量。将预膜液的总磷质量浓度降低到2．5 mg／L左右，投加缓蚀阻垢剂100 mg／L，逐步将系统的总磷质量浓度控制在5～7 mg／L，循环水浓缩倍数控制在2．5～3．0，系统进入正常运行。

采用现场模拟监测换热器进行监测，结果见表6。

从表6可以看出．各项指标均达到中石化规定要求，取得令人满意的效果，有力支持了热电系统满负荷运行。

3 经济效益评价

热电循环冷却水系统加药处理后，浓缩倍数从原来的1．5倍提高到3倍，有效降低了新鲜水用量，提高了机组换热效率．使发电机组达到满负荷运行。仅以

2001年7 9月为例．在外部条件与上年相同的条件下，凝汽器真空度上升0．01 MPa，则机组新增发电能力1 000 kW，全年可增发电量8．64x 106 kW·h，年创效益85万元，扣除相关费用，每年可产生直接经济效益约3O万元。

4 结论

实践证明，对没有进行过水质稳定处理、水质工况条件恶劣的循环冷却水系统．只要选择正确的药剂配方，合理的操作方法，良好的运行管理，一定会获得良好的经济效益和环境效益。

[参考文献]
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[4]王忠．齐鲁石化热电厂循环冷却水处理中存在的问题及治理对策[C]．中石化第七届水处理技术研讨会论文集，2000．167—169 作者: 叶君树，余艳华，尚德波