电厂循环水系统水处理方式调整及其效果分析

第26卷第8期工业水处理Vol.26 No.82006年8月Industrial Water TreatmentAug,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。[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] T0085*.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m2/h，温差8~10%。凝汽器管材质为海军黄铜容量为200MW ,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。这种运行方表1补水水质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,主要表现在铜管电导率/总硬度(以总碱度(以Si0/ so,2/. Cl/ 浊度(us.cnm1)CGeCO,计)/CaCO,计)/(mg+L") (mg:L+) (mgL")(mg.L")腐蚀泄漏情况严重,铜管寿命短,检修费用高,机组真(mg+L*)_ (mg.L)空度无法保证,汽水水质受到影响,机组无法及时备602225154:<1用等,随着石化生产装置运行周期的不断提高,对电由于电厂循环水系统直接关系到发电机组的运厂的设备安全、长周期运行及蒸汽水质的依赖和要求行效率,因此,原电厂循环水系统采用了全部软化水也越来越高,为此中石化天津分公司与热电厂经过广作补充水可以有效避免在凝结器铜管结碳酸钙、碳泛调研、技术交流和方案讨论,确定了电厂循环水系酸镁等水垢,确保凝结器的换热效率,但水质的腐蚀统新的运行方案,并在2005年投人运行，经过近1a倾向增加。在中石化天津分公司采用在线腐蚀速率的运行验证，调整后的运行方案具有良好的效果,不检测仪对11套循环水系统开展的月度腐蚀速率检仅腐蚀速率、沉积速率全面达标,铜管内未有水垢沉测中,电厂循环水系统在线腐蚀速率均在0.15 mm/a积,浓缩倍数也达到了6.0。以上,是其他循环水系统的8~ 10倍。1原系统问题另外，电厂原循环水系统悬浮物多、浊度高,冷循环冷却水系统平均循环水量16000~24000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(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。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[作者简中国煤化工毕业于齐齐哈尔轻工温高硬度的德士古黑灰水特点,于1994年7月开二司浩良河化肥分公司发成功,2004年7月应用于浩良河化肥分公司德士fYHC N M H G1384581056.E-mal;zunglibin@126.com。古水煤浆加压气化黑灰水系统,至今运行良好,保证[收稿日期] 2006 - 04-28-89-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，在风旁滤系统已成为循环水系统的标准配置,此次旁滤沙较大的春秋等季节更为明显，而电厂循环水系统量按系统循环量的4%设计。由于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运 行浓缩倍数计划达到6.0以上，为避免传统无阀度长期在30mg/L以上(最高超过100mg/L),由于过滤器存在的水耗大、故障率高、占地面积大等因.电厂循环水系统未设旁滤处理设备，只能在生产条素,影响限制循环水系统高水平运行方案的实现,在件允许的情况下进行清池或加大排污降低系统中的电厂循环水系统旁滤设备选用了过滤精度为55μm悬浮物含量,这种方式不仅使水质波动大,无法完全的盘式过滤器,处理量800t/h的盘式过滤器占地避免硅垢的发生,系统水耗也大。粉煤灰属细小的沉面积不到50m,反洗耗水量只有过滤水量的1%左积物,会在流速不高的铜管内壁沉积下来，即使胶球右,且设备全自动运行,PLC调节性控制,可根据压清洗投用正常,其清洗效果也很难保证。当系统中的力和时间设定反洗条件。投入运行后采用激光衍射粉煤灰与滋生的细菌形成不致密的综合沉积物,就仪分析，过滤前90%以上的颗粒的粒径在80μm以在铜管等金属表面形成屏蔽缝隙，达到缝隙腐蚀要下,而过滤后90%以上的颗粒的粒径则在40 μm以求的条件,形成典型的沉积物垢下腐蚀,而这是造成下,对于此粒径的悬浮物由于粒径较小,其沉淀性能铜管短期腐蚀泄漏的主要因素。较差,在水中不易沉积,配合高效的分散剂,系统残由于循环水系统存在的以上问题，造成电厂6*余的小悬浮物对于铜管的危害已不大，运行1a后机运行4a即全部更换铜管,5*机运行5a即全部更实际抽管检查无悬浮物沉积情况。(4)实施循环水系换为不锈钢管。2* 机曾因凝汽器真空度下降而进行统加药控制方案,投加水质稳定剂,进行水质稳定控过机械清洗,清洗出很多污垢,铜管表面结垢情况严制,它由铜缓蚀剂、碳钢缓蚀剂、阻垢分散剂及杀菌重，机组真空度较低,2004年统计凝结水水质合格剂组成。使用水质稳定剂达到缓蚀控制是基本要求,率仅有89.7%。也比较容易做到，但针对电厂循环水系统时特别强2运行方案调对药剂阻垢分散性能的要求。在确定电厂循环水在充分调研论证及比较的基础上,针对循环水治理目标时，充分考虑到循环水运行质量对汽机效系统暴露出的问题和不足，确定了调整循环水系统率的影响以及电厂原来采用全软化水运行的初衷,水质控制方案,完善系统配套工艺设施,实现高浓缩提出要通过方案的实施,不仅要控制腐蚀,还要争取倍数及低沉积速率运行方式，先后实施了以下改进达到凝结器铜管无水垢沉积的高质量处理目标,为.措施:(1)为降低系统运行水质的腐蚀倾向,调整循此选用了GE的AT水处理方案,该方案具有以下特环水的补水水质，在软化水的基础上补加部分未脱点:AT碱性水处理方案,是一种集腐蚀、污垢和微生盐的地下水,并计划在循环水系统加酸设施到位后，物控制于一体的综合水处理技术，使用低剂量的正进一步降低软化水的使用比例，使用软化水及地下磷酸盐和锌盐作为缓蚀剂;采用高效专利分散剂水的比例视系统运行浓缩倍数、.pH和沉积速率指标“HPS-1",它的主要成分是磺酸盐多元共聚物,可确定。(2)设置水质自动化控制系统。为实现循环水系分散各种悬浮固体、铁锈等,并可防止磷酸钙、磷酸统的高效、节水运行,系统应实现高浓缩倍数运行，锌等物质的结垢，即使在循环水中悬浮物含量较高而在高浓缩倍数运行时系统实际上处于“亚稳定”状的情况下,也能表现出优良的分散效果;采用专利的态,如果系统运行水质波动大,超过水质控制范围,耐卤素氧化的唑类HRA作为铜缓蚀剂，避免传统将会直接影响处理结果。由于电厂循环水系统分属的TTA、BTA在氧化性杀菌剂投加时的分解问题,汽机、化学两个车间管理，没有专门的运行控制岗对凝汽器铜管达到更好的防腐蚀效果;适合于高浓位,导致原浓缩倍数及运行水质波动非常大。在循环缩倍率运行,运行浓缩倍数达到了6.0 以上。水系统实施了以电导率、0RP.pH等简单实用的在3运行效果.线监测仪表和计量泵、控制器为基础的循环水自动为尽快降低电厂循环水系统的腐蚀速率，实现加药补水调整控制系统,通过每周进行化验标定,成系中国煤化工统运行方案的调整功实现了循环水系统的稳定运行。(3)循环水系统增和MHCN M H G在旁滤设备等配套加旁滤设备，使电厂循环水系统具备主动处理控制工艺政备木到位刖,200年4月一-6 月先进行了加手段,主要用于控制系统中易沉积的悬浮物的含量。药水质稳定控制，从2005年8月开始旁滤设备正式- 90-工业水处理2006 - 08 ,26(8)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人运行，整体方案全面实施,2006年又针对高浓酸调整pH。在2005年5月17日-10月8日,循缩倍数(6.0以上)运行时碱度偏高的情况,进行了加环水系统运行水质出现了显著变化,结果见表2。主表2电厂循环水系统运行水质项目标准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浓缩倍数4~73.23.14.24.14.23.549.5.13.35.67.865.55.25.9pH8.5~9.5 8.82 9.00 9.19.10 9.24 9.17 931 9.39 9.25 9.46 9.53 9.48 9.42 9.38 9.46电导率(25 C)/<5000 1290 1148 1600 1565 1696 1386 2164 2288 1787 3286 3750 3280 2810 2650 3005(uS.cm')总碱度/(mg:L)20 430 410594 516 568 44700 750 620 1200 1440 1180 1000 920 1010总硬度/(mg:L)<1.0 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钙硬度/(mg.L1)<0.53.57.010.0 27.0 15.0 32.0 29.015.015.0 20.C氧根/(mg:L)<10030312726253030)4628383840031330365正磷/(mg:L4)4-76.33.9,.7.0有机磷/(mgL*) 2.5-3.5 2.1 2.2 2.6 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.7 5.6 6.03.0 3.3 3.3溶铁/(mg:L")0.05 0.05 0.05 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02铜离子/(mgL)15.414.3 15.3 26 25 10.2 12.6 7.7 15.11004.03.44.8浊度/FTU<403914Si0,/(mg:L1)<120 48.0 46.8 63.0 62.0 63.2 52.1 74.1 75.9 50.2 83.5 117.0 90.0 82.0 78.0 88.要表现在:(1)系统铜离子、铁离子明显降低,方案实器泄露严重,凝结水水质超标,直接影响锅炉给水水施前,循环水铜离子平均值为38 μg/L铁离子平均质。对电厂循环水运行方案治理前后的2004年4值为329 μg/L;方案实施3个月后,循环水铜离子.月-9月与2005年4月- 9月)凝结水水质超标次平均值< 10 μg/L,最低未检出;铁离子平均值小于数进行对比。水质稳定方案实施前按Na>50 μg/L,60μg/L,分析结果表明循环水对设备的腐蚀性大大实施后按Na>10 μg/L进行统计,结果见表3。减弱。(2)系统浊度下降明显,在系统未进行清池处表3凝结水质改进前后水质理的情况下，投用盘式过滤器后系统浊度已能达到Na*> 10 Nat+>5020 FTU以下。(3)实现了高浓缩倍数运行,方案实施2004年Na*> 50 μg/L次数/次ug/L次ug/L次数/饮数/次后循环水系统运行浓缩倍数均在5.0以上，平均达月56月7月 9月 2005年4月- 9月到了6.0。5月28日出现Na*4实施效果1°机6000 μgL持续56 6262在公司每月对各循环水系统进行的统-在线腐2”机148 h的严重泄露75蚀速率检测中，热电循环水系统在线碳钢腐蚀速率6:90由原来的0.15mm/a以上,降至0.02mm/a以下。日5"机24733019常运行质量检测采用了中石化的统--检测标准，监6°机29’ 19测换热器HSN70-1A铜管腐蚀速率0.0021mm/a,合计887:1沉积速率2.27 mem;HSN70- 1AB铜管腐蚀速率方案实施后凝汽器泄露情况明显改善,凝结水0.002 9 mm/a,沉积速率3.16 mem;且无局部腐蚀。换水质明显提高,2005年5月-12月份统计凝结水热管换热器挂片腐蚀速率检测:碳钢(234)腐蚀速率水质合格率达99.2%。设备运行状况分析是令人满为0.033 mm/a,HSN70-1A腐蚀速率为0.00053 mn/a,意的。HSN70- 1AB腐蚀速率为0.000 87 mm/a,均达到集团通过以上几方面分析可以明显看出,循环水运公司标准要求。2006年3月- -4 月,分别对5*机更换行方案调整得到了非常好的效果,达到了综合治理半年多的不锈钢管和6*机的老铜管进行了抽管刨管的指标中国煤化工检查,5*机不锈钢管纵剖内壁洁净,无腐蚀,6*机老铜5经管较上次大修明显改观,无新垢、腐蚀。运1力术阿正口,怀付↓心/循JM.HCNM H循环水高浓缩倍循环水方案实施之前，由于管材腐蚀致使凝汽数运行 ,并使电厂循环水的浓缩倍数由原来的4~5- 91-经验交流工业水处理2006 - 08 ,26(8)倍提高到6~7倍,年平均补水量由原来的237 th足了长周期安全运行的需要。下降到215t/h,与2005年下半年同期比较节约软(2)进-步提高了循环水的浓缩倍数,确保了机化水1.9x10t,软化水按4.7元/t计,半年可节约水组真空度的提高,促进了经济技术指标的提高,经济费89万元以上。效益显著。由于实施方案的改进，在实现腐蚀速率全面达(3)盘式过滤器对反洗水的压力要求不能满足,这标的基础上,保留了原方案有效控制水垢的优点,使是由于盘式过滤器反洗水耗非常低，现场无再生水源腐蚀速率下降近4倍,同时实现了无水垢的控制目可利用,现场就近采用新鲜水作为盘式过滤器的反洗标,抽管检测凝结器换热管内无悬浮物沉积,也无垢水源,加之现场新鲜水管线处于公司整体供水管网末下腐蚀情况出现，确保汽机真空度提高,2005年汽梢,管网压力只有0.3MPa,未能达到旁式过滤器反洗机真空度平均达到95%，比同期提高5%。此外,未水压力要求,影响了过滤器的反洗效果,因此,在设计进行大范围的铜管更换工作，大大延长了凝汽器铜时要确保盘式过滤器反洗水压力。管的使用寿命,节约大量更换铜管的费用。(4)对于旁滤量的选择,在遵循设计规范的基础2004年6月-12月份汽机真空度平均为9438%,上，应考虑循环水系统现场环境及运行水平适当放2005年同期汽机真空度平均为95.21%，平均真空大。现电厂周边有灰场,春秋风沙较大,且由于系统度提高1%，使电厂供电标煤耗下降4g/(kW.h)，高 浓缩倍数运行(6.0),排污量相对较小,此次按照按全年电厂发电量9.4x 108 kW.h计,全年节约标煤循环量4%设计旁滤量，部分季节已显偏小。3121.5t。同时,由于减少了汽机检修次数和时间,(5)该系统实际运行浓缩倍数在2005年达到了保证了电厂安全生产。6.0,但此时循环水系统碱度已达到24mmolL,SiO26结论质量浓度达90mg/L,如进--步提高浓缩倍数,则需(1)改进电厂循环水系统水处理方案,满足了电要考虑实施稳定可靠的在线加酸调碱度工艺。厂不断提高的运行管理需要，有效解决了凝汽器铜[作者简介]赵俊仁(1952- ),1992 年毕业于天津广播电视大学,工管腐蚀泄漏对电厂生产和设备造成的安全隐患,大程师，中石化天津分公司生产部部长，电话:022-大延长了设备的使用寿命,减少了停机检修次数,满63804640。[收稿日期] 2006 - 04-24.简讯.该装置利用太阳能提供动力,对水体进行光化学脱色、去太阳能变海水为饮用水臭、消毒杀菜、增氧等,促进水的流动,既高效节能、又绿色环由中科院和河海大学共同研制的太阳能加热装置,能够保,还能与湖泊景观巧妙结合相得益彰。该项技术解决了日作为海水淡化装置中清洁、无污染的能源,使海水“变”为饮常维护的能源问题,运行成本较低,具有广阏的应用前景。用水。摘自中国环境报2006 05-23(7)经过河海大学和南京玻纤院科技人员的努力和攻关,已生物技术消除污水处理臭气经研制出高效高温的集热器,为海水淡化工业提供了关键技术。它可以让太阳光固定的“定日镜"和转变电能的“集热器”加拿大BIOREM技术有限公司及其在中国总代理一让海水处于沸腾状态,蒸馏出其中的淡水,而这样产出的水北京建工金源环保发展有限公司最近共同推出一种生物除可以直接饮用。在这个淡化过程中,不耗费任何能源,只是通臭新技术产品。该新技术除臭的特别之处是在生物滤池使用过太阳蓄热,淡化过程后产生的盐,- .是排回大海,同时还可了获得专利的BIOSORBENS永久性无机生物滤料。以加工成食用盐及工业用盐。BIOSORBENS滤料由亲水性内核和疏水性涂层组成。亲水摘自中国环境报2006-05-23(7)性内核的原料为天然矿石,矿石经烧结后形成多孔结构,使得滤料具有非常大的比表面积有利于对污染物的吸附。疏水性巧用太阳能治理水污染中国煤化工加入pH中和剂，微生武汉科技学院研制的“太阳能湖水净化装置",在湖北省YHCNMHG料使用寿命长达10a以武汉市汉口解放公园水城已稳定运行两年,效果显著。上,不易板结和老化,无需定期填加营养物质和日常维护。摘自中国环境报2006-06-13(7)- -92-.