浅谈极化水处理技术在火电厂循环水系统中的研究与应用

技术管理浅谈极化水处理技术在火电厂循环水系统中的研究与应用张芳芳梁志国 (枣矿集团田陈煤矿富源热电公司山 东枣庄277523)摘要:极化水处理技术,是针对电厂冷却循环水处理的一项田科研成果,采用物理极化理论,通过- 定的技术手段,完成对循环水的极化,从而起到防垢、缓蚀、防菌、藻类生长，并且循环水还可在较高浓缩倍率运行,降低发电水耗,代替加药处理,降低运行成本。该技术的成功应用,不仅可以提高企业的经济效益,同时更加充分体现了企业的社会责任感，对企业的发展具有重要意义极化后离子和关键词:极化水处理;火电厂;循环水系统;研究;应用水分子包围离子图水分子的排列随着全民低碳环保意识的不断增强,人们对节能、减排有了(2)除垢及杀菌、灭藻原理更高的理解,有着强烈的社会责任感和环保意识。对节能减排的水在极化场的极化作用下产生大量的“自由”电子,这些“自重视已从注重经济效益转变为关注水资源的高效利用和环境保由”电子被循环水中溶解的O2吸收，生成02-、H202等活性氧护。极化水处理技术是满足企业环保、节能、减排多方面的要求自 由基。活性氧自由基作用如下:的一种新型水处理技术。经过近几年的推广已成功在多家火电口循环水中存在大量02-、H2O2 等活性氧自由基,菌藻类厂循环水系统中使用，使用效果不论是在经济方面还是的环境效无法生长:益方面都收到了很好的效果。口活性氧自由基,对已生成的垢类具有很强的破坏作用。一、采用水处理药剂处理循环水存在的问题分析(3)缓蚀原理我电厂循环水系统保有水量为1000m3,循环水量为口阴离子被水分子包围,减少阴离子对管壁的化学腐蚀;5000m3/h,补水量为150m3/h,循环水浓缩倍率一般控制在0菌藻类无法生存，从而避免了微生物对管壁的生物腐蚀;2.0- 2.5之间。之前的水处理方式为采用投加阻垢剂和缓蚀剂口自由电子被02吸收生成02-、H2O2、OH-等活性氧自来解决凝汽器铜管及循环水系统的结垢与腐蚀问题,通过定期投由基与器壁作用产生一层氧化被膜，防止腐蚀。加杀菌灭藻剂来解决水系统藻类的产生。经过近八年时间的运综上所述，极化水处理技术应用于电厂循环水系统可以起行,年水处理药剂费用约在120万元左右,水费约135万元。虽然到阻垢 、缓蚀、灭藻的目的，是完全可行的。运行成本较高,但是仍存在循环水水系统结垢、腐蚀等问题，尤其2.极化水处理与加药处理的区别是凝汽器出口端由于温度较高,结垢问题仍比较严重,每次停炉循环水的结垢:循环水中Ca(HCO3)2在凝汽器受热产生分检修都要对凝汽器铜管内部进行高压水清洗，非常不经济。解二、采用极化水处理技术处理循环水的可行性Ca(HCO,)?=Ca" +CO3 + CO2↑ +H20=CaCO3↓+ +1.理论依据H2O .加药处理药剂防垢: Ca(HCO)受热分解产生的Ca2+与药剂生成:(1)Ca'的络合物; .(2)Ca*被包围阻止了Ca:和CO.3结合;加药杀菌灭藻:-般定期投加杀灭的菌藻剂,易产生大量的分子的正、负电荷中心在无外场时不重合,分子存在极性。菌藻尸体成为生物粘泥。药剂缓蚀:缓蚀药剂在系统壁吸附或沉积一层膜起到缓蚀作(1)防垢原理水分子结构中由于氢氧原子不对称，使水分子具有极性。水用极化处理在通过极化场时其结构发生改变,极性加强,循环水中的阴、极化水处理防垢:Ca(HCO,)受热分解产生的Ca"离子和阳离子与极性水分子正、负端亲和力加强。当达到足够的强度CO.3*离子被极性水分子分别包围，时，这种亲和力使阴、阳离子较牢固的分布在极性水分子的正、负阻止Ca*和CO32结合生成垢类,防止循环过程中结垢。极两端,并被大量的极性水分子包围,不能自由运动，防止循环水当Ca'离子和CO3离子循环到冷却塔池子相对死水区域时，由于水分子极性减驱中国煤化工地和CO.3中阴阳离子结合沉积生成水垢。YHCNMHG专第98页)96|化工管理 2014年5月技术管理油气的容器为例:液化石油气中含有H2S杂质会对钢材会产生应件在炉内受热均匀,温度及升、降温度速度易于控制,效果较好。力腐蚀,而纯净的液化石油气(如丙烷、丁烷)是不会产生应力腐分段炉内热处理是因工件过大,受加热炉尺寸限制，只能采蚀。H2S对钢材的应力腐蚀除与其浓度有关外,还和其含水量有取 分段的办法进行热处理。分段炉内热处理有两大技术关键，一关,只有湿H2S才能产生应力腐蚀，湿H2S的应力腐蚀还和温度、是确定工件重复加热长度--GB150要求容器需要加热的长度不介质的ph值、钢材的含碳量、以及焊接应力大小等诸多因素相关小于1500mm。二是采取合适的工件裸露在炉外部分的保温措联。再以盛装液氨的容器为例:化学纯(≥99.995%)的液氨是不施， 以免容器炉内、外温度梯度过大。会引起应力腐蚀的，只有工业纯的液氨才可能产生应力腐蚀,但局部热处理的技术关键在于热处理装置要有足够的功率和如果在液氨中加入微量的水(≥02%),则水作为缓蚀剂，可避免准确的温度控制、足够的加热宽度以及适当的保温措施。应力腐蚀的发生。此外，液氨的应力腐蚀还和材质的强度级别有现场热处理亦称整体炉外焊后热处理。压力容器由于制造关。综上所述，应力腐蚀状况复杂，影响因素多,这就需要设计者或运输的原因需要使用现场组焊,如高塔和球罐等。整体炉外焊依据工况条件、压力容器的具体情况以及国内外的运行经验进行后热处理,是将压力容器的壳体作为高温加热炉的炉体,在容器综合判断。壳体内部加热，壳体外部用保温材料保温。目前该种方法在我国五奥氏体不锈钢制压力容器的焊后热处理已日臻成熟，但受天气影响，雨雪、大风都给热处理效果造成不良奥氏体高合金钢经焊后热处理虽可以减小残余应力，降低应影响。力腐蚀开裂敏感性,但焊后热处理不当时又会加剧晶间腐蚀和σ结束语相析出造成脆化。,焊后热处理是否对奥氏体高合金钢的安全使综上所述,压力容器技术是一门综合性的科学技术，压力容用性能产生影响尚不清楚,各国标准、规定原则上不做焊后热处器是为工艺过程服务的，他的安全运行涉及国家财产和人民生命理。GB150等标准规定:除图样另有规定，奥氏体不锈钢的焊接安全。所以对压力容器的设计提出了越来越高的要求,热处理技接头可不进行热处理。然而由于抗应力腐蚀要求,或复合钢板基术是压力容器设中的一个重要环节,所以在设计过程中一定引起层需要一定要进行焊后热处理时,应特别注意防止奥氏体不锈钢高度重视。母材和焊缝中铬的碳化物(Cr23C6)的析出和形成o相,其有效预参考文献:防方法就是对于抗腐蚀性能要求较高的设备进行固溶处理。这[1]岳伟.热处理技术在压力容器设计中的应用探析[J].河南科就要求我们压力容器设计者要具体问题具体分析,谨慎选择奥氏技 ,2013,09( 18):138-139.体高合金钢焊后热处理,及热处理的具体注意事项。[2]魏瑞,刘克强,孙健.压力容器设计中的热处理问题研究[].六焊后热处理的方法中国石油和化工标准与质量,2013,07(18):95- -96.压力容器及其零件的焊后热处理方法，主要有炉内整体热处[3]郑秀芳,范闻捷.压力容器设计中的热处理问题[J].辽宁化.理、分段炉内热处理、局部热处理及现场热处理四大类。压力容工 ,2011,01(10):101-102.器设计时,在可能条件下优先选用炉内整体热处理。. [4]王雅丽.关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨炉内整体热处理是将工件整体放入炉内加热的方法,由于工[J.科技 与企业,2013, 12(22):369- -370.(上接第 96页)相互结合在冷却池析出。业环保减排有重要意义。三、极化水处理使用技术要求参考文献:1.必须加酸控制循环水的PH 8. 0- 8. 6,加酸地点应在循环[1]吕 敏.火电厂的腐蚀故障[J].防腐蚀知识大讲堂2006(2).水池循环水泵入水口处,连续投加;[2]劳添长.火电厂腐蚀控制技术I]第三届中国国际腐蚀控制2.投球数量应符合《电力行业标准》之要求的高限7% 13%大 会200511).为宜,胶球应选择标准剥皮胶球;[3]周军.火力发电厂的腐蚀与对策[].华北电力技术.20083.特别注意及时更换直径小于凝汽器管径或破损的胶球,根(12).据胶球生产厂家的要求,一-般2-3个月应全部更换--次胶球;[4]陈波.电厂化学若干问题的探讨[].大众科技,2004,(09).4.胶球清洗装置的运行每次不低于6小时, .[5]田雅琼.浅析反渗透技术在电厂化学水中的应用[D].中州5.极化水处理系统正常运行过程中,循环水的浓缩倍率应稳煤 炭, 2002, (05).定，避免忽高忽低;[6]许琦,杨向东,孙国良,任志平.电厂化学水处理DCS的应用6.使用极化水处理初期,应在2- 3个月检查辅机情况，确保研 究[].中国电力，2005, (07) .运行安全。[7]曹杰玉,陈洁.电厂锅炉化学清洗需注意的几个问题[].中结论国电力, 2003, (07).所有使用极化水处理技术的用户,循环水的浓缩倍率均控制作者简介:在5~6倍以上,符合GB50050要求,达到了较好的节水效果,在张芳芳,(1982- -),女,大学本科,工程师,富源热电公司专处理效果上高浓缩倍率时，完全能够达到加药时的效果，可满足工, 长期从事电厂环保技中国煤化工防垢、缓蚀、防止菌藻的安全要求。节水效果非常显著,适用的水梁志国,(1970-热电公司副质范围较广,运行管理方便。可以完全代替传统加药处理。对企经理 ,长期从事电厂生产:CHCNMH G"98|化工管理 2014年5月