330 MW机组循环水处理优化试验研究

第31卷第12期华电技术Vol 31 No 122009年12月Huadian TechnologyDec.2009330MW机组循环水处理优化试验研究冷以康,程春兰,徐敬玮(江苏华电扬州发电有限公司,江苏扬州225007)摘要:江苏华电扬州发电有限公司330MW机组循环冷却水采用敞开式闭路循环系统,其循环冷却水处理系统选择合适的方式与控制参数,对做好发电厂节能减排经济工作有着非常重要的意义。通过对江苏华电扬州发电有限公司循环冷却水处理中阻垢缓蚀技术的试验研究,总结出了适合该厂的循环水处理的最佳控制条件,实现了不结垢、不腐蚀的安全目标降低了运行消耗,保证循环水排水水质达标关键词:循环冷却水;阻垢;缓蚀;试验研究中图分类号:TM6218文献标志码:B文章编号:1674-1951(2009)12-0041-040引言(1)通过试验对扬州发电有限公司2台330MW机组循环水采用加水质稳定剂处理方式进行评江苏华电扬州发电有限公司2台330MW发电价,确定阻垢剂处理的最佳加药量并提出技术可行、供热机组分别于2005年5月和8月投产。循环水经济合理的循环水优化处理方案,确保循环水系统系统釆用京杭运河扬州段运河水为补充水,循环水不发生结垢与腐蚀提高发电机组运行效率。系统设计浓缩倍率为2.5倍,凝汽器管材为TP04(2)通过试验进一步研究扬州发电有限公司提不锈钢管。循环冷却水处理方式选择投加阻垢剂方高循环水系统浓缩倍率的可能性,使循环水浓缩倍式,使用计量泵连续投加阻垢剂限制循环水中率在设计值2.5倍的基础上得到提高,从而起到降CaCO3的析出。为防止冷却水系统及凝汽器内细低发电水耗以减少运行消耗的目的。菌、藻类和贝壳类等微生物繁殖和生物污泥的生成,(3)通过试验研究进一步验证循环水处理工艺采取对循环冷却水定期冲击加非氧化型杀菌剂的方的先进性,对循环水排水进行环保评价,使循环水排式进行处理。水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标目前,节能减排是我国的一项重要国策燃煤发准的要求电机组中循环水耗水量约占火电厂用水量的80%,1.2试验研究的依据因此,如何采用节水、环保型的循环冷却水处理技(1)扬州发电有限公司330MW机组循环水部术,选择合适水的处理参数,有效地提高发电厂各项分工程设计说明书。经济效益有着非常重要的意义。2008年,扬州发电(2)扬州发电有限公司近2年大运河河水全分有限公司对2台330MW机组开展了循环水处理优析报告。化试验,通过循环水系统阻垢缓蚀技术等一系列试(3)GB5005095《工业循环冷却水处理设计验,全面评价了扬州发电有限公司循环水水系特点,规范》。掌握了水质变化趋势,通过模拟试验探索了循环冷(4)DT712-2000《火力发电厂凝汽器管选却水处理的最佳控制参数,最终实现了系统不结垢、材导则》。不腐蚀的安全目标降低了运行消耗保证循环水排2循环冷却水处理阻垢性能试验研究水水质达标。1试验研究的目的与依据对扬州发电有限公司目前使用的阻垢缓蚀剂进行阻垢性能评价试验研究,以确定其阻垢性能及最1试验研究的目的佳加入剂量。针对江苏华电扬州发电有限公司330MW机组2.1试验方法循环水处理现状,对循环水系统阻垢、缓蚀技术的试V凵中国煤化工箱中加入试验水样验研究主要实现以下目的:80L,CNMHG垢缓蚀剂搅拌均匀;向个北小相平加八u-UL已按加药剂量加入收稿日期:2009-03-2阻垢缓蚀剂的试验用水;开启动态模拟试验装置总42华电技术第31卷电源开关,开启循环水泵开关,调整循环水量为补充水箱1000L/h;开启锅炉冷却水阀门,保证冷却水流通开启加热开关及控温风扇开关,控制循环水箱内循补充水泵环水温度为(45±1)℃,水样开始进行循环、浓缩;温度传感器开启补充水电磁阀阀门,连续向循环水箱内补入补充水,保持系统水容积不变;定期进行取样测定碱度换热锅炉温度传感器循环水箱(JD)和氯根(Cl-),直到求出极限浓缩倍率。试验终点的判断:当循环水碱度下降或△A=循环水泵(Ka--K)≥0.4时,停止试验。图1循环水动态试验装置试验过程中,定期测定循环水的酚酞碱度、全碱增加到12mgL时,各指标的极限值又有较大幅度度、总硬度、钙硬度、Clˉ和pH,计算浓缩倍率。的增加。因此,在目前水质条件下,确定阻垢缓蚀剂试验结束后,测定试验水样的总磷、正磷、硫酸加入8mg/L为其较经济技术合理的加人剂量。现根含量。阶段使用的阻垢缓蚀剂加入剂量为8mg/L时,实验2.2试验条件室极限浓缩倍率可达到3.43倍。根据现场运行的(1)试验水样:扬州发电有限公司循环水补充经验系数乘0.80,扬州发电有限公司现场运行循环水,主要水质指标见表1。水浓缩倍率控制在2.75倍左右。2)阻垢缓蚀剂:扬州发电有限公司现阶段使用的zH532YD型低磷阻垢缓蚀剂3循环冷却水处理缓蚀性能试验研究(3)杀菌剂:扬州发电有限公司现阶段使用的对扬州发电有限公司目前使用的阻垢缓蚀剂进ss613Yd-2型杀菌剂行缓蚀性能评价试验研究,以确定不同加入剂量下(4)杀菌剂加入剂量频率:每组试验加入1的缓蚀性能。次,按水容积一次性加入杀菌剂100mg/L。3.1试验装置(5)试验温度:(45±1)℃。试验装置包括旋转挂片腐蚀试验仪及电子分析(6)动态阻垢性能测试装置动态模拟量:系统天平等。水容积约40L,循环水量为800L/h。3.2试验条件(7)试验水样进出口温差:4~8℃(1)试验用阻垢缓蚀剂:扬州发电有限公司现循环水动态试验装置如图1所示阶段使用的阻垢缓蚀剂。2.3试验结果(2)试验水样:不同加入剂量下以进行动态阻使用扬州发电有限公司现阶段使用的阻垢缓蚀垢性能试验达到极限浓缩倍率以后的水样。剂,在加入剂量分别为6,8,10,12mg/L时,进行阻(3)试验水温:(45±1)℃。垢性能试验,试验结果见表2。(4)试验材质:TP304,Q235B钢由表2的试验数据可以看出:当加入剂量从6(5)试片制备:将凝汽器管管样在车床上车成mg/L增加到8mg/L时,各指标的极限值增加幅度10mm的圆环,试片先用粗砂纸打磨至内表面无坑较大;当加入剂量由8mg/L增加到10mg/L时,各点后,再用细砂纸抛光,然后用无水乙醇脱脂并清洗指标的极限值增加幅度小;当加入剂量由10mg/L干净,在干燥器内干燥24h后称重并测出其表面积。衰1试验水样主要水质指标酚酞碱度钙硬度/电导率(mmol·L-1)(mmo·L-1)(mmol·L-1)(mmol·L-1)(mg·L-1)(ps·cm1)0.002.293.227.675表2阻垢缓蚀剂不同加药剂量阻垢性能试验结果入剂量/(mg·L)极限硬度/( mmol L-)极限钙硬度/(mmol哏浓缩倍率Ka/倍中国煤化工CNMHG7.323.5811.938.243,87第12期冷以康,等:330MW机组循环水处理优化试验研究43(6)试验持续时间:TP304材质500h,Q235B发电有限公司按要求提供。钢材质120h。(2)水样按确定的处理方式进行处理。33试验方法(3)试验温度:(45±1)℃。取约1800mL试验水样置于烧杯中,将烧杯放(4)试验用水质稳定剂:扬州发电有限公司目人旋转挂片腐蚀试验仪水箱中,水浴保持温度为前使用的水质稳定剂现场取样。(45±1)℃。将处理好并编号的试片挂入盛有试验(5)水质稳定剂加入剂量:按提高循环水浓缩水样的烧杯中。调整旋转挂片转速约为125r/min,倍率方案确定的加入剂量。进行试验。(6)试验时间:约500h,达到循环水要求浓缩倍在试验过程中每天观察试片表面的腐蚀变化并做率后再稳定运行20d好记录定期向烧杯中补加除盐水,以维持水样恒定。(7)动态模拟试验换热管:扬州发电有限公司在试验结束后,观察凝汽器管表面状态,利用失凝汽器用TP304不锈钢管材。重法计算腐蚀速率。(8)动态模拟试验方式挂片:扬州发电有限公3.4试验结果司循环水系统所包括的全部材质挂片。对阻垢剂分别使用6,8,10,12mgL4种不同4.2动态模拟试验方法加人剂量进行旋转挂片腐蚀试验,腐蚀试验结果如在补水箱中加入按循环水补充水处理方式处理图2所示。后的补充水,并在补水中加入要求剂量的水质稳定剂,搅拌均匀后送入模拟试验系统,至水容积达要求水容积时,启动循环泵进行循环,控制循环水流量达到要求值,合上换热器加热器加热电源,开始蒸发浓缩。试验过程中连续补水,保持系统水容积不变。■TP304不锈钢管腐蚀速度Q235B碳钢管腐蚀速度当达到要求的浓缩倍率后,此时系统开始排污并调阻垢缓性剂加入量/mgL-节排污量,保持浓缩倍率在要求的范围内。试验进图2阻垢缓蚀剂不同加入剂量时腐蚀试验结果人稳定工况运行阶段后,在该工况下连续运行20d从图2可以知道,阻垢缓蚀剂按4种不同加入在试验运行中,定期测定系统中的C、酚酞碱剂量进行的腐蚀试验结果显示,凝汽器管材TP304度、碱度硬度、钙离子、pH、总磷、正磷不锈钢管的腐蚀速率均可达到GB5005095《工业在试验结束后,从换热器中取出凝汽器TP304循环冷却水处理设计规范》规定的腐蚀速率≤管样剖开查看表面状态,看是否有结垢粘泥及腐0.005m/a的要求;循环水管Q235钢的腐蚀速率蚀情况。查看腐蚀挂片器中凝汽器TP304管样的在阻垢缓蚀剂加人量8mg/L以下时能够满足GB表面状况并对试片进行称重,求得均匀腐蚀速率。50050-95《工业循环冷却水处理设计规范》规定的选取换热器及腐蚀挂片器中典型试样进行电镜腐蚀速率≤0.125mm/a的要求。分析。4循环冷却水处理动态模拟试验研究动态模拟试验装置示意图如图3所示4.3动态模拟试验结果根据动态阻垢性能试验装置、旋转挂片腐蚀试根据动态模拟试验换热器中凝汽器管表面状态验装置的试验结果,得出确定的提高循环水浓缩倍及腐蚀挂片器中凝汽器管表面状态、腐蚀速率试验率的方案(水质稳定剂加入剂量、处理方式等),在结果,综合验证水质稳定剂的阻垢、缓蚀性能,可得动态模拟试验台进行动态模拟试验。通过动态模拟出循环水现场运行的参考控制参数。动态模拟试验试验,可达到以下目的中,通过排污和调节补水流量,使得加药8mg/L工(1)对水质稳定剂的阻垢缓蚀性能进行验证。况下循环水浓缩倍率基本稳定在25~28倍,达到(2)在动态模拟试验台上进行模拟电厂机组实试验的要求。动态模拟试验浓缩倍率变化趋势图如际运行参数的验证试验。通过试验,可以验证该处图4中国煤化工理方案的正确性、合理性,为扬州发电有限公司循环44CNMHG结果水实际运行提供依据。理付计对个兀八和佣邛水的主要污染物指4.1试验条件标进行了检测,包括磷酸盐(以P计)氨氮、CODa、(1)试验水样:循环水补充水,具体水样由扬州有机磷,具体试验结果见表3华电技术第31卷1.抽风装置:2.冷却塔:34.冷却塔水箱:5.补水箱;:6循环水泵:7.流量计;8.腐蚀试片;9.电阻温度计;10.温控仪;11.换热管热器;13.热水循环泵;14.电源:15.加热器;16布水装置图3动态模拟试验装置示意图5.1直接经济效益循环水系统的补充水量是由蒸发损失、风吹及泄漏损失、排污损失3部分组成的。对于一定的冷却系统,蒸发及吹散损失是一定的,因此,排污损失仝碱度/mmol·L)的大小决定了补充水量的多少。排污损失量可按下浓度倍率倍式计算6090120150180210240270图4动态模拟试验浓缩倍率变化趋势图式中:q为排污损失量,m2h;q为蒸发损失量,表3动态模拟试验循环水主要m3/h;q为风吹及泄漏损失量,m3/h;为浓缩污染物试验结果倍率总磷有机磷补充水量qm=qp+qv+qw0.1615.16扬州发电有限公司2台330MW机组循环水系注:补充水中氨氮含量为0.32mg/L,在循环水中未检测出统的浓缩倍率与各种损失率、水量和补水率、水量间扬州发电有限公司循环水阻垢缓蚀剂加入剂量的关系见表4为8mg/L(按产品计)时,现场运行浓缩倍率控制在表4扬州发电有限公司各种浓缩倍率与损失率、275倍左右。凝汽器TP04材质的不锈钢腐蚀速率水量和补水率、水量间的关系满足GB5005095《工业循环冷却水处理设计规处理方式项目范》中规定的<0.005mm/a的要求,循环水母管试验研究前试验研究后Q235B材质的碳钢腐蚀速率满足<0.125mm/a的浓缩倍率/倍要求。在加入8mg/L阻垢缓蚀剂的工况下,循环水循环水量/(m3·h-1)排水的主要污染物(磷酸盐、氨氮、CODa)含量均可排污水量/(m3h-1)达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放补充水量/(m3·h-1)1540标准的要求。由表4可看出,当循环水系统浓缩倍率由2.50倍提高至2.75倍时,2台机组节水量为90t/h,下降5试验研究的成果16%,按全年5000h计算,每年可节约用水45万t;通过一系列的试验研究扬州发电有限公司同时中国煤化工引杀菌剂以及用于330MW机组循环水处理的方案得到了优化,循环水补CNMHG药品的消耗均有大阻垢剂加药量确定为8mg/L,循环水浓缩倍率控制幅降低,办吋厂生咧亚时且红哜效益。在2.75倍,循环水处理运行消耗得到大幅降低,发5.2间接经济效益电水耗率也有所下降,取得了明显的经济效益。(1)通过试验研究进一步优化了(下转第58页58·华电技术第31卷卡套,旋入螺母压紧管子最后紧固。初次紧固后可照厂家要求和步骤施工。拆下螺母以检查卡套和管子咬合的情况,卡套的刃目前,新建火电机组的运行参数越来越高,对机口必须嵌入管子表层,其尾部沿径向收缩,卡套在管组安全、稳定运行的要求也在不断提高。但由于仪子上不得有径向移动,否则,应再重新紧固。表管路接头渗漏、弹裂等原因而导致测量信号不准2.3螺纹联接或者丢失,从而引发的重大生产事件时有发生,给电螺纹联接是一种简便的连接方式,它主要邇过厂的经济运行带来很大影响。本文通过介绍仪表管密封螺纹来防止泄漏,一般用在终端联接处,用于联路的几种连接方式以及这几种连接方式在安装过程接设备。螺纹一般分为管螺纹和锥螺纹2种。管螺中的要点,为后续机组仪表管路连接方式的设计、安纹联接的时候必须选用一种合适的垫片,在高温高装提供参考,以选用更加科学合理的方式,减少由于压管路上,一般选用退过火的紫铜垫片;参数相对较连接方式的设计、安装不合理而导致机组发生安全低的管路联接,选用红钢纸垫片;低温低压的测点管生产事故,从而提高机组的运行性能和生产效益。路,常用聚四氟乙烯材质垫片,并在螺纹表面包生料带以增加密封效果,压垫式接头就是最常用的管螺参考文献纹联接方式。在选用锥螺纹联接的时候,除按常规缠上生料带外,可在螺纹表面涂一层专用的螺纹密[1]杨蔚然,王志银热工仪表及控制装置安装[M].北京:封胶,以保证密封良好中国电力出版社,2001仪表管路的连接还有很多方式如法兰联接,常2]于东国热工仪表与控制装置部分M]北京:中国电力用于衬胶部分管路的联接,还有目前经常使用的出版社,2008[3]郭志安热工仪表及自动装置系统安全操[M].北京:中PVC管,采用一种快速插头联接等。国电力科技文化音像出版社,20053结束语[4]DLT774-2004,火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S]在机组的仪表管路设计和安装过程中,考虑设[5]电力行业职业技能鉴定指导中心热工仪表检修(电力备的安全、稳定运行因素,应尽量选用焊接连接作为工程热工仪表及自动装置专业)[M].北京:中国电力出管路连接的主要方式,尤其是在汽水系统、油系统以版社,2009及氢气系统的管路安装上,焊接连接是最可靠的连(编辑:刘芳)接方式。在机组仪用空气系统,一般采用8mmxlmm的气源管,考虑仪用空气压力较低且为常温,作者简介:则可选用卡套连接的方式。另外,在选用进口卡套鲁魁(1982-),男,浙江杭州人,助理工程师,从事电力接头作为高温高压部分变送器终端接头的时候,一建设热控安装技术方面的工作定要仔细阅读该产品的说明书,因为每个厂家的卡吕国华(1980—),男浙江绍兴人,工程师,从事电仪安套接头都有各自安装要求和安装步骤,必须严格按装的生产和技术方面的工作。心·心·心心心心心心心·心心心心心心·心.心心心.心,心心,心心心非(上接第44页)扬州发电有限公司循环冷却水系统的水质稳定处理方式,有效地防止凝汽器等重要热参考文献:力系统发生结垢问题,提高了汽轮机组真空和凝汽[1]高秀山,罗奖合,杨东方,等.火电厂循环冷却水处理器端差水平,以保证机组真空不上升1kPa计算,每[M].北京:中国电力出版社,2001年可实现效益数百万元。[2]杨红艳循环水处理优化[J].华北电力技术,2007(2)通过试验研究进一步确定了循环冷却水处01):116-119理工艺对凝汽器不锈钢管和循环水碳钢管缓蚀的影[3]尉爱芬循环水处理运行方案优化[J中国科技信息响因素,有效地防止了凝汽器等重要设备损坏,实现2005(8):140了较大的安全效益。中国煤化工(编辑:刘芳)(3)通过试验研究选取了先进的循环冷却水处理工艺保证了循环水系统排污水水质达标有效杜作者CNMHG绝了高污染水外排,达到了节能减排的目的,实现了冷以康(1966-),男,江苏扬州人,工程师从事发电厂环保社会效益。技术管理、技术决策方面的工作。