對電廠循環水濃縮倍率的控制和銅管防垢分析

康智勇 孟凡林

（山東新汶熱電有限公司，山東 新泰 271219）

電廠凝汽器的作用是將汽輪機做過功的蒸汽冷卻為純凈的凝結水，重新供給鍋爐循環使用。電廠循環水作用就是作為凝汽器冷卻熱交換的介質。

山東新汶熱電有限公司電廠地處新汶礦業集團，循環水的補充主要是采用礦井水。以礦井水作為循環水補水來源，礦井水為煤系砂巖，侏羅紀砂巖，礦井水水質以HCO3-Ca、HCO3-Mg型為主，主要含煤粉、巖粉等，礦井水礦化度高。結垢產物主要為 CaCO3、MgCO3等鹽類。

提高循環水濃縮倍率達到節水目的和防止凝汽器結垢如果能夠取得一個平衡點，將會在降低運行成本的基礎上使凝汽器具有很好的熱交換能力，提高機組效率。

1 濃縮倍率和銅管結垢的關系

循環水濃縮倍率通常將循環水中的Cl-濃度和補充水中Cl-濃度的比值，是體現循環水水質的一個重要指標。濃縮倍率高，運行過程中凝汽器銅管結垢速度快，濃縮倍率低，結垢速度慢。而銅管結垢一類為水垢類：CaCO3等鹽類附著在銅管表面。另一類為粘泥類：主要是泥沙，藻類附著在銅管表面。

2 影響濃縮倍率的因素

循環水在循環冷卻過程中，會因蒸發、泄露和排污等損失部分水量。為了使冷卻系統保持所需的循環水量，在運行中應不斷補充新水，在水質濃縮的過中，Cl-不會產生沉淀，其濃度的變化與水發生濃縮的倍數是成比例的，而補充的新水濃縮倍率小于現有的循環水濃縮倍率，大量補水就可以降低循環水的濃縮倍率。

3 水垢產生和影響

循環水在運行過程中不斷蒸發和濃縮使得循環水中的含鹽量不斷增加，濃縮倍率增大，堿度不斷上升，超過正常堿度后，導致重碳酸鹽類開始不斷分解，碳酸鎂、碳酸鈣的濃度超過了飽和極限濃度從而開始發生沉淀。

隨著運行周期的延長，水垢就會逐漸累積形成垢膜，附著在凝汽器銅管的表面，通常水垢的導熱能力為影響熱交換。

4 濃縮倍率的確定和控制

從節水的角度來講，濃縮倍率在1.5～2之間為高效節水區；在2～3之間為效益明顯區；在3～4時為節水效益區；當濃縮倍率＞5時，節水效果不明顯。因為過高的濃縮倍率會增大結垢或腐蝕的風險，過低的濃縮倍率又需要補充大量新水，造成用水成本的提高。確定合理的控制范圍，一般需要進行相應的試驗來配合。我公司濃縮倍率值確定在1.8-2.3之間，而實際運行當中濃縮倍率控制在1.8左右需要補充的井下水的量是控制2.3時需要補充水量的一倍。將濃縮倍率保持在一個較高的水平運行，能減少大量的補水和排污。

在高濃縮倍率下運行時可以節約大量的補水降低生產成本，但必須要解決結垢、沉淀物等問題。因此首先要確定循環水系統的高濃縮倍率運行和預防方案。

5 控制濃縮倍率在合理的范圍

（1）增加循環水化驗次數，根據化驗結果調整補水量和排污的量，避免過度補水和排污造成的水資源浪費。

（2）旁流處理：旁流處理就是從循環水中引出一部分水進行處理，然后將處理后的水再返回循環水系統。主要的旁流處理工藝有旁流過濾和旁流軟化，其中旁流過濾是最常用的一種。通常采用的旁流過濾的設備為重力無閥過濾器。旁流過濾的水量一般為循環水量的1%-5%。旁流軟化處理的目的是去除循環水中的暫時硬度，降低CaCO3的過度飽和。旁流軟化處理可以采用石灰軟化或弱酸離子交換軟化工藝，軟化處理量大約為循環水量的0.5%左右。

6 預防銅管結垢

加酸處理：通常使用硫酸，主要是解決CaCO3結垢問題。通過加酸，降低循環水中的重碳酸鹽濃度，控制水中的碳酸鹽硬度不超過極限碳酸鹽硬度。

加水質穩定劑：水質穩定水質穩定劑在循環水處理中是最常見的方法。添加阻垢劑阻止碳酸鹽垢類的形成。我廠目前采用的是合成的水質穩定劑，除了具有高效的防垢能力外，還有防腐蝕、殺菌的作用。合成的水質穩定劑的成分需要廠家根據循環水的化驗結果，調整配方。

定期膠球清洗：每天或者每班對凝汽器銅管進行膠球清洗，可以有效去除銅管內壁粘泥類的垢，對鹽類水垢的去除能力有限，但是可以延緩結垢的速度。

機械和化學清洗∶雖然通過各種方法可以減少銅管內水垢的形成，但是水垢的形成還是不可避免的，因此定期的對銅管進行清理還是很有必要的。常見的兩種方法都可以很有效的去除水垢。機械清洗：一般采用高壓水沖洗方法。優點是對銅管沒有腐蝕性，對結垢松散的水垢，整根銅管堵塞有很好的疏通性。缺點是對質地緊密的水垢清除不徹底。化學清洗：一般采用鹽酸清洗，將鹽酸通入凝汽器水循環系統內，用鹽酸泵使其在銅管內部循環，鹽酸與水垢發生化學反應達到軟化、去除水垢的目的。優點在于對質地緊密的水垢有較強的軟化能力。缺點是鹽酸會對凝汽器內金屬部分造成一定的腐蝕，并且鹽酸本身是一種強腐蝕性易揮發的液體，對人體可能造成傷害。如果有條件的話兩種方法結合使用會去的分成好的效果。

7 總結

提高循環水濃縮倍率研究具有重要的理論和現實意義，是火電廠節約用水的關鍵，它帶來的經濟效益和社會效益都是明顯的。應根據具體情況，因地制宜，盡可能地使循環水冷卻系統在合適的較高濃縮倍數下運行。