電廠循環水處理藥劑的應用

張艷兵

【摘 要】電廠循環冷卻水處理過程中主要存在著結垢與腐蝕兩大問題，而這些問題在高堿、高硬、高濃縮倍數下運行時則更為突出。通過現場監測試驗與三年來的現場應用實踐證明，該藥劑完全可以滿足現場運行的要求。

【關鍵詞】循環水；凝汽器；結垢；腐蝕

火力發電廠作為用水大戶，在循環冷卻水處理過程中，主要存在著結垢與腐蝕的問題，而這些問題在高堿、高硬、高濃縮倍數下運行，則問題更為嚴重。凝汽器銅管腐蝕是火力發電廠普遍存在的問題。

1 試驗室試驗

1.1 水質類型分析

在試驗前，利用RSI穩定指數對水質加以判斷，以助于水處理藥劑配方的選擇。計算結果見表。

表1 RSI穩定指數

注：S為嚴重結垢.

從表1可明顯看出，該電廠補水在濃縮倍數3.0以上時結垢趨勢極強，且在高溫側結垢更為嚴重，所選藥劑配方必須有良好的阻垢性能；另外，隨著濃縮倍數的提高，腐蝕性離子的增加和微生物的富集，其腐蝕性也不容忽視。在電廠中，尤其要考慮凝汽器銅材的腐蝕問題。所以，在試驗過程中要兼顧腐蝕和結垢兩方面的因素。

1.2 靜態阻垢

各種阻垢劑添加到冷卻水中，阻垢劑通過絡合、分散和晶格畸變等作用來控制結垢的形成。絡合作用的結果是使得成垢離子與絡合劑作用生成穩定的絡合物，從而阻止其與成垢陰離子的接觸，以使成垢的機率大大下降；分散作用的結果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長：晶格扭曲作用的結果是阻止成垢粒子在其規則的晶格點陣上排列，從而使所生成的污垢松軟，易被水流沖刷而帶走。若水中保留的鈣離子濃度越高，則阻垢效果就好，反之，則阻垢效果就差。

1.3 靜態腐蝕試驗

試驗條件：水質為現場補水（水質見表1）。試驗溫度為（50±1）cC，旋轉速度為160～180 r/nun，試驗時間240h，腐蝕試件為現場換熱器銅管加工的銅環，材質為HSn70-1A。

試驗方法：試驗參考化T行業標準《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》（HG/T 2159-1991）。分別取1800mL試液置于燒杯中，將燒杯放入（50±1）℃的水浴中，試驗銅環掛人燒杯中，并且每個試驗銅環均不發生碰撞。試驗過程中維持水樣的體積恒定，利用失重法，計算腐蝕速率。

1.4 動態模擬試驗

比較靜態試驗結果可以看出，所選各配方藥劑對現場銅材的緩蝕性能均達到國家規定標準（<0.005 mm/a）；而以膦羧酸共聚物為主劑的水處理配方TS- 51018在阻垢性能方面明顯優于其他配方藥劑。

1.4.1試驗條件

試驗用配制水，水質見表4。試驗管規格為D25mm×05mm×15mm；流速1.5 m/s；進水溫度32℃；出水溫度40—45℃：加熱蒸汽溫度（100±0.3）℃。

1.4.2 試驗方法

試驗參考化工行業標準《冷卻水動態模擬試驗方法》（HG/T 2160-1991）進行。首先測定所用藥劑在試驗水水質中的極限碳酸鹽硬度和極限鈣硬，當到達極限濃縮倍數后，開啟排污。控制系統的濃縮倍數維持在極限濃縮倍數的0.8倍左右，測定在該濃縮倍數下的污垢熱阻值。整個試驗時間為360h。

動態模擬試驗結果見表2。

表2 動態模擬試驗腐蝕試驗結果

2 現場應用監測試驗

為了確保藥劑的可靠性，廠方決定利用14機組首先進行工業試驗。

工業試驗條件：循環水量R為35 000m3/h；溫差At為8℃；系統容積為10000m3；換熱材質為HSn70-1A；濃縮倍數N為（4.0±0.2）倍。

2.1 試驗方法

2.1.1 藥劑阻垢性能的判定

電力系統一般以極限碳酸鹽硬度作為評定藥劑

阻垢性能的方法，即△A=N實際—N堿度<0.2，視為系統穩定運行而無垢物沉積（N實際為實際濃縮倍數，N堿度為堿度濃縮倍數）。由于采取通氯殺菌的方法，故循環水的實際濃縮倍數用Mg2+來判定。所以現場阻垢效果的判定方法為△A=N Mg2+—N堿度<0.2則視為穩定，無垢物沉積。

2.1.2 藥劑緩蝕性能的判定

腐蝕監測試件為廠方提供換熱器銅管經我院加工后制成銅環，共4枚，經處理并稱重后掛入l#冷卻塔池。工業試驗中TS - 51018的投加質量濃度為12 mg/L。

2.2 試驗結果

緩蝕試驗結果見表3。

表3 現場監測緩蝕試驗結果

3 經濟效益

采用化工研究設計院TS系列水處理藥劑及技術后，據估算，在高濃縮倍數下運行，較以前濃縮倍數在2倍左右時，一年至少可為廠里節水1.0×l06 m3。現場運行結果表明，該處理方案，保證了生產裝置的連續運行，取得了良好的經濟和社會效益。

4 結束語

（l）從現場工業試驗數據可以看出，我院提供廠方的水處理劑TS -51018阻垢及緩蝕性能可完全滿足現場運行要求。在濃縮倍數N= 4.22時，△A數值沒有增長趨勢，數值遠低于電力系統規定的標準△A≤0.2；銅腐蝕率數據也遠低于國家規定的≤0.005 mm/a的標準。

（2）目前，對水系統中藥劑濃度的檢測一般均采用傳統的化學方法，這些方法很難直接準確地測出聚合物類阻垢劑的濃度，同時因步驟繁瑣不能快速地反應出系統中藥劑的實際水平，使藥劑的補加滯后，難以保證藥劑的濃度處于最佳范圍。示蹤型水處理藥劑，因其聚合物結構中含有示蹤基團，在水中藥劑的濃度可通過示蹤檢測迅速而準確獲得，能恰到好處地監控加藥量，從而使過去難以測定的聚合物類藥劑檢測成為現實：同時，隨著國家對水體含磷量的要求，低磷或無磷水處理藥劑是今后的發展趨勢，因此研究開發準確和快速對聚合物藥劑的檢測方法及配套的在線監控系統是十分必要的。這樣就避免了傳統方法因加藥不足造成的腐蝕、結垢或因加藥過量造成的浪費，從而保證了藥劑應用能獲得良好的處理效果。

[責任編輯：許麗]