熱電循環(huán)冷卻水處理配方及應用研究

[摘要]針對熱電系統循環(huán)冷卻水的特點(diǎn)，通過(guò)對目前存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，采用國內先進(jìn)的膦羧酸、AMPS多元共聚物等水處理單劑，研究開(kāi)發(fā)出具有較好技術(shù)經(jīng)濟性能的配方、在線(xiàn)清洗方案。并結合企業(yè)實(shí)際，摸索出一套行之有效的運行管理辦法。經(jīng)過(guò)為期6個(gè)月的工業(yè)應用試驗表明。該方案不僅有效地解決了存在的問(wèn)題．使各項緩蝕阻垢性能均達到中石化規定要求，而且濃縮倍數也得到了有效提高，取得了明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

[關(guān)鍵詞]熱電循環(huán)冷卻水；緩蝕阻垢；水處理劑

連云港堿廠(chǎng)熱電循環(huán)冷卻水主要供12 000 kW發(fā)電機組的冷凝器及輔助設備冷卻，循環(huán)水總量3 200 m3／h，原設計的沖灰水由冷卻水系統排水供給。因而補水量較大，濃縮倍數偏低，因此自該系統投產(chǎn)以來(lái)，一直沒(méi)有對冷卻水進(jìn)行處理。實(shí)踐證明，近年來(lái)冷卻效果明顯下降，夏季給水溫度曾高達37℃ ，導致發(fā)電負荷降低達10％左右，采用購置外網(wǎng)電，滿(mǎn)足生產(chǎn)平衡，使本廠(chǎng)純堿生產(chǎn)成本提高，經(jīng)循環(huán)冷卻水系統普查發(fā)現凝汽器換熱管結垢嚴重，冷卻塔中填料堆積大量微生物污泥，因此對熱電循環(huán)水系統進(jìn)行水質(zhì)穩定處理勢在必行。

1 循環(huán)冷卻水系統的特點(diǎn)

熱電循環(huán)冷卻水系統的特點(diǎn)：(1)換熱設備繁多，大小不均，而材質(zhì)多樣，包括碳鋼、不銹鋼、H68黃鋼，熱介質(zhì)溫度不一，給水處理運行帶來(lái)一定困難；

(2)熱電循環(huán)冷卻水系統緊鄰堿廠(chǎng)石灰石堆放場(chǎng)和熱電車(chē)間煤場(chǎng)，往往在天氣干燥和季風(fēng)較大時(shí)，空氣中常帶有大量的粉塵及鈣渣等固體，循環(huán)冷卻水在冷卻塔中進(jìn)行熱交換時(shí)，大量粉塵和鈣渣進(jìn)入到循環(huán)水中，造成系統懸浮物、濁度偏高；(3)我廠(chǎng)采用生產(chǎn)水作為循環(huán)水的補充水，水的硬度及堿度均較大，溶固含量高。

2 實(shí)驗部分

2．1 水質(zhì)

首先我們對補充水、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)進(jìn)行了全面分析，結果見(jiàn)表1。

根據表1數據計算不同濃縮倍數下的Langelie飽和指數和穩定指數。通常穩定指數為5．0～6．0時(shí)，水是結垢型水，穩定指數為3．5～5．0時(shí)，水嚴重結垢。

由表2可以看出，冷卻水采用直流供水時(shí)為輕微結垢型水。而當濃縮倍數提高到2．0～3．0時(shí)，冷卻水產(chǎn)生中度至嚴重結垢。由此可見(jiàn)，熱電循環(huán)水處理重點(diǎn)應是阻垢，但由于本廠(chǎng)地處海邊，水中Cl榷度較高．循環(huán)水濃縮后水中離子濃度增加，再加上其他腐蝕因素，因此腐蝕問(wèn)題不容忽視。從垢樣分析結果看，主要沉積物是碳酸鈣垢和微生物黏泥(見(jiàn)表3)，因此，水質(zhì)穩定主要阻碳酸鈣垢和進(jìn)行微生物控制。

2．2 循環(huán)冷卻水處理配方設計

根據上述分析并結合熱電循環(huán)水特點(diǎn)．我們提出以新型有機磷羧酸、AA—AMPS高聚物和銅緩蝕劑為主體，并輔以氯系氧化性殺菌劑和異噻唑啉酮非氧化性殺菌滅藻劑的處理方案。采用中石化試驗法進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗、旋轉掛片腐蝕率試驗和殺菌滅藻試驗。并在實(shí)驗室實(shí)驗基礎上．進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗。取得了滿(mǎn)意效果。

2.3 實(shí)驗室實(shí)驗

實(shí)驗條件：腐蝕實(shí)驗采用RCC—I型旋轉掛片儀，現場(chǎng)水，溫度60℃，轉速75 r／rain，96 h；阻垢實(shí)驗溫度80℃，10 h。實(shí)驗結果見(jiàn)表4、表5。

從表4、表5可以看出。該配方具有良好的緩蝕阻垢性能，適合于本廠(chǎng)熱電循環(huán)冷卻水高懸浮物系統。具備工業(yè)應用實(shí)驗條件。

2．4 工業(yè)實(shí)驗

工業(yè)實(shí)驗在本廠(chǎng)熱電循環(huán)冷卻水系統進(jìn)行．為了提高水處理劑使用效果．針對目前循環(huán)水系統垢沉積，菌藻滋生嚴重，懸浮物濃度高的特點(diǎn)，對循環(huán)水系統進(jìn)行一次不停車(chē)化學(xué)清洗。

2．4．1 清洗方案

投加氧化性殺菌劑優(yōu)氯凈、分散劑40 mg／L，運行24 h，殺滅系統表面的菌藻：投加季銨鹽剝離劑4OO mg／L，循環(huán)運行約24 h，使生物黏泥剝落進(jìn)入系統。投加系統清洗劑(內含有機酸洗劑、碳鋼緩蝕劑、銅緩蝕劑)質(zhì)量濃度2 000 mg／L．用工業(yè)鹽酸調節循環(huán)水pH至5．0左右，循環(huán)運行約24 h。在殺生剝離和清洗除垢過(guò)程中。每隔1～2 h分析循環(huán)水濁度、硬度、pH等指標，監測清洗效果和確定清洗時(shí)間，待其值達到最大值時(shí)，停止清洗。連續加大系統補水量、排水量，對系統進(jìn)行水質(zhì)置換直至系統水質(zhì)符合要求。

2．4．2 工業(yè)實(shí)驗方案

不停車(chē)清洗結束后．投加預膜劑300 mg／L進(jìn)行預膜。預膜結束后，調節系統的補排水量。將預膜液的總磷質(zhì)量濃度降低到2．5 mg／L左右，投加緩蝕阻垢劑100 mg／L，逐步將系統的總磷質(zhì)量濃度控制在5～7 mg／L，循環(huán)水濃縮倍數控制在2．5～3．0，系統進(jìn)入正常運行。

采用現場(chǎng)模擬監測換熱器進(jìn)行監測，結果見(jiàn)表6。

從表6可以看出．各項指標均達到中石化規定要求，取得令人滿(mǎn)意的效果，有力支持了熱電系統滿(mǎn)負荷運行。

3 經(jīng)濟效益評價(jià)

熱電循環(huán)冷卻水系統加藥處理后，濃縮倍數從原來(lái)的1．5倍提高到3倍，有效降低了新鮮水用量，提高了機組換熱效率．使發(fā)電機組達到滿(mǎn)負荷運行。僅以

2001年7 9月為例．在外部條件與上年相同的條件下，凝汽器真空度上升0．01 MPa，則機組新增發(fā)電能力1 000 kW，全年可增發(fā)電量8．64x 106 kW·h，年創(chuàng )效益85萬(wàn)元，扣除相關(guān)費用，每年可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約3O萬(wàn)元。

4 結論

實(shí)踐證明，對沒(méi)有進(jìn)行過(guò)水質(zhì)穩定處理、水質(zhì)工況條件惡劣的循環(huán)冷卻水系統．只要選擇正確的藥劑配方，合理的操作方法，良好的運行管理，一定會(huì )獲得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

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