300MW机组循环水处理工艺优化的研究

【摘 要】针对云河发电有限公司2×300MW循环流化床机组循环水处理过程中用药剂量大，控制浓缩倍率低，补充水量大等问题，分析原因，通过对循环水处理指标优化处理及增设循环水加酸系统，有效解决了循环水补水量大及循环水处理用药剂量大的问题。

【关键词】循环水；浓缩倍率；阻垢剂；加酸 0.概述

循环冷却水用水量占据了整个厂用水量的80%，在降低补充水用量的同时，要防止水质不结垢、不腐蚀，保证循环水系统的安全稳定运行。云河发电有限公司#5、#6机组为2×300MW循环流化床燃煤机组，循环水补充水为西江水，自从2011年投运后，电厂对补充水的需求量超过了1276m3/h的工程设计值。2012年特对#5、#6机组循环冷却水控制指标进行优化试验，确定了循环水最优运行工况下的加药量及控制标准，并通过增设循环水处理加酸系统，从而做到既保证机组安全运行，又最大限度节约水资源的目的。

1.循环水系统介绍

云河发电有限公司#5、#6号机组循环冷却水为西江补水，运行时经斜板沉淀池过滤后补入循环水系统，系统各项参数如下：

表1-1 循环水系统各项参数

凝汽器材质：凝汽器管板TP304+SA516Gr.70；主冷却区TP304不锈钢。

2.优化原理

对循环水阻垢剂进行加药实验，确定适合本厂原水水质的加药量，并根据模拟现场循环冷却水的动态试验台上对实验确定循环阻垢剂加药量进行动态模拟试验。采用挂片法测定HSn701-A铜试片、TP304不锈钢试片、碳钢试片在所确定的循环水水质情况下的均匀腐蚀速率。确定在这种浓缩倍率下实际运行中的控制参数及指标。

3.试验仪器及方法

3.1试验仪器

动态模拟试验台主要是模拟循环冷却水系统的运行工况，主要由集水箱、循环泵、流量计、腐蚀监视管、模拟冷却器等，其简要系统见图4-1。

1-抽风装置2-腐蚀监视管3-温度计4-换热管5-循环泵6-流量计

图3-1 动态模拟试验台系统图

3.2试验方法

因本厂循环水处理系统没有杀菌剂，故以氯离子浓度为判断浓缩倍率的标准，通过极限碳酸盐硬度确定目前所使用阻垢剂的加药量。将腐蚀指示片装入不同内径的监视管内，调节排污量，保持浓缩倍率稳定在要求的范围内，将试片挂入系统内，稳定运行一段时间后，判断腐蚀情况。

4.数据分析

4.1补充水水质分析

对西江补充水进行水质分析，分析结果见4-1。

4.2阻垢剂性能实验

对现使用的阻垢缓蚀剂进行极限试验，试验结果如下：

将补充水碱度调至1.20mmol/L，阻垢缓蚀剂加药量为5mg/L和8mg/L时，浓缩倍率达不到5～6的工业应用要求；将补充水碱度调至1.0mmol/L时，均满足工业应用要求。因此后续动态试验将补充水碱度调至1.0mmol/L，阻垢缓蚀剂加药量5mg/L来浓缩运行。

4.3动态模拟试验

在补充水中加入阻垢缓蚀剂量为5mg/L，动态模拟试验浓缩倍率达到5.5倍（以Cl-计），向监视管内挂入腐蚀挂片，系统开始排污。通过调整排污量使浓缩倍率稳定在5～6倍左右。

由图4-3可以看出，动态运行A-B段时间内，循环水处于浓缩阶段，此阶段浓缩倍率逐渐上升。B-C期间，循环水进入稳定运行阶段，浓缩倍率（以Cl-计）保持在5.01～6.04倍之间，ΔK≤0.2 循环水水质稳定，无结垢倾向。

4.4动态腐蚀挂片试验

循环水动态模拟试验浓缩倍率达到5.5倍后，向试验系统监视管内挂入腐蚀试片，在循环水稳定运行过程中，观察试片的变化。随着运行时间的延长，不同管径的腐蚀监视管内壁依旧干净透明，碳钢挂片上逐渐有少量棕褐色疏松状粘泥附着。试验结束后，取下监视管及挂片，所附着的粘泥容易冲洗，且冲洗后，对试片表面进行观察，HSn701-A铜试片和TP304不锈钢试片表面依旧光亮，碳钢试片表面有腐蚀痕迹，腐蚀速率的测定结果见表4-4所示。

由表4-4的试验结果看出，碳钢试片腐蚀速率约为0.380mm/a～0.514mm/a，超过碳钢设备传热面水侧腐蚀速率应小于0.075mm/a的规定要求，说明循环水腐蚀性较强；HSn701-A铜试片和TP304不锈钢试片在循环水中的腐蚀速率很小，在不同流速下均能够满足换热管均匀腐蚀速率≤0.005mm/a的要求。

4.5循环水优化实验结果及改进措施

（1）根据试验结果看出，循环水中加入原阻垢缓蚀剂5mg/L，浓缩倍率可控制在5.01～6.04，Cl-含量大约在31.80mg/L～38.30mg/L之间。

（2）在动态模拟试验过程中，循环水无结垢现象，HSn701-A铜试片、TP304不锈钢在循环水中的腐蚀速率均满足≤0.005mm/a的规定要求。

（3）碳钢试片腐蚀速率约为超过标准，说明循环水腐蚀性较强。

（4）为了提高循环水浓缩倍率，降低循环水系统用水量，循环水增设加酸调节系统（装置如图5-5）。通过加酸调节pH值，可以将循环水的浓缩倍率提高至2.5～4.0，有效地降低循环水系统用水量。加酸量控制标准见表5-6

（5）根据实验确定循环水运行时控制指标。见表4-7

5.结束语

通过本次对循环冷却水的优化研究，调整了阻垢缓蚀剂的加药量，在循环水加酸系统配合的调解下同时控制原水中的碱度，在增大循环水的浓缩倍率（由2.5上升至3.5）的同时，控制加酸后循环水的pH值，保证水质稳定。电厂新鲜水补水量由之前1200t/h降低到1000t/h。阻垢剂的用量也相应减少，经济效益良好。

【参考文献】

[1]夏双辉.电厂循环水处理技术的发展[J].全面腐蚀控制，2006，（06）.

[2]朱志平，周琼花.凝汽器铜管氨腐蚀的试验研究[J].湖南省第五届腐蚀与防护学术讨论会论文集，2010.

[3]刘辉，吴景伦.火电厂循环水高浓缩倍率下运行的研究与应用[J].火力发电节水技术研讨会，2006.