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1、工业水处理2004-07,24（7）杨继广：甯环冷却水農浓缩倍率运行的实例分析第24卷第7期2004年7月工业水处理Industrial Water Treatment循环冷却水高浓缩倍率运行的实例分析杨继广(阜阳华润电力有限公司安徽阜阳236010)MS山东更彦电厂循环水浓编借率控制标凛W5.0.控制标滞1P却水补充水水员分析.怡环水药品选5!实黔、循环水运行数据分析©论和实跌上说明如何在保证猱环水系统设备安全运行的前提下努力提高獭大It的水资猱取得了艮好的经济效杜会效益和环境敢益。关询循环冷却水；玻缩倍療；阻垢;缓蚀中图分类号TQ085 文敵标识W) B 文章编号1005 - 8
2、29XAnalysis of the circulating cooling water with high concentration rateYang Jiguang(Engineering Depl., Fuyang China Resources Powtr Co., lad., Fuyang 236010, China) Abstract：Hie concentration rate of circulating cooling water in Shandong Liyan Power Plant is about 5.0, keeping high standard A scie
3、ntific and safe way has been found by theoretical analysis, static lest, dynamic imitation lesls. operating data analysis9 economic analysis9 which can greatly decrease water consumption .the drainage quantity of wastewater, and get better economict social and environmental benefits.Key words：circul
4、ating cooling water； concentration rate； scale inhibition； corrosion inhibition-#-工业水处理2004-07,24（7）杨继广：甯环冷却水農浓缩倍率运行的实例分析-#-工业水处理2004-07,24（7）杨继广：甯环冷却水農浓缩倍率运行的实例分析目曲山东电力系统电厂循环水浓缩倍率平均 值在3.0左右。由于近年环保要求越来越高和水资 源紧张，迫切耍求节约用水，以械少用水址。但是循 环水在高浓缩倍率下具有结垢性和腐蚀性.对设备 危害较大。山东里彦电厂自2000年开始对这方面进 行探索.在解决上述问遞后,2003年5月把
5、浓缩倍 率控制标准提高到5.0取徊了较好的经济效益。1山东里彦电厂补充水情况山东里彦电厂目前发电机组容量为2x56 MW 和2X135MW.循环水补充水来自东、西两水源地 的地下水。东水淳地主要向3S41凉水塔补水；西水 源地主要向1 、”凉水塔补水。从多年的水质全分析-#-工业水处理2004-07,24（7）杨继广：甯环冷却水農浓缩倍率运行的实例分析-#-工业水处理2004-07,24（7）杨继广：甯环冷却水農浓缩倍率运行的实例分析控制指标:总磷为2h/次.3O4Omg/L；C0 2h/次， <120 mg/L；pH 2 h/次 60 7.0。(9) 预膜过程中挂淡钢监测挂片；预膜时间
6、视监 测挂片成朕情况决定。(10) 预膜过程中如Ca”上升过高需适当排污, 以保证Ca120m“L,很据分析结果适当补加药剂。(11) 预膜结東百，对循环水以最快速度置换至 总W < 5 mg/L转入正常加药。3.3預膜效果根据现场挂片，对预膜效果观乗,挂片表面生成 蓝色彩膜与试验相同。预膜过稈达到了预期的目的。整个预膜过程，耍求总磷质fit诙度为30mg/L 左右，远远低于传统预炭过程总碣控制质呈浓度 (200 - 500 mg/L).系统转人正烤运行时循环水建 换的排放最低排放时间短，大最节约了用水同时 降低了污染物的排放最，减少了环境污染。4结论综上所述，TM-106A侦膜剂及其助
7、剂TM- 106B是适用于带热负册条件预膜使用的低磷环保 型产品。在带热负荷条件卜使用，具有成膜质盘好、 速度快、磷质艮浓度低、易于置换排放、对环境污染 小的待点堤一种值得推广的产品。【作看得介吕萍(1973 ).1996年毕业于天WtW*大学工分 析令业工稈师，电话：022-86810606,«t»BW2O(M-O2-2O(» 改稿)实验结果看，东水源地各井水水质相同，西水源地各 井水水质相近，两地下水水质基本稳定不变。2003 年3月11日水源地水质分析见表1。表1确环水补充水水廈瑣目东木 l井西水 潭地 1井3井6并丙水 渕堆 9井PH7.277.387.4
8、07.277.33HCOf/trnmol-L4)4.486.976.676.756.05COIVgL4)0.40000TDS/（吨心）522.2449.0448.0470.0447.4SiO心心）17.924.529.129.630.8av(mgL-')20.111.812512.013.7SO?7(mgl/)151.750.046.251156.316.226.632343.241.5CP/(mgL“)100.270.767.367.763.9时/（吨四27.720.920.421.019.6对于上述水源，我们于2000年7月16 -7 月26 口分别采用ATMP、HEDP、SDF-
9、3三种马剂 进行了妓泡筛选实验，发现SDF-3的处理效果最 好。SDF-3阻垢缓也剂是一种高效水质稳定剂，由 多种单体复配而成，该药剂通过有机确酸盐和聚合 物的协同作用可充分发挥各组分的阻垢性能。为丁聽定最佳加药堪，我们又进行了静态模拟实 验。用2000mL的烧杯分别加入2000mL的原水，然 后按总确酸盐质宣浓度为2吨几、3昨、4皿8/1、 5mg/L的剂虽加人药刑，在40 *的水浴中进行浓缩，定 期检测其水质的变化。控制A402（A.4=a-）o 实验结果表明，总磷酸盐质量浓度为4mg/L时.阻 垢率达96%,因此我厂循环水总磷酸盐控制标准值 为 4.0 mg/Lo对于开式循环冷却水系统.
10、我们也可以根据谱 氏指数（PSI）来预测冷却水系统的结垢倾向。谱氏指 数的计算方土如卞当PSI垢也不腐蚀；PSI（B严載;PSI<6t说顷通过计任何处理的情况下（爪温取40X）.四爪源爪庾HSI为5.63, 东水源水质PS1为5.88.兴此我厂补水水质属于结 垢型水质即使在没有浓端的情况下，循环水在凝汽 器铜管内也有结垢倾向因此需要处理。2山东里彦电厂循环水运行悄况表2循环水水质分析结果琅目200)-11-153加开水2002-07-16 rm歼水2002-07-16 3猶环水2002-10-15 丁廉环水2002-10-151诵歼水2003-04-173'ti环水PH8.408
11、.678.26&37&46835W/tronolL-')0340.700.780.400.550J7HCOj/Cmmol-L*4)5274.603.794.754.654.49CO%/(mrLT3.W3.W2.741.662.941.44TDS/(mg2)199322 366.63 553.02 961.6171142033.4SiO/(叶")92.2107.295.069.75633。/他心）610067.50110.0096.3047.5068.00SO?/(mg.L')931.61 138.11 768.791 478.47815958.8515
12、97.093.058.037.832.03v（mg 心）3036315.6525.1452.92329317.6MAmgL-1)96.699.3161.7138.668.197.7温度/X304040333334浓歸倍审3.105.05504.823.523.40PSI4.884J73.544.745.144.70目前国外循环水处理水平絞高，运行中浓缩倍率 ）大部分在46之间。山东里彦电厂循环水采用加 酸.加阻垢剂联合处理方式，控制标准:pH89 .碱度 67mmol/L，总磷质虽浓度2«54.0mg/L,浓缩倍 率W3.5。笔者通过对该厂循环水采用联合处理模拟 试验和多年运行数据的
13、踉踪分析和计算，从理论与实 践上论述了将该厂循环水浓缩倍率提高到5.0的可 行性。近1年多各循环水的水质分析见表2O 2002年 循环水监测项目的年平均值见表3。-58-工业水处理2004 - 07,24(7)杨继广：循环冷却水高哝缩倍率运行的实例分析表3 2002年循环水监测项目的年平均值项目!Tr4PH8.95&588.49&488（度 /（mmoI-L*1）6.556.506.266.2713.9112.2118.4116.98总/（吨!/）6.115.354.744.62浓缩倍空93.523.033.883.55注值按下式计算V=Pq/pg；2)补充水数据取多年的平均值
14、.由于近年水源紧张，该厂循环水通常在较高的 浓缩倍率下运行"值时常超标。在极度缺水的情况 下冷值甚至达到7.0。根据循环水采用联合处理模 拟试验结果可知：该处理方法可把谱氏稳定指数从 6.0降至3.89,即在谱氏指数3.89时，水也不会结 垢。从表2中1*循环水2002年7月16日的数据可 知，1循环水在水温为40弋，浓缩倍率为5.0时，谱 氏指数仅为4.57,该水水质在安全范围内，不会有结 垢危险。近3年的挺汽器化学监督表明，我厂1、2 系统凝汽器没有任何结垢发生。对于3、4循环水， 在相同的温度下，浓缩倍率为5.0,碱度控制在5.5 mmolA以下时，经计算谱氏指数为4.40左右
15、。但从 2002年7月16日循环水数据来看，当循环水浓 缩倍率提高到5.50,虽然碱度只有5.35 mmol/L,谱 氏指数仍降至3.54,低于厂家提供的安全数据，这主 要是因为东水源地水质硬度较大所致。从近几次3、 4机大小修凝汽器检査结果来看.在凝汽器人孔门 等水流缓慢处有时有不规则松软的垢状物，估计是 在浓缩倍率很高的情况下，碳酸钙受阻垢剂影响不 规则析出所致。由于在水质相同的条件下，水温毎提 高103C,可使谱氏指数降低约0.35 - 0.40,因此3、 4循环水浓缩倍率夏季应严格控制在5.0以下，其 他季节可稍高一些c循环冷却水采取阻垢剂加酸协 调处理，原则上可在很高的浓缩倍率下运行
16、,但是限 制浓缩倍率的因素除谱氏指数外，还要受其他条件 的制约，具体运行控制标准要综合考虑。3限制浓缩倍率的因素限制浓缩倍率的因素如下：(1) 高浓度的钙离子和硫酸根可能会产生CaSO4 垢。为了防止CaSO。的析出，美国依柏斯公司提出下 列控制指标：Pf xpg： < 500 000 Qx=0.01)<1 150000(=0.05)<1 800000 Qx=0.1) 式中沪为离子强度;°&必0：分别表示Ca.SO?的 质殳浓度,mg/L0我们可以把循环水在浓缩倍率为5.0左右时的 数据代人上式，以判断P/XPso：是否超标。2002年7月16日P循环水浓缩
17、倍率为5.0时的数据代入上式,可得：八 «cnnnnn<4 <200；率为 4.82时的数抠(.)从上水质还是东水源地都可以不考虑产生CaSO4垢的危险。(2) 高浓度SOJ对混凝土结构的侵蚀。普通水 泥主要由硅酸钙和铝酸三钙的化合物构成，循环水 中的SOJ-使水泥发生结晶性鼓泡损坏。山东电力系 统依据原西徳VGB冷却水推荐标准，建议控制标 准:卩廿<600mg/Lo为了避免循环水中髙浓度硫酸 盐对冷却塔的侵蚀，冷却塔的建设可以选用抗硫酸 盐水泥，也可以使用普通硅酸盐水泥,但是水泥中铝 酸三钙的质陆分数必须小于8%o目前新建电厂冷 水塔水泥基础外表面都敷设防腐层，也
18、能大大滅缓 SOJ-的侵蚀作用。自该厂建厂以来，循环水大部分时 间保持在Psor>600m&/L的条件下运行，至今没有 发现凉水塔水泥基础的侵蚀现象。(3) 0-对铜和铜合金及钢铁的腐蚀。高浓度的 CI-对铜及其合金有腐蚀作用，主要发生在铜管的两 端。我厂1、2"循环水铜离子质量浓度曾高达200 曲/L。采取投加铜缓蚀剂MBT措施后，目前循环水 铜离子质量浓度为l"、2<60|ig/L,3、4"<20 jxg/L。 根据我厂多年的凝汽器铜管检査结果表明，铜管并 未发现有点蚀现象。均匀腐蚀速率也小于0.005 mm/a,根据我省电力系统评价
19、标准，我厂凝汽器铜 背评价为一类，设备状况较好。此外，在投加磷酸盐 类阻垢剂的循环水系统，还应考虑产生磷酸盐垢的 可能性。综合分析，考虑以上因素后,2003年5月1 日，我厂把循环水浓缩倍率控制标准从W3.5提高 到 W5.0。4提高浓缩倍率的经济性(1) 循环水的损失主要由三部分组成：蒸发损 失、风吹损失、排污损失。其中前两项与运行情况和 现场环境条件有关。我们只能通过提高浓缩倍率，减 少排污虽，达到节约用水的目的。按年机组运行 6000h计算（以下同）,把浓缩倍率从3.5提高到5.0, 该厂年节约用水量可达60万吨左右,对于缓解我厂 的水源紧张非常重要，另外减少了高含盐废水的排 放。（2）
20、我厂循环水中的总磷浓度总体水平较髙。按 年节水60万吨，循环水总磷质虽浓度为4 mg/L,阻 垢剂7 200元/1（总磷质量分数为15%）计算，年节 约阻垢剂16t,节约资金为11.52万元。实际上，我厂所用的磷酸盐类阻垢剂，当控制总 磷质量浓度为4mg/L时，阻垢效果就达到了 96% 以上。若再通过提高循环水中总磷的质虽浓度来提 高阻垢效果，效果非常不明显，而且当循环水中的总 磷质量浓度达到一定稈度时，不但不能提高阻垢效 果，而且还有产生磷酸盐垢的可能，这比产生碳酸盐 垢后果更严重。因此，建议总磷质虽浓度控制在4.0 mg/L以下。（3）硫酸的消耗量。由于浓缩倍率的提高，处理 同样数気的补充
21、水需要增加硫酸的投加量；但是浓 缩倍率的提高乂使补充水ffi：减少，有减少硫酸的投 加就的倾向。因此，具体的加药量要通过计算求得。 循环水的加硫酸量可以通过下式计算求得。畑、=49 x （Mm -尿/s） x 0 x I L/0.925 式中：4 MmMeQ0.925-我厂循坏爪蹶皮塊怀准为67mmol/L,碱度 分别为5（参考值）、6、7 mmol/L时，硫酸的年消耗量 见表4。-60-工业水处理2004 - 07,24(7)杨继广：循环冷却水高哝缩倍率运行的实例分析-#-工业水处理2004 - 07,24(7)杨继广：循环冷却水高哝缩倍率运行的实例分析表4不同条件下硫酸的年消耗量项目环水3
22、、4循环水确度/（mmobL-1）浓缩倍率H34 消耗5.06.07.03.55.03.55.03.55.04384244144093903935.06.07.03.55.03J5.0355.064065258)614520577-#-工业水处理2004 - 07,24(7)杨继广：循环冷却水高哝缩倍率运行的实例分析综合考虑，浓缩倍率从3.5提高到5.0,硫酸年 消耗量从910 - 994 t/a提髙到970- 1 023 t/a,增加 29-60 t/a左右。工业硫酸按400元/t计算，由 于硫酸消耗就的增加导致处理费用的增加量为 1.16* 2.4万元左右。2002年，我厂硫酸实际消耗量为
23、1 080t,但我 厂实际带基本负荷时间大于6 000ho硫酸理论消耗 量与实际消耗就基本一致。（4）缓蚀剂的消耗量。提高浓缩倍率，不但可节 约缓蚀剂的消耗量，而且还可以延长缓蚀剂在循环 水的停留时间，有利于发挥缓蚀剂的药效。综上所述，浓缩倍率从3.5提高到5.0,每年不 但可节约用水60万吨,还可直接降低循环水加药处 理费用10万元左右，经济效益和环境效益都非常可 观。5建议随看浓缩倍数的堆加，系统的补水虽和排污量 都下降，但水中溶解盐类等杂质成倍增加，水质条件 恶化了。当卩>10以后,补充水主要用于蒸发损失。 因此，浓缩倍率具休控制标准要综合考虑谱氏指数 和设备的承受能力，并做经济性
24、分析。循环水在高浓 缩倍率下运行时，我们应注意：（1）循环水的pH控 制在&5以下。循环水的pH与循环水的碱度有一定 的关系，但关系并不十分直接。pH与HCO3-和C（V 比值直接有关,pH越高,CO32含最比例越大,结垢危 险性越大；（2）在循环水中加阻垢剂的情况下，谱氏 指数的稳定值要通过实验求得，运行中要考虑保持 合理的余度。在日常工作中水质结垢情况的判据主 要为 A W0.2。参考文駅）1宋珊卿.动力设备水处理手册$.北泉：中国电力出版ft, 1997. 8312冯逸仙.杨世纯.反渗透水处理工程M.北京：中国电力出版社， 2000. 3043宙仲存.工业水处理原理及应用M.北京
25、：化学工业出版社， 2003. 349作者简介杨继广（1972 ）,1996年毕业于吉林大学环境科学系环 境化学专业.助理工秤师。电话：0558-2287691,2287617, 337983&E<nail：yangjiguang72»ohurom； yangjg fycrpL com. cno收稿日期2003 - 12-23-#-工业水处理2004 - 07,24(7)杨继广：循环冷却水高哝缩倍率运行的实例分析-#-循环冷却水高浓缩倍率运行的实例分析5瓷窣鏈搖作者：杨继广作者单位：阜阳华润电力有限公司安徽，阜阳,236010刊名：工业水处理厂_|英文刊名：INDUST
26、RIAL WATER TREATMENT年，卷(期): 引用次数：2004 24(7)4次参考文献(3条)1. 宋珊卿 动力设备水处理手册19972. 冯逸仙.杨世纯 反渗透水处理工程20003. 雷仲存工业水处理原理及应用2003相似文献(9条)1. 期刊论文 赵翠仙.张胜寒.许勇毅.Zhao Cuixian . Zhang Shenghan Xu Yongyi浅析火力发电厂循环冷却水的高浓 缩倍率-工业安全与环保2005,31(12)火力发电厂是工业用水大户随着淡水量的日趋紧张提高循环水的重复使用率以节约水资源已刻不容缓介绍了循环水浓缩倍率与节水的关系提高 浓缩倍率的可能性与经济效益高浓缩
27、倍率循环冷却水处理的现行技术以及限制浓缩倍率的因素.2. 会议论文 李永立.莫逆提高火电厂循环冷却水浓缩倍率的试验研究2002火力发电厂是工业用水大户而循环冷却水占火力发电厂总用水量的0%80?.本文通过阻垢和腐蚀性能试验研究了提高滦河发电厂新厂循环冷却水 浓缩倍率的可行性认为可以通过硫酸水质稳定剂联合处理的方法把该厂的循环水浓缩倍率提高到咅以上达到大量节约工业水的目的本文还重点探 讨了由于加酸可能引起的硫酸根侵蚀混凝土、硫酸钙析出等问题.3. 期刊论文 张广文.ZHANG Guang-we循环冷却水浓缩倍率计算方法的试验研究-热力发电2008,37(12)对目前火电丿循环冷却水采用的浓缩倍率
28、计算万法进行总通过对不同水体的实验室试验提岀补充水水质为不稳定的单水源及多种水源时循环冷 却水浓缩倍率的计算方法并给出了不同计算方法的适用范围.4. 期刊论文 刘冬梅.贾书庆 高浓缩倍率循环冷却水处理技术的研究-山西能源与节能2005(4)论述了火电厂高浓缩倍率循环冷却水处理的现行技术、适用条件、优缺点介绍了煤矸石电厂采用超滤反渗透循环水旁流处理技术最终使循环冷 却水系统实现零排污的实践成果.5. 会议论文 张丽华.张成田.李桂苓 提高循环水浓缩倍率节约水资源的实践经验2001火力发电厂是工业用水大户只有控制循环冷却水系统高浓缩倍率运行才能达到节水的目本文通过对循环补充水水质结垢、腐蚀倾向的判
29、断采用 100%弱酸树脂处理水做补充水进行试验结果表明控制浓缩倍率.8加上阻垢缓蚀剂的作用循环水系统不会出现腐蚀.6. 期刊论文 李进.安洪光.崔连军.赵哲军.刘灵琴.LI Jin . AN Hong-guang CUI Lian-jun . ZHAO Zhe-jun. LIU Ling-qin电导率法在线监测循环水浓缩倍率-中国给水排水2006,22(12)飞出了一种简便、快捷的在线监测循环水浓缩倍率的新方该方法利用水的电导率指标来间接表示水溶液中的含盐：进而求得循环水浓缩倍率探 讨了测定电导率的影响因素并将测定结果与-浓度法的测定结果进行了比较结果表明两种测试方法之间不存在显著性差异.7.
30、 会议论文 罗奖合.李建玺.陈浩.王蓉蓉.张小刚.曾德勇.罗利家 二级城市污水回用于火电厂循环冷却水系统在高 浓缩倍率运行时的防腐、阻垢技术本文针对二级城市污水用作火电厂循环水补充水咏中的微生物、氨氮、有机物等会对循环水系统的运行产生一定影响其在系统高浓缩倍率运 行时这种影响将更为严重的问题，开发了合理、经济的循环水缓蚀、阻垢技术。8. 期刊论文 史海象高浓缩倍率水处理技术在电厂的应用-工业水处理2004,24(6)天津化工研究设计院研制开发的高浓缩倍率水处理技旌河北兴泰电厂循环水系统中的应用获得了良好效果并取得了明显的节水效益对于采用弱 酸水和地下水按体积：3的比例混合作为循环水补充水的系统
31、亥技术有很好的推广价值.9. 会议论文 郭岩.李国军联合处理技术在火电厂循环冷却水中的应用2006本文通过对循环冷却水补充水水质分析和电厂凝汽器铜管材质分析，确定采用联合处理工艺对循环冷却水进行处理，提高循环冷却水浓缩倍率，减 少循环冷却水排污，提高水的利用率。引证文献(4条)1. 杨凤民.邹安华.邢奕.俞洋.谷启源.齐峰 热电厂循环冷却排污水旁流过滤脱盐处理工艺期刊论文-环境工程2008(6)2. 杨作清依靠科学管理和科技进步实现钢铁工业污水综合零排放期刊论文-冶金动力2006(01)3. 王伟.孙奉仲.高明.王凯 基于凝汽器强化传热技术的循环水系统节水研究期刊论文-热能动力工程2006(05)4. 赵翠仙.张胜寒.许勇毅 浅析火力发电厂循环冷却水的高浓缩倍率期刊论文-工业安全与环保2005(12) 本文链接：下载时间：200穽1C月7日