火电厂闭式循环水系统阻垢缓蚀处理试验研究*

research on Scale Prevention and corrosion Deceleration in closed water circulating system of thermal power plant.
彭泉光1 ,凌浩翔2 ,张　珂1 ,侯露霞1 ;卿钟意2
(1. 广西电力试验研究院,广西　南宁　530023 ; 2. 桂林虹源发电有限责任公司,广西　桂林　541002)
　　摘要: 系统地总结了循环水阻垢、缓蚀试验及现场应用的结果。采用低磷、高阻垢性、高缓蚀性配方的缓蚀阻垢剂处理电厂的循环水,能有效地控制系统的结垢和腐蚀。虹源电厂的循环水处理加药控制有机磷在1～2 mg/ L ,能实现阻垢、缓蚀的目的。研究复配的GN - 1 阻垢缓蚀剂有优良的缓蚀阻垢性能。
关键词:循环水;阻垢;缓蚀
Abstract : The result s of experiment and field test to prevent scale and decelerate corrosion are summarized comprehensively. Scale and corrosion can be rest rained effectively by t reating circulating water by the reagent prescribed low phosphorus content and highly anti - scale and anti - corrosion component s. Treating circulating
water with 1 - 2mg/ L organic phosphorus contained in the reagent for the purpose to prevent scale and to decel2 erate corrosion is realized in Hongyuan thermal power plant . The reagent CN - 1 has a good performance.
Key words : circulating water ; anti - scale ; anti - corrosion
中图分类号: TM621. 8 　文献标识码: A 　文章编号: 1671 - 8380(2003) 01 - 0021 - 04
1 　引言
汽轮机凝结器的腐蚀结垢直接影响着电厂的安全、经济运行。火力发电厂循环冷却水处理剂的开发和应用工艺的完善是提高循环冷却水的浓缩倍率,降低水耗、能耗的一个重要途径。
虹源电厂2 ×135 MW 两台机组于2000 年相继投入运行。凝汽器铜管为Φ25 mm ×1HSn70 - 1 。
这两台机组在广西首次采用了机力、闭式循环冷却系统,循环冷却用水取自大溪河。本研究主要针对虹源电厂的水质及我区发电厂循环水处理技术尚未完全开展的现状,为保证循环水系统的安全运行对药品的选用及工艺进行研究。目的是筛选适合我区水质的水处理药剂,找出适合电厂循环水的缓蚀阻垢工艺。
2 　水质倾向的判断
2. 1 　水质情况
经查阅虹源电厂循环冷却补充水多年的水质全分析资料,结果为:水的含盐量、电导率、硬度、碱度、氯离子等没有明显的变化,但随季节及雨季变化略有变化,久晴无雨及冬季的水质硬度、含盐量略有增加。近年的水质分析结果如下表,水的硬度、含盐量并不高。

根据水质分析的结果,利用Langlier 及Ryznrt的指数判别式对虹源电厂补充水的稳定性进行计算、分析判断,结果表明为补充水属微腐蚀性水质,水质经循环浓缩达2～2. 5 倍后,由腐蚀性水质变为结垢型水质。
但是,利用Langlier 及Ryznrt 的指数计算判断只局限于碳酸钙在循环水中的溶解平衡,其实水中的沉积垢物种类很多,往往还是多种盐类的混合物结晶,同时结垢型的水质也不能说没有腐蚀性。所以,运用指数值来指示结垢倾向只能作为参考,仍需进行实验与实践以验证。

3 　阻垢缓蚀剂的选择试验
3. 1 　配方选择
在选择药剂配方时应充分注意其阻垢性能,再考虑缓蚀性能。针对虹源发电有限责任公司的水质特点和循环水系统运行工艺条件,我们进行了药剂配方的设计及筛选工作。设计原则为采用低磷、高阻垢性、高缓蚀性配方,本试验采用选用了两个定型的缓蚀阻垢剂产品(W - 4 ,S - 2) ,结合我区的水质我们复配了GN 系列产品,对这几种药品进行阻垢、缓蚀性能对比试验,以确定药剂品种及加药剂浓度。
3. 2 　阻垢性能试验
3. 2. 1 　浓缩倍率试验
量取现场取回的澄清池出水1 000 ml ( YD = 0. 7mmol/ L ,JD = 1. 3 mmol/ L ,Cl - = 4. 5 mg/ L) ,放入烧杯中,按有机磷含量为2 mg/ L 要求分别加入相应的阻垢剂,置于已恒温50 ±1 ℃的水浴锅中,通入压缩
空气模拟曝气过程,不断进行蒸发浓缩,测定不同浓缩倍率K下水样中Cl - 、JD 和Ca2 + 的含量。
试验结果见图1～图4 。

从图可以看出,不加药时(空白试验) 浓缩倍率约为2 倍,而加阻垢、缓蚀剂后,浓缩倍率得到较大的提高。GN 配方阻垢效果较好。
3. 2. 2 　阻垢率测定
模拟现场取回的清水浓缩3. 5 倍,在实验室进行模拟配水,选取药品W - 4 、S - 2 、GN ,并以20mg/ L 浓度的加入量,试验结果如下表2 。

试验表明三种药剂阻垢效果均较好,其中GN效果较好。
3. 2. 3 　阻垢剂稳定钙离子的性能
按照HG/ T 2024 —91 的方法,控制阻垢剂有效含量为2 mg/ L ,阻垢剂对钙离子的稳定浓度如表3。

从表3 看,阻垢剂GN 的稳定钙离子的效果明显优于W - 4 。
3. 2. 4 　不同阻垢剂浓度对浓缩倍率的影响
量取实验室自来水4 000 ml 放入烧杯中,分别加入不同剂量的GN 阻垢剂(以有机磷含量计) ,置于已恒温50 ±1 ℃的水浴锅中,通入压缩空气模拟曝气过程,不断蒸发浓缩并测定水样中Cl - 和Ca2 +

.　从图5 看出阻垢剂GN 在较低的浓度下即可取得较好的阻垢效果,高浓度的阻垢剂并没有获得高浓缩倍率。此性能对于运行控制有重要的意义,较低的药品浓度可取得高的阻垢效果,高的加药量只不过是一种浪费。
从图3～图5 还可以看出,对于不同的水质,即使阻垢剂相同,其稳定碳酸盐硬度的浓度亦不相同。
3. 3 　缓蚀性能试验
取现场取回的澄清池出水分别加入20 mg/ L阻垢缓蚀剂,溶液的体积面积比为25 ml/ cm2 ,其中配方GN 阻垢成份相同,加入不同量的铜缓蚀剂,温度在30～32 ℃,样管取自现场的新铜管(Hsn70 -1A) ,旋转速度100 r/ min ,试验时间为462. 5 h 。
试验结果见表4 。

　从上表看,药剂W - 4 、S - 2 、GN 的腐蚀率均能达到《工业循环冷却水处理设计规范》GB0050 —95
所规定的标准(黄铜腐蚀率< 0. 005 mm/ a) , GN 配方中的阻垢剂也有一定的缓蚀作用,加入缓蚀剂后效果更好,GN - 2 配方腐蚀最低。由于铜缓蚀剂价格较高,从降低成本考虑认为配方GN - 1 已满足生产的要求。
3. 4 　铜缓蚀剂对阻垢剂阻垢性能的影响
对配方GN 的阻垢剂,加入铜缓蚀剂的有效百分含量为其0 、0. 8 %、1. 6 %、2. 4 % ,测试其阻垢率,结果表明加入铜缓蚀剂后对阻垢剂的阻垢效果没有明显的影响。
4 　现场应用
根据试验的结果,在虹源电厂进行了现场应用试验。加药方式为:在加溶药箱配好阻垢剂,通过计量泵直接加入循环水泵入口的吸水井。
4. 1 　配方GN 的应用
机组试运行开始即用阻垢剂进行了阻垢试验。
水质的变化结果如图6 。
从图看出阻垢剂对水质有较好的稳定作用,阻垢剂浓度在1～7 mg/ L 变化,对水质稳定性没有影响。
利用停机的时间对冷却塔的蜂窝板检查,没有出现结垢现象。
4. 2 　配方W - 4 的应用
机组投产后用配方W - 4 进行了阻垢运行控,每台机组用量药约为55 kg/ d。水质的变化结果如图7 ,现场挂片的腐蚀率如表5 。