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提高热电厂循环水浓缩倍率的措施
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提高热电厂循环水浓缩倍率的措施

提高热电厂循环水浓缩倍率的措施
房金祥
(仪征化纤股份有限公司热电厂,江苏仪征211900)
摘　要:仪化热电厂将循环水用作冲灰水导致浓缩倍率只有1. 6 ,加上凝汽器铜管腐蚀结垢严重等问题,用水浪费严重。为此提出了隔断循环水与冲灰水的直接联系,实现闭路循环,对凝汽器铜管进行酸洗,并对循环水实施加缓蚀阻垢剂、杀菌剂和旁流过滤等整改措施。这些措施实施后产生了很好的经济效益,每小时节水350t ,每年节约减少支出68 万元。
关键词:循环水;浓缩倍率; 酸洗;缓蚀阻垢;杀菌;旁滤
　　中图分类号: TK223. 5 　　　文献标识码:B 　　　文章编号:100527439 (2006) 0220085204
A series of measures to increase recirculating water concentration rate in thermal power plant FANGJin2xiang ( Thermal Power Plant of Yizheng Chemical Fibre Company Lit , Yizheng 11900 , China)
1 　热电厂循环水及其浓缩倍率概况
仪征化纤热电厂的循环水系统属于敞开式循环冷却水系统,因设计上地循环水用作锅炉冲灰水,造成半闭路状态。该系统保有水量为2 万m3 ,4 台机组各有5 000 t/ h 循环水泵2 台,正常运行时循环水量为2～4 万t/ h ,浓缩倍率约为1. 6 ,流程见图1 。

图1 　循环水流程图
循环水补充水水源有沉淀水(从水厂沉淀池来) 、射水箱补水溢流工业水(从水厂过滤池来,用于给水泵、疏水泵、油泵轴承冷却) 及凝结水泵坑和循环水泵坑回收水(其中有除盐水、内冷水) ,在提高浓缩倍率前,循环水平均补水量约为600～900 t/ h 。
循环水的蒸发量受季节的影响较大,夏季最多,春、秋季次之,冬季最少,分别为1. 6 % ,1. 3 %和0. 9 %;
风吹泄漏量实际上不大, 冬夏约0. 3 %, 春秋约0. 2 %可不考虑。排污包括冲灰、熄火、冲洗(包括输煤廊冲洗) 的用水以及其他系统的排污水。排污水主要用作冲灰水,循环水平均排污量约为400 t/ h ,冲灰水约有350 t/ h 。提高浓缩倍率前后循环水的各项水量见表1 ,可以发现,若将循环水浓缩倍率提高到3～4 ,排污率有明显降低,补充水量显著减少,计算表明相应水费可从470. 5 万元降到238. 1 万元。
由于冲灰水耗用了大量循环水,以致循环水的浓缩倍率仅为1. 6 ,生产成本高,节水潜力大。多年来热电厂用循环水养鱼(2000 年中止) 长期不进行化学处理,冷却塔内绿藻蓝藻繁殖严重,凝汽器铜管内粘泥多,循环水呈腐蚀性导致凝汽器铜管内水侧

表1 　提高浓缩倍率前后循环水各项水量消耗表

产生点蚀及腐蚀结垢,结垢量平均有1 500 g/ m2 ,严重影响铜管冷却效果及运行寿命,并造成机组凝汽器换热效果低,直接影响发电机组的经济效益。
2 　改造方案
2. 1 　循环水闭路循环
控制循环水的排污量,循环水不再用作冲灰水的补充水,正常的排污水排入生产污水系统,实现循环水的闭路循环。另一方面对灰场回水管酸洗除垢,增大灰场回水量以弥补冲灰水量的不足。
2. 2 　凝汽器铜管酸洗
# 1～4 汽轮机凝汽器系上海电站辅机厂制造的N23 0002 Ⅱ型对分双流程表面式鼓泡真空除氧冷却器,凝汽器锡铜管( HSn70 - 1As ,Φ25 ×1 ×7170)用量4842 根,镍铜管(B10 ,Φ25 ×1 ×7170) 用量600
根,水容积32. 36 m3 ,冷却面积3 000 m2 ,冷却水量9 000 t/ h ,水阻≤0. 05 MPa ,水室最大允许工作压
力(表压) 0. 2 MPa 。各台凝汽器铜管在大、小修检查分析时发现垢量很大,CaO 和MgO 占80 %以上,
Fe2O3 和CuO 含量不到2 % ,垢下有腐蚀坑。改造采用操作安全、比较经济的氨基磺酸酸洗法除垢,酸
洗液中添加缓蚀剂,酸洗后进行硫酸亚铁成膜保护,酸洗废液排入冲灰水系统。清洗范围包括凝汽器铜管及其连通水室,采用单回路顺逆流清洗,清洗循环回路见图2 。

图2 　清洗循环回路图
(1) 水冲洗　用工业水(浊度< 2 mg/ L) 冲洗清洗箱,待清洗箱冲洗干净后向清洗箱进工业水,启动清洗泵冲洗临时管道及凝汽器,甲乙侧顺逆开放冲洗并分别试转单台和双台清洗泵运行出力和压力(冲洗期间要求凝汽器各水室空气门常流水,系统压力≤0. 2 MPa) ,检查系统严密性。冲洗至水清后进行双泵循环冲洗,最后停泵放水。
(2) 酸洗　向清洗箱进工业水,至2/ 3 水位时启动单台清洗泵向凝汽器进水,进行从乙进甲出的水循环。当空气门出水、清洗箱低水位时加入缓蚀剂,溶解后再向清洗箱内加酸,系统中酸浓度达到5 %时停止加酸。以后投运监视管并进行顺逆循环清洗。清洗时间由化验结果及根据监视管的清洗情况而定, 一般1 ～ 2 小时; 酸洗终点控制酸浓度≥0. 5 %。酸洗结束后先排空清洗箱中清洗液,用工业水加至高液位,然后根据排放凝汽器系统的酸洗液。
(3) 酸洗后的水冲洗及铜管表面预处理　排酸后,启动单台清洗泵顺逆大流量冲洗凝汽器,直到排水p H > 5 和总铁≤50 mg/ L ,然后改双台泵循环冲洗,加入磷酸三钠800 kg ,控制p H 在9～10 之间,循环2 小时后排放。
(4) 成膜　清洗箱进工业水,启动单台清洗泵顺逆开放冲洗凝汽器至排水酚酞不显红色,然后改双台泵循环冲洗。溶液箱控制低水位,加入已配的20 %硫酸亚铁浓溶液,控制Fe2 + 在50～100mg/ L和p H 在5. 5～6. 5 之间,用工业水(必要时加入磷酸三钠) 调整p H ,顺逆反复循环成膜。循环中应不断补充工业水,保证溶液中含有足够的溶解氧,并及时排走部分溶液,补加20 %硫酸亚铁浓溶液,保持清洗箱正常液位。循环成膜96 小时后全部排空。
(5) 成膜后水冲洗　清洗箱进工业水,启动双台泵开放冲洗,至排水澄清后停泵,系统水排空结束成膜,凝汽器复原。
清洗成膜控制项目及监督见表2 。清洗成膜结束后对凝汽器水室、清洗箱等进行清理检查,并抽取铜管检查清洗成膜效果。效果评价标准为:除垢率> 90 %;金属基体腐蚀率< 10 g/ (m2 ·h) ;保护膜均匀。
2. 3 　循环水加药缓蚀阻垢
阻垢加药处理可以防止生成水垢。加药缓蚀阻垢处理范围为循环水闭路循环系统,包括凝汽器、冷却塔、循环水泵及其管路,加药点为循环水泵进口前的循环水井(见图3) 。

图3 　循环水加药点系统图
根据循环水水质和缓蚀阻垢剂试的运行状况,进行循环水缓蚀阻垢药剂的配方优化。采用连续加药方式,利用加药泵的行程调节或速率调节控制加药量,缓蚀阻垢剂的初始浓度控制在10～15mg/ L ,

表2 　洗成膜控制项目及监督表

投加浓度1～2 mg/ L ,投加速率需根据补水量进行调整,运行中应及时分析总磷浓度, 控制在5 ～7mg/ L 。
缓蚀阻垢处理后,在循环水泵与凝汽器出口管道上加装监视口,每月定期检查缓蚀阻垢效果及腐蚀情况和分析循环水水质变化情况,严格控制循环水排污,提高缓蚀阻垢剂循环使用效率,降低药耗,确保循环水闭路循环长期稳定运行和环保达标排放,抑制或减缓凝汽器铜管结垢现象。
2. 4 　循环水加药杀菌
二氧化氯是一种高效氧化剂,它的有效氯是氯气的2. 63 倍,氧化能力是氯气的2. 5 倍,灭菌效果是次氯酸的5 倍。考虑到运输和使用的安全性,目前稳定性二氧化氯产品的标准浓度定为2 %。循环水加药杀菌处理范围与加药阻垢处理范围,加药点也为循环水泵进口前的循环水井(见图3) ,加药杀菌处理系统见图4 。
加药前先往氯罐和活化剂罐中加入所需的药剂,然后利用喷射器和工业水的压力对混合罐抽真空,同时按1 :1 的比例抽吸稳定性二氧化氯和活化剂到混合罐中活化,直至所需投加量全部吸入混合罐为止,活化后产生的二氧化氯气体,从抽氯线进入循环水井。活化10～15min 后,向循环水井中投加混合液和二氧化氯气体,直到加完,加药速度用混合罐出口门调节。

图4 　二氧化氯加药系统图
影响稳定性二氧化氯杀菌效果的因素主要有:
投加浓度、投加频次、水中有机物和还原性物质的量及其种类、药剂的衰减速度(包括活性二氧化氯的挥
发损失速度、系统排污速度及药剂投加速度等) 。经试验,投加频次为1～2 次/ 周,投加量为350 kg/ 次,
控制凝汽器进出口含氯量为0. 2～0. 5 mg/ L 。
2. 5 　增设循环水旁滤系统
(1) 旁滤系统的设计依据
整改前,例如2004 年循环水的浊度和悬浮物含量(见表4) 远远超过国家规定标准,直接影响工艺冷却器、热交换器的换热性能,为此整改方案增设了循环水旁滤系统,把总水量40 000 m3 / h 的3 %约1 200 m3 / h作为旁滤水量设计。
重力式无阀过滤器的特点是采用小阻力排水系统和正向阻力式过滤,它利用虹吸原理运行反洗过

程完全自动,不需任何工艺能耗(同时设有强制反冲洗系统) ,结构简单、安全可靠、管理方便。
(2) 旁滤系统改造方案
选用了4 套(共1 200 t/ h) OWLA2320 型钢制无阀过滤器,由南至北布置,进水分别接在# 1 和#2 冷却水塔的进水管上;过滤后的水回到# 1 冷却塔中的蓄水池内,反洗后的污水排入污水系统,工艺流程见图5 。依次循环往复,可将循环水中的杂质过滤出来。
无阀过滤器为φ3 800 钢筒体(壁厚δ≥10 mm、多孔板厚≥30 mm) 的三联无阀过滤器,总筒体数1 2台,单筒滤水量大于100 t / h 。金属表面进行喷

图5 　循环水旁滤系统流程图
砂、酸洗除锈处理,采用环氧树脂漆七度,防腐后漆膜厚度大于1 mm。设计数据:滤速10～12 m/ h ;平均反冲强度15 L/ ( s ·m2 ) ;反冲洗历时5 min ;期终水头损失值不大于17kPa ;操作方式为全自动运行。
3 　结束语
以上措施经过两年多的努力全部得以实施后,循环水浓缩倍率提高到3 以上,减少了补充水量,收到良好的节能降耗效果。每年仅以减少350 t/ h 的补充水(0. 45 元/ t) 计可节约水费138 万元,去除酸洗费用5 万元,消耗阻垢剂和杀菌剂的费用35 万元和20 万元,旁滤系统投资费用10 万元,实际节约费用达68 万元。
另外,通过对循环水进行阻垢、杀菌、旁滤处理,提高了循环水水质,减少了凝汽器铜管的腐蚀结垢,提高了凝汽器的真空度,改善了汽轮发电机的出力和运行的经济性能,保证了设备的安全稳定运行,这些间接效益也是非常显著的。

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