第37卷第4期包鋼科技Vol. 37 ,No.42011年8月Science and Technology of Baotou SteelAugust ,2011包鋼熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運行措施研究田穎',常瑞卿',王曄霞2(1.內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司技術(shù)中心,內(nèi)蒙古包頭014010;2.內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司熱電廠,內(nèi)蒙古包頭014010)摘要:文章分析了包鋼熱電廠循環(huán)水水質(zhì)狀況、存在問題. 試驗研究了循環(huán)水對設(shè)備腐蝕、結(jié)垢影響,以及循環(huán)水提高濃縮倍數(shù)的可行性。并通過動態(tài)試驗研究提出循環(huán)水優(yōu)化運行參數(shù),結(jié)合現(xiàn)場實際情況提出了可行的循節(jié)水及排污水利用措施。關(guān)鍵詞熱電廠;循環(huán)水;濃縮倍數(shù)中圖分類號:TV135文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1009 - 5438(2011 )04 -0084 -04Research on Measures for Optimizing Operations ofReclaimed Water System in Thermal Power Plant of Baotou SteelTIAN Ying' ,CHANG Rui - qing' , WANG Ye - xia2(1. Technical Center of Steel Union Co. Lad. of Baotou Stee( Group) Corp. , Baotou 014010 ,Nei Monggol ,China;2. Thermal Power Plant of Steel Union Co. Llid. of Baotou Stee( Croup)Corp. ,Baotou 014010,Nei Monggol ,China)Abstract:In this article, it is analyzed the quality and problems of recirculating water in Thermal Power Plant. In thetest , the influences of recirculating water on corrosions to the equipment and scale as well as the feasibilty of increasing thetimes of concentration are studied. Moreover , the parameters for optimizing operations of recirculating water are proposedwith dynamic experimental studies and the feasible measures for utilizing recirculating water and efluent are proposed com-bined with the actual situations of work field.Key words :Thernal Power Plant ;recirculating water;times of concentration熱電廠為包鋼用排水大戶,循環(huán)水系統(tǒng)實施有在汽機車間鼓風(fēng)車間、熱力車間和CCPP車間?？傂Ч?jié)水優(yōu)化措施,可提高水的重復(fù)利用率,對循環(huán)水循環(huán)水量為73000 m'/h,損失水量為1 386 m'/h的排污水進行有效處理后回收利用,可減少廢水的(蒸發(fā)損失和風(fēng)吹損失) ,排水量為577 m2/h。補水排放量和工業(yè)新水用量,對減輕環(huán)境污染、節(jié)約水資量為1963 m'/h,其中補黃河新水749 m'/h、黃河澄源和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要的意義。清水562 m'/h。目前各循環(huán)水系統(tǒng)采用的水穩(wěn)藥劑為KN- 0021熱電廠循環(huán)水現(xiàn)狀研究緩蝕阻垢劑,實際運行的加藥量為10 mg/L。包鋼熱電廠主要循環(huán)冷卻水系統(tǒng)有4套,分別1.1 循環(huán)水水質(zhì)分析中國煤化工收稿日期:2011 -04-15MYHCNMH G .作者簡介:田穎(1970-),男 .吉林省長嶺縣人,高級工程師.主要從事環(huán)境影響評價和環(huán)境治理工作。.第4期包鋼熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運行措施研究85(1)水質(zhì)分析判定方法試驗掛片:采用冷卻水化學(xué)處理標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試片。試?yán)梅€(wěn)定指數(shù)RSI(2pHs - pH)、結(jié)垢指數(shù)PSI驗結(jié)果見表3。(2pHs-pHeq)對熱電廠各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)表3熱電循環(huán)水現(xiàn)場掛片試驗結(jié)果作定性判定。盾環(huán)水濃掛片材質(zhì)腐蝕率黏附速書飽和pH值(pHg)的簡化計算方法:pH, =系統(tǒng)倍數(shù)/(mm.a-') /(ng.cm-2 .m十)(9.70+A +B)-(C-D)熱力2.220鐘0.0744.62式中:A為總?cè)芙夤腆w系數(shù);B為溫度系數(shù);CHSn70-1A銅片0.0042. 34為鈣硬度系數(shù);D為M堿度;pH為實測值。HSn70-1B銅片0. 0042. 10平衡pH值(pHeq)的簡化計算方法:pHeq=汽機2.120鋼0.1387.041. 465 lg(M堿度) +4.54車潤0.00712. 22式中:M堿度為系統(tǒng)中水的總堿度。HAL77-2銅片0.0054.31穩(wěn)定指數(shù)RSI、結(jié)垢指數(shù)PSI的判別依據(jù)見表1。CCPP 2.10.062 .3.21表1穩(wěn)定指數(shù)RSI、結(jié)垢指數(shù)PSI的判別依據(jù)車間HSn70-1A 銅片0.0030.66穩(wěn)定指數(shù)RSI判別結(jié)垢指數(shù)PSI鼓風(fēng)2.00.12316.73<6結(jié)垢<5.0嚴(yán)重結(jié)垢車聞HSn70 - 1A銅片5.12 .5.0-6.0輕度結(jié)垢6.72=穩(wěn)定6.0-7.0微武結(jié)垢或腐蝕HSn70-1銅片0. 0054.827.0-7.5 .腐蝕顯著H68銅片0.0086.56>腐蝕7.5 -9.0嚴(yán)重腐蝕.削冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質(zhì)0.075 .15.00>9.0不允許的腐蝕指標(biāo)( CB50050 -2007) "(2)水質(zhì)分析判定。根據(jù)熱電廠各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實際情況及現(xiàn)場取樣監(jiān)測數(shù)據(jù),分析計算各由表3的試驗數(shù)據(jù)看,各循環(huán)水碳鋼試片的腐循環(huán)水系統(tǒng)目前實際運行控制的濃縮倍數(shù)及水質(zhì)穩(wěn)蝕率為0.062~0.138mm/a,黏附速率為3.21~定指數(shù)RSI、結(jié)垢指數(shù)PSI見表2。16.73mg/(cm2.m),汽機鼓風(fēng)碳鋼試片腐蝕率均表2穩(wěn)定指數(shù)RSI、結(jié)垢指數(shù)PSI的判別超過標(biāo)準(zhǔn)。銅合金試片的腐蝕率為0. 004 ~循環(huán)水濃縮.0.008 mm/a,黏附速率為2.10~7.04 mg/(cm2●m) ,系統(tǒng)儕數(shù)RSI值.判別PSI值 判別銅合金試片腐蝕率較低,汽機車間HSn70-1A銅汽機車間2.4.078鉆垢4.075嚴(yán)亟結(jié)垢片鼓風(fēng)車間H68銅片腐蝕率略超標(biāo)準(zhǔn),其余試片鼓風(fēng)車間2.73.320結(jié)垢3.314 嚴(yán) 取結(jié)垢均滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水設(shè)計規(guī)范》”要求。鼓風(fēng)熱力車間2.4 3. 460結(jié)垢3.459 嚴(yán) 承結(jié)垢碳鋼試片黏附速率超標(biāo)。CCPP車間2.3.7103.707嚴(yán)重結(jié)垢汽機鼓風(fēng)循環(huán)水試片腐蝕率相對較大。分析微妣結(jié)垢主要原因是汽機、鼓風(fēng)車間位于包鋼廠區(qū)原料區(qū),周循環(huán)水補水1.06. 350腐蝕6. 700或腐蝕圍固定塵源(料場)、移動塵源(運送煤、原料車輛)標(biāo)準(zhǔn)'≥3.300相對較多,空氣流動致使粉塵進人循環(huán)水系統(tǒng)，導(dǎo)致由表2各循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定指數(shù)(RSI)為循環(huán)水濁度較大,試片表面結(jié)垢相對較多,垢下腐蝕3. 320 ~4. 078，結(jié)垢指數(shù)(PSI)為3.310 ~4. 075,也相對較多。根據(jù)表2的判定依據(jù)可以判定,循環(huán)水系統(tǒng)均為結(jié)1.3 循環(huán)水系統(tǒng) 目前存在的主要問題垢型水質(zhì),補水水質(zhì)為腐蝕性水質(zhì)。循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)經(jīng)試驗研究分析熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)運行的主要定藥劑應(yīng)選擇阻垢性能好的藥劑。問題有以下幾方面中國煤化工1.2現(xiàn)場掛 片試驗研究(1)濃大。循環(huán)冷卻熱電廠各循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻塔下蓄水池放置試水 系統(tǒng)的濃CNM.HG-6.31;鼓風(fēng)車驗掛片,進行了25天(600 h)的現(xiàn)場腐蝕掛片試驗，間為 1. 12 ~4.22 ;熱力車間為1.04 ~3.56;CCPP車.86包鋼科技第37卷間為1.17~4.26。各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行的濃縮物粘泥及菌藻,生物粘泥及菌藻附在換熱器或設(shè)備倍數(shù)變化較大,這說明水質(zhì)控制不穩(wěn),水質(zhì)不穩(wěn)定，表面上易造成換熱器換熱效率下降及設(shè)備垢下腐也是造成系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的主要原因之--,應(yīng)加強補蝕2。濁度較高的原因是:鼓風(fēng)、汽機車間冷卻塔排水控制,穩(wěn)定濃縮倍數(shù)運行值。附近塵源較多,如原料系統(tǒng)運輸車輛、及露天料場、GB 50050- -2007川要求:間冷開式系統(tǒng)設(shè)計濃煤場,循環(huán)水系統(tǒng)的旁濾設(shè)施沒有運行。熱電廠應(yīng)縮倍數(shù)不宜小于5. 0,且不應(yīng)小于3.0,熱電廠循環(huán)采取加強管理、及時對設(shè)備進行維護保養(yǎng)措施提高水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)平均值均小于3.0。因此應(yīng)加強循旁濾系統(tǒng)的效率,降低循環(huán)水的濁度。環(huán)水管理,采取優(yōu)化措施,提高并穩(wěn)定循環(huán)水的濃縮2循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運 行試驗研究倍數(shù),達到節(jié)水減排的目的。(2)系統(tǒng)濁度較高,生物粘泥、菌藻較多。熱電2.1提高 濃縮倍數(shù)的可行性分析鼓風(fēng)、汽機車間循環(huán)水的濁度都較高,基本都超過根據(jù)熱電廠現(xiàn)有循環(huán)水補水水質(zhì)及GB20NTU (GB 50050- -200711 指標(biāo)) ,濁度較高即水中50050- -2007間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)膠體物質(zhì)較多,膠體物質(zhì)增多,循環(huán)水系統(tǒng)易滋生生限值,計算循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)限值見表4。表4熱電循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)限值計算CB 50050- -2007循環(huán)水補水水質(zhì)濃縮倍數(shù)項目循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)范圍平均值計算限值濁度/NTU≤201.0-6.03.00.0CODc/(mg.L1)2.4-3.63.08.3鐵/(mg.L-l)≤1.00.283.5C- /(mg.")≤l 00082.0- 154.0110.00.1鈣硬度+甲基概鹹度≤1 100240 -560.300.00.7(以CaCO3計)/(mg.L"')_NH,-N/(mg.L少≤101.1-1.71.40從表4看,以鈣硬度+甲基橙堿度計算的濃縮2.2.1試驗條件倍數(shù)限值較低,鈣硬度+甲基橙堿度是影響水質(zhì)結(jié)試驗時間20天,試驗方法參照化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)垢的主要指標(biāo),因此理論上熱電循環(huán)水濃縮倍數(shù)可《冷 卻水動態(tài)模擬試驗方法》( HC/T2160- -2008)司以控制為3.5。根據(jù)現(xiàn)有循環(huán)水及補水水質(zhì)數(shù)據(jù),的設(shè)計條件和試驗要求進行;試驗裝置采用國內(nèi)先計算濃縮倍數(shù)3. 5時熱電各循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定指數(shù)進的WDM-D型循環(huán)冷卻水動態(tài)模擬試驗裝置及結(jié)垢指數(shù)值見表5。(雙系統(tǒng))。換熱器試管材質(zhì)為HSn70-1A銅片。表5循環(huán)水穩(wěn)定指數(shù)及 結(jié)構(gòu)指數(shù)值計算值2.2.2動態(tài)試驗結(jié)果分析穩(wěn)定指數(shù)RSI結(jié)垢指數(shù)PSI循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)-動態(tài)模擬試驗換熱器監(jiān)測試管數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析見RSI伯判別PSI值 判別汽機車聞3.53.52結(jié)垢4.05嚴(yán)取結(jié)垢 .表6。鼓風(fēng)車間3. 353.81嚴(yán)重結(jié)垢表6動態(tài)模擬試驗試管 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析熱力車間3.53.373.82嚴(yán)重結(jié)垢1'系統(tǒng) 2°系統(tǒng)評價結(jié)果CCPP車間3.5 3.36 結(jié)垢3.82試驗條件加藥量/(mg.小)10 -15 .循環(huán)水補水1.0 6.35 魔蝕 6. 70微量結(jié)垢濃縮倍數(shù)/倍3.0 3.5或腐蝕污垢黏附速度CB 500507.83 9.23 合格>≥3.30/(mg.cm-2.月1)__ 2007由表5 ,濃縮倍數(shù)為3.5時,各循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定腐蝕率/(mm.a小)0.003 0.004合格指數(shù)RSI計算值滿足CB 50050- -200711要求RSI年污垢熱阻值中國煤化工:93x10 -*/(m2.不小于3.3的要求。由此分析濃縮倍數(shù)控制值為3.5是可行的。由表6可MYH.CN M H G試驗條件下，2.2循環(huán)水 動態(tài)模擬試驗研究換熱器試管的腐蝕率及黏附速度及年污垢熱阻均能.第4期包鋼熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運行措施研究87達到GB 5005- -200711 標(biāo)準(zhǔn)要求。說明熱電循環(huán)水110 m'/h作為鍋爐沖灰沖渣水。系統(tǒng)可以在較高依縮倍數(shù)(3.5左右)運行。(2)冷卻系統(tǒng)的排水用于煤處理系統(tǒng)。汽機車間新、老系列轉(zhuǎn)機冷卻水、鍋爐車間新系列轉(zhuǎn)機冷卻3循環(huán)水節(jié)水減排優(yōu)化運行措施措施水等直接冷水除部分用于鍋爐沖灰沖渣外,仍有約3.1優(yōu)化循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)運行參數(shù)90 m'/h水量外排。這部分水可部分回用到熱電貯熱電廠各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行濃縮倍數(shù)平均值煤場,作為灑水抑塵使用。灑水抑塵對水質(zhì)的要求在2.0 ~2.2之間,不符合《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)不高,-般pH值6.5~8.5、SS 150 mg/L以下,根據(jù)計規(guī)范》( GB 50050- -2007 )川規(guī)定“間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水排污水水質(zhì)結(jié)果分析,用于抑塵灑水是的設(shè)計濃縮倍數(shù)不宜小于5,且不應(yīng)小于3"要求?？尚械?。國家制訂《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》,也提出:“在敞(3)冷卻系統(tǒng)的排水用于沖地坪等。由于熱電開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),推廣濃縮倍數(shù)大于4的水處廠車間分散, 各車間距離較遠,將各車間的循環(huán)冷卻理技術(shù);逐步淘汰濃縮倍數(shù)小于3的水處理技術(shù)”。水的排污水集中回收處理和利用有- -定的困難。因通過試驗研究確定熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)此建議:①熱電廠內(nèi)排水集中回收處理,處理后回可以提高到3.5運行。但就熱電廠目前的實際情用作循環(huán)冷卻水的補充水;②鼓風(fēng)車間、熱力車間、況,熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)要達到3.0以上長CCPP車間的循環(huán)冷卻水的排污水各車間自行收時間穩(wěn)定運行,必須增加必要的水處理設(shè)施和監(jiān)測集,用到車間沖洗地坪、綠化或其它雜用。管理手段,需做到:循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濃縮優(yōu)化運行后,可節(jié)約工業(yè)(1)汽機、鼓風(fēng)熱力車間循環(huán)冷卻水系統(tǒng)增加新水約350 m'/h,水循環(huán)率可提高0.5% ,節(jié)水效果旁濾設(shè)施,降低循環(huán)水濁度，改善水質(zhì)。明顯。(2)增加水穩(wěn)藥劑自動加藥裝置,根據(jù)補水水4結(jié)束語質(zhì)及系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕程度及時調(diào)整水穩(wěn)藥劑配方,減少結(jié)垢和腐蝕的發(fā)生,提高水質(zhì)穩(wěn)定性。熱電廠是包鋼集團公司用水大戶,可通過提高(3)增加循環(huán)水系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)施和循環(huán)水水質(zhì)分’循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)從源頭減少用水量,排污水可析檢測設(shè)備等,增加必要的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等管理采取多種途徑加以利用。優(yōu)化運行措施切合實際，人員,強化管理手段,提高管理水平,控制好循環(huán)水利于逐步實施。措施實施后,可節(jié)約工業(yè)新水用量系統(tǒng)的排污量,穩(wěn)定濃縮倍數(shù)。300 m'/h,利用部分排污水,可使工業(yè)用水重復(fù)利用研究認為熱電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具備上述條件率提高0.5%,具有良好的經(jīng)濟效益及社會環(huán)境效后,濃縮倍數(shù)在3.0以上穩(wěn)定運行是可行的。益。熱電廠工業(yè)新水用量及廢水排放量的減少對包3.2利用循環(huán)水排污水鋼用排水指標(biāo)逐步實現(xiàn)<鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范條(1)冷卻系統(tǒng)的排水用于鍋爐沖灰渣。熱電廠件》(工原[2010]第105號)的要求起到積極作用。直接冷卻的排污水和循環(huán)冷卻水的排污水可考慮用參考文獻于對水質(zhì)要求不高的鍋爐沖灰沖渣系統(tǒng)。熱電廠鍋爐沖灰沖渣用水量約290 m'/h,其中[1]GB50050--2007,工業(yè)循環(huán)冷卻水設(shè)計規(guī)范部分采用汽機車間冷卻塔排水。汽機鍋爐車間的循[S].環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水為121 m'/h, 全部排入廠內(nèi)[2] 周本省.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物引起的腐的回水泵坑用于鍋爐沖灰沖渣。排污水水質(zhì)能夠滿蝕和粘泥的控制[J].腐蝕與防護,2002,23足沖灰渣用水的要求。目前汽機車間新、老系列轉(zhuǎn)(7) :301 -304.機冷卻水、鍋爐車間新系列轉(zhuǎn)機冷卻水等直接冷水[3] HG/T 2160- 2008 ,冷卻水動態(tài)模擬試驗方法用完直排下水,建議將用這部分水回收作為鍋爐沖灰沖渣水使用。根據(jù)水量平衡計算可利用約中國煤化工MYHCNMHG