石油化工應(yīng)用2006年第5期循環(huán)水系統(tǒng)加酸的應(yīng)用馬麗萍銀川熱電有限公司寧夏750001)摘要:火力發(fā)電廠的水量消耗主要是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的燕發(fā)和排污損失水量。可以在保證循環(huán)水系統(tǒng)穗定性運行情況下提高循環(huán)水的濃牖倍率,減少補充水量損耗,當補充水水質(zhì)變差或為提高循環(huán)水濃編倍率,適當采取加酸方法減少補宄水量,節(jié)約新鮮水使用量,避免設(shè)備結(jié)垢,使杋組帶負荷能力提高,經(jīng)濟效益明顯提高。關(guān)鏞詞:循環(huán)水;加酸處理;濃縮倍率;經(jīng)濟效益中圖分類號:O656文獻標識碼A文章編號:1673-5285(2006)05-0049-004循環(huán)水系統(tǒng)加酸,一般可使用硫酸或鹽酸,但在實1概述際處理中多使用硫酸。硫酸和鹽酸處理性能的比較見銀川熱電有限責任公司一期總裝機容量為12.5表1MW×2,單機組循環(huán)水量2400m/h,電廠補充水為深表1硫酸、鹽酸處理性能的比較井水建有2600m3的工業(yè)蓄水池。在循環(huán)水系統(tǒng)運行硫酸過程中,其水量有以下幾種損失:蒸發(fā)、風(fēng)吹泄漏和排處理費用污等,所以循環(huán)水系統(tǒng)需要不斷補充新鮮水。運輸、儲存不要求設(shè)備防腐要求設(shè)備防腐但由于補充水量短缺,且水質(zhì)變差隨之濃縮倍率對黃銅的侵蝕性腐蝕性強反應(yīng)生成物有形成CaSO4的可能溶解度很大增大,循環(huán)水中的含鹽量、電導(dǎo)率、有害離子濃度對普通硅酸鹽(Ca2、堿度、Cl-、SO2等)也隨之增加。必然會加劇SO42“達到一定程度時,有水泥的侵蝕性凝汽器銅管的結(jié)垢及腐蝕趨勢,嚴重時將影響機組的安全經(jīng)濟運行。2補充水水質(zhì)分析為了補充水量提高循環(huán)水濃縮倍率(循環(huán)水中鹽類的濃度與補充水中鹽類濃度之比),向循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水系統(tǒng)要求補充水的水質(zhì)應(yīng)符合《工業(yè)加酸可將水中的碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為非碳酸鹽硬度,將循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》CB50050-95標準規(guī)定要暫時硬度轉(zhuǎn)化為永久硬度,防止循環(huán)水濃縮時析出碳求。我廠補充水[HCO3l/[Ca2](以CaCO3計)=酸鈣。另外,反應(yīng)中生成的游離CO2,有利于抑制析出1.67:1.0,是負硬度的水質(zhì)并且水中的含鹽量很高,碳酸鹽水垢。其反應(yīng)如下:用于補充水量不足,致使循環(huán)水中的C一般在350Ca(HCO3)2+H23SO4→CaSO4+2CO2↑+2H20700mgL之間波動最高時可達1000mg/L以上。而我Mg(HCO3)2+H2SO4→MgSO4+2CO2↑+2H2O廠凝汽器銅管為HSn70-1A,在設(shè)計規(guī)范中規(guī)定應(yīng)在中國煤化工收稿日期:2006-06-27CNMHG石油化工應(yīng)用2006年第5期Cl^<150m/L的循環(huán)水中使用,可見我廠的循環(huán)水水質(zhì)變化見表2。中的Cl遠超出其材質(zhì)耐腐蝕范圍。不同時間補充水表2補充水水質(zhì)變化pHCa2mg/1c-mg1全堿 mmol/ so:2mg/SsO2 mg/1 Mg2'mg/7.9852.60138.61156.1876.0887.7148.89.431.02006.047.8071.0211.2208.010.628.1表3不同濃縮倍率下循環(huán)水中的離子濃度變化濃蝙倍數(shù)1.02.02.52.83.03.23.53.84.04.55.0Ca: mg/L72.8145.6182203.84218.4232.96254.8276.642912327.6364CI": mg/L135.527338.753794406.5433.6474.25514.954260975677.5S0: mg/I87.7175.4219.25245.56263.1280.64306.95333.26350.8394.65438.5堿度(H):mmo/L60812.1615.217.0418.2419.45621.2823.10424.3227.3630.4總?cè)芙鈬w:mg/L423.58471058.751185.81270.51355.21482.251609316941905.752117.5電導(dǎo)率:s/cm594118814851663.217821900.820792257.2237626732970堿度+C48697212151360.814581555.217011846.8194421872430(以CaCO3計)mg幾L注:上裊中的堿度、Ca2+M堿度計算數(shù)值,是假設(shè)循環(huán)水中堿度沒有發(fā)生丟失時的計算結(jié)果。實際在循環(huán)水的濃縮過程中,當濃縮倍敷達到一定值后,循環(huán)水中的堿度必然丟失,并增加循環(huán)水結(jié)垢趨勢。結(jié)垢越嚴重時,堿度丟失越多根據(jù)2004年3月補充水分析結(jié)果計算不同濃縮50使循環(huán)水中[Ca2]+[HCO3](以CaCO3計)≤倍率下循環(huán)水中的離子濃度變化結(jié)果見表3。1200mg/L。濃縮倍率的提高,減少了循環(huán)水的排污水以行業(yè)認同的標準,自然pH值運行時[Ca2]+量,節(jié)約了大量的新鮮水;同時使循環(huán)水的pH值小于[HCO3](以CaCO3計)一般不超過100ng/L。根據(jù)以臨界pH值在阻垢緩蝕劑的作用下,可以確保機組在上計算分析,我廠循環(huán)水N=2.5倍時,[C2]+較高的濃縮倍率安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行。[HCO3](以CaCO3計):1215mg/L;當循環(huán)水N=2.83循環(huán)水系統(tǒng)加酸量的計算倍時[Ca2]+[HCO3](以CaCO3計):1360.8mg/L通過結(jié)垢指數(shù)計算結(jié)果判斷循環(huán)水在N=2.5時加酸量有兩種計算方法:其一,按補充水量計算已經(jīng)是嚴重結(jié)垢性水質(zhì),當溫度升高或濃縮倍數(shù)N=降低補充水的堿度;其二,按循環(huán)水排污水量計算,主3.0或N=3.5時,循環(huán)水將變?yōu)楹車乐亟Y(jié)垢性水質(zhì)。要是考慮水處理藥劑的極限穩(wěn)定堿度。由于實際操作此時,單靠水質(zhì)穩(wěn)定劑對水質(zhì)進行穩(wěn)定處理已經(jīng)很難過程中循環(huán)水的排污水量是一個動態(tài)變化過程,準確做到。所以必須考慮阻垢緩蝕劑加酸聯(lián)合處理,這是計算比較困難,所以按補充水量計算加酸量比較常用,實際運行中比較經(jīng)濟的處理方式。并且也比較科學(xué)其處理方式為在補充水中加入部分98%的硫酸,3.1蒸發(fā)水量《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》CB中和掉部分補充水的堿度使補充水的堿度在2.0~75010YH中國煤化工計算方法。蒸發(fā)水2.5mmo/L,就可以使循環(huán)水濃縮倍率提高到4.0~量是CNMH速)冷卻水溫差、石油化工應(yīng)用2006年第5期循環(huán)水量等影響的值。在同一個季節(jié),基本相同條件有較好節(jié)水器的冷卻塔一般為0.1%~0.15%。下,其蒸發(fā)水量基本是一個定值。3.3排污水量、補充水量假設(shè)風(fēng)吹損失量忽略不自然通風(fēng)冷卻塔蒸發(fā)水量E,E=K·AtR時,則△t-循環(huán)水上下塔的溫度差;K一與大氣溫度有排污水量B(m3/h):B=E/(N-1)關(guān)的系數(shù);R循環(huán)水量,m3/h(以下按雙機組R=補充水量M(m3/h):M=E+B4800m3/h計算)。公式中寧夏地區(qū)一般情況下:夏季K舉=0.155;春秋E—蒸發(fā)水量(m3/h);K平均=0.13;冬季K平均=0.10。N一濃縮倍數(shù)。32風(fēng)吹損失水量風(fēng)吹損失量D(m3/h):D=以2004年3月補充水水質(zhì)計算,不同濃縮倍率下(0.1~0.25)%·R的排污水量、補充水量見表4。自然通風(fēng)冷卻塔一般風(fēng)吹損失量相對較大,但加表4不同濃縮倍率下的排污水量及補充水量(m/h)春季循環(huán)水量:4800m3/h濃縮倍數(shù)N1.5蒸發(fā)水量E43.6843.6843.6843.6843.6843.6843.68△t=7℃排污水量B87.3643.6829.1221.8417.4714.5612.48補充水量M31.48.367286.526.155:245.165634加酸量的計算循環(huán)水加酸處理,一般是以阻垢N一濃縮倍率緩蝕劑能夠穩(wěn)定的極限碳酸鹽為極限。所以一般也常19-1/2H2SO4的摩爾質(zhì)量(g/mol)。以極限碳酸鹽堿度為計算。用極限碳酸鹽堿度的計算正常處理時,在補充水中加入硫酸的量,按下式計方法如下。算初次處理時,第一次加酸量計算:10-3,kg/h式中:m2一補充水中硫酸加人量(kg/h);式中:m1一加酸量(kg);B循環(huán)水系統(tǒng)補充水量(m3h);V一循環(huán)水系統(tǒng)保有水量(m3);根據(jù)2004年3月的補充水水質(zhì),以每天的補充水工業(yè)硫酸純度,一般(98%);量,計算中和掉不同補充水堿度時所需要的加酸量見M一補充水碳酸鹽堿度(mmo/L);表5。Mπ—循環(huán)水極限碳酸鹽堿度(mmol/L);表5中和掉不同補充水堿度時所需要的加酸量濃縮倍數(shù)N補水量M(m3/每天1572.481467.61397.761347.841310.4中和2.0mmd/L堿度加酸量kg中和2.5mmo/L堿度加酸量,kg183.44中和30mm兒L堿度加酸量,kg中和3.3mmo/L堿度加酸量,kg中和3.6mo/L堿度加酸量,kH中國煤化工CNMHG石油化工應(yīng)用2006年第5期根據(jù)目前我廠的補充水情況,如果將補充水堿度SO42-<4000mg/L時,弱侵蝕;當SO2->5000mg/L中和掉30-3.6mmoL/L,可以保證機組在循環(huán)水濃縮時,強侵蝕。所以在選擇加酸處理時,在考慮可行性、倍數(shù)為40-5.0時穩(wěn)定運行。根據(jù)每天補水水質(zhì)的經(jīng)濟性的情況下還必須注意SO42過高對混凝土的侵變化,適時調(diào)整加酸量,有效控制循環(huán)水水質(zhì),保證機蝕性因素。組經(jīng)濟、安全運行。另外,水處理藥劑使用的上限不能單從Cc2"]+4果取加酸處理后的經(jīng)濟性分析[HCO3](以CaCO3計)小于某數(shù)值表示,而必須同時由于補充水水質(zhì)變差補充水量不足,在沒有采取注意循環(huán)水中[C2JCo2的比例。循環(huán)水中加酸處理前,造成循環(huán)水水質(zhì)惡化從而導(dǎo)致凝汽器銅[ca]+[HC]以及[ Ca/HCO0]對水處理管形成硬態(tài)污垢,致使汽輪機真空下降,單機帶負荷只藥劑的性能有很大影響。有9000KW·h,每天少發(fā)電量經(jīng)濟損失約35280元在循環(huán)水系統(tǒng)釆取加酸處理時,還必須注意如果自2005年3月28日開始進行循環(huán)水系統(tǒng)加酸處理,加入硫酸使循環(huán)水中SO2過高會侵蝕混凝土,在《水每天的補水量加酸量經(jīng)濟對比見表6(以下按深井水利水電工程水質(zhì)評價標準》中規(guī)定對于抗硫酸鹽水010元/噸;98%H2S04750元/噸計算)。泥當SO42-<3000mg/L時,無侵蝕;當3000mg/<衰6不同的濃縮倍數(shù)所需補水量加酸量補水量(m3/d)加酸量(Kgd)金颥(元)2.0096.641397,765.01310.4231.15304.4通過控制硫酸的用量使得循環(huán)水在偏堿性條件量其環(huán)保效益和經(jīng)濟效益十分明顯。下運行,同時再加入阻垢緩蝕劑,就可以保證在較高的濃縮倍數(shù)下運行不結(jié)垢,機組腐蝕趨勢降至最小,從長參考文獻遠考慮,就機組得以滿負荷運行這一項其經(jīng)濟效益也[1]高秀山火電廠循環(huán)冷卻水處理[M]北京:中國電力出是十分可觀的。版社.2002年[2]周軍,賽照英綠色防垢技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版5結(jié)束語社.2004年[3]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,循環(huán)水系統(tǒng)加酸處理后,有效改變循環(huán)水水質(zhì),在200保證機組安全經(jīng)濟運行情況下,適當提高了循環(huán)水的[4]工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范GB500-95.[s]濃縮倍率,節(jié)約了新鮮水使用量,同時減少了排污水[5]工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范GB/T50102-200.(中國煤化工CNMHG