葦湖梁電廠循環水加酸可行性分析

張莉（新疆華電煤業有限公司，新疆烏魯木齊830017）

葦湖梁電廠循環水加酸可行性分析

張莉
（新疆華電煤業有限公司，新疆烏魯木齊830017）

通過對葦湖梁電廠循環水質及循環水構筑物水泥耐受硫酸鹽分析，詳細闡述由于水質和循環水構筑物耐受硫酸鹽問題，導致循環水加酸工藝無法在該廠開展實施的具體原因。

循環水； 加酸； 阻垢劑； 硫酸鹽； 侵蝕

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2015.02.007

0　引言

葦湖梁電廠目前循環水采用加入阻垢劑+緩蝕劑的處理方式，控制濃縮倍率≤3.0倍運行。在冬、秋、春季，因環境溫度低，水塔日蒸發量相對夏季少一些。按目前的運行方式，能夠較好的滿足冬、秋、春季的運行要求，但在夏季時，因環境溫度高，冷卻塔蒸發量非常大，導致水塔補水量也很大；再加上在夏季時，上游蓄水池時常出現水位低的情況，導致水塔無法正常換水，進而影響到整個循環水系統的運行水質，加大了凝結器內銅管結垢腐蝕的可能性。為了避免出現凝結器嚴重結垢影響機組正常運行。在夏季時提高循環水濃縮倍率，是解決夏季用水緊張的有效途徑。

根據安評專家建議及查閱相關資料以及結合目前國內電廠循環水處理方式，擬采用阻垢劑+硫酸的聯合處理方式，使目前的循環水濃縮倍率進一步提高至≤4.0倍運行，以滿足循環水在夏季嚴重缺水條件下的安全穩定運行。

1　加酸處理原理

循環水加酸處理是將水中碳酸鹽硬度轉化為溶解度較大的非碳酸鹽硬度，以防止生成碳酸鹽水垢的一種處理方法。通常采用加入硫酸，若加入鹽酸會帶入Cl－，增加循環水中的總的Cl－含量，容易造成耐Cl－性較差的銅管的腐蝕，故一般不采用；加硝酸會帶入NO3－，導致硝化細菌繁殖，且成本較加硫酸貴，也很少采用；硫酸在儲存和運輸也較鹽酸和硝酸安全方便，故在循環水的加酸處理運行過程中，硫酸得到了廣泛的應用。硫酸與水中重碳酸鹽硬度的反應如下：

反應生成的游離CO2，有利于抑制碳酸鈣水垢的析出，而且整個反應中生成的CaSO4溶解度較大（0 ℃1750mg/L），所以加硫酸處理可以防垢和提高濃縮倍率。

2　循環水加酸處理的可行性分析

2.1加酸前后水質分析

目前，葦湖梁電廠循環水補充水采用當地自來水作為補充水源，其補充水水質見表1。

表1　循環水補充水水質情況

由以上數據可以看出補充水總體硬度3.82mmol/L屬于中等硬度水。補充水中的碳酸鹽硬度相對偏高。若循環水采用加酸處理控制濃縮倍率在4.0倍以下，此時作循環水中CaSO4水垢析出判斷：

根據溶度積原理［1］

其中

式中 ［Ca2+］x—循環水中Ca2+濃度，mg/L；

［Ca2+］B—補充水中Ca2+濃度，mg/L；

［SO42-］x—循環水中SO42-濃度，mg/L；

［SO42-］B—補充水中SO42-濃度，mg/L；

φ—濃縮倍率；

ΔHT.B—補充水酸化前后碳酸鹽硬度含量的差值。

則有：［Ca2+］x.［SO42-］x

=535.96×238.4

=127772.37＜5×105～5×106

注：5×105～5×106為一經驗數據［2］。

由以上計算結果可以看出，循環水加酸處理后，即使在不添加阻垢劑的情況下也完全可以濃縮至4倍，而不結垢。

循環水加硫酸處理，濃縮至4.0倍時，水質情況見表2。

表2　運行中循環水水質情況

2.2目前凝汽器管材適用水質及允許流速分析

目前#2機使用的凝汽器管才為HSn70-1錫黃銅管，空抽區采用部分不銹鋼管。HSn70-1是國內外淡水中使用的較廣泛的一種管材，要求運行水質中溶解固形物含量＜1000mg/L、氯離子＜150mg/L。其耐沖刷腐蝕性能較差，在管子表面有沉積物的情況下容易發生點蝕。管內流速最高不超過2.2m/s最低不得低于1.0m/s。在對HSn70-1銅管進行鍍膜處理后，溶解固形物含量可提高到1500mg/L［3］，氯離子含量可提高到200mg/L［4］。在定期鍍膜到位的情況下，使用壽命較長。空抽區使用的不銹鋼管其所能適用水質及允許流速均優于目前使用的HSn70-1錫黃銅管。目前#1機凝結器使用的管材情況不明，但根據#1、#2機循環水長期運行情況看，#1機管材為進口，其運行情況一直優于#2機循環水使用的銅管。

結合濃縮后水質情況分析可以看出循環水加硫酸濃縮至4倍時，水中Cl-含量126.44 mg/L接近#2機凝結器采用的Hsn70-1普通錫黃銅管所能耐受Cl-含量的極限值150mg/L。電導1600us/cm，實際上此值偏小，正常運行后估計會接近2000us/cm，則水中的溶解固形物可能會超過1000mg/L，這將會極大的影響普通加錫黃銅管凝結器的安全運行，所以在采用加酸處理前，建議對#1、#2機凝結器進行硫酸亞鐵鍍膜處理，以提高在高濃縮倍率下，凝結器中采用HSn70-1錫黃銅管對水質的適應能力，提高凝結器的安全穩定運行。

3　硫酸鹽對循環水系統侵蝕性分析

該廠循環水補水SO42-含量一般在110mg/L上下波動。在采用加酸處理后，循環水硫酸鹽含量會大幅攀升。當水中硫酸鹽含量較高時，會造成普通水泥的侵蝕。根據我國《水利水電工程水質評價標準》中規定，硫酸鹽對混凝土結晶性侵蝕判斷標準如下：

表3　硫酸鹽對混凝土結晶性侵蝕判斷依據

若循環水補充水中碳酸鹽硬度全部轉化為非碳酸鹽硬度作近似計算，則濃縮倍率達到4.0倍時，循環水中總的SO42-含量為：

SO42-B—補充水中所含的SO42-含量為1.0645mmol/L（2002～2004年6、9月份平均值），mmol/L；

△HT，B—補充水酸化前后碳酸鹽硬度含量的差值，mmol/L。

經查證相關資料#1、#2循環水冷卻塔及水池在建造過程中使用的為普通標號325#、525#水泥。并未使用抗硫酸鹽的P.HSR425、P.HSR525水泥。由所得結果可以看出：目前對循環水進行加硫酸處理會對冷卻塔及水池造成相當的侵蝕。

4　結語

根據硫酸鹽對循環水系統侵蝕性分析不難看出，若目前對循環水采用加酸處理，在長時間運行過程中將會對循環系統造成較嚴重的侵蝕，可見，因葦湖梁電廠循環水前期土建施工時未考慮采用加酸處理，導致目前葦湖梁電廠循環水不具備加酸條件。要解決循環水濃縮倍率低的問題，目前可以直接采用加大緩蝕阻垢劑劑量的方式，提高循環水濃縮倍率。且烏魯木齊帕韋爾動力有限公司承諾提供相應的高濃縮倍率阻垢劑。直接采用阻垢劑提高濃縮倍率，避免了加藥提高濃縮倍率的同時，因加酸導致向循環水中引入硫酸根。這樣以來當循環水濃縮接近4.0倍時，其中循環水中的硫酸根含量根據計算接近400mg/L。要比采用加酸處理時候情況好些。水泥在硫酸根含量400mg/L以下時，也僅僅是處在中等侵蝕范圍內，其次采用加大緩蝕阻垢劑劑量提高循環水濃縮倍率不需要對現有設備做任何變動，而加酸需要增加一套設備，并增加防腐日常維護工作。

綜合以上分析建議：舍棄原有的加酸處理方式思想，直接在現有設備基礎上采用加大緩蝕阻垢劑劑量的方式提高循環水濃縮倍率，滿足循環水在夏季嚴重缺水條件下的安全穩定運行。

［1］齊冬子.敞開式循環水系統的化學處理［M］.北京：化學工業出版社，2001.

［2］李思敏，李富勤.工業用水處理設施設計計算［M］.北京：化學工業出版社，2003.

［3］高秀山.火電廠循環冷卻水處理［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［4］唐受印，戴友芝，等.工業循環水處理［M］.北京：化學工業出版社，2003.

Analysis on the Weihuliang Power Plant Circulating Water and Acid Feasibility

ZHANG Li
（Xinjiang Huadian Coal Industry Co.，Ltd，Urumqi 830017，China）

Through the weihuliang power plant circulating water and circulating water structures of sulfate cement tolerance analysis，in detail because of water quality and water circulation structures tolerance sulfate problems，the causes of circulating water by adding acid process can not be carried out in the factory implementation.

circulating water； adding acid； inhibitor； sulfate； erosion

TM621

B

2095-3429（2015）02-0025-03

張莉（1977-），女，河北人，大專，技師。

2015-03-18

2015-04-28