电厂循环水系统常见问题的分析

电厂循环水系统常见问题的分析

(山西柳林电力有限责任公司山西柳林033300)

摘要:随着我国电力事业的快速发展和水资源的逐渐枯竭,中水的利用也越来越普遍,而使用中水带来设备污堵等的一系列问题就更加突出。尤其是电厂的循环水系统的板式换热器污堵,严重影响设备的安全经济和稳定运行,无形之中造成运行成本的增加。

关键词:电厂;循环水;问题;分析

山西某电厂为2X300MW亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽轮发电机组,配2X1065t/h国产亚临界、四角切圆燃烧、固态排渣炉。为复合国家产业相关政策,达到节水减排的目的,采用市区某污水厂深度处理后的城市中水作为循环水的补充水源。中水水质一般情况符合工业用水指标,循环水通过机力通风塔进行冷却,其排污水作为脱硫系统工艺水箱的补充水直接使用,循环水系统的保有水量约4000T。

从2016年下半年开始,该电厂主机冷油器的板式换热器经常发生堵塞,最严重时冷油器的板式换热器运行不到两周就得清洗一次,严重影响机组的安全经济运行,运行成本也随之增加。为彻底解决循环水系统出现的问题,化学专业根据中水水质的不断变化,进行多次静态试验分析,及时调整加药量,严把入厂药品质量关,严格根据规定指标进行排污。现在双机运行半年多冷油器的板式换热器未发生污堵现象。

一、板式换热器的污堵现象

一旦加入次氯酸钠,循环水立即出现浑浊现象,辅冷水浊度由原来的20NTU以下增加到30左右,循环水中的PH和碱度会瞬时升高。当中水的水质不稳定时,硬度、碱度等指标全部上涨,但奇怪的浓水倍率并无明显的变化。板式换热器上发粘、灰黑色的污堵物干燥后变成白色的粉末,用酸可溶解,而当时加硫酸后效果并不太明显。

二、板式换热器污堵时的运行情况

1、污堵时的加药情况

问题:固含量和密度不合格,且电厂循环水要使用低膦阻垢剂

三、污堵物原因分析

1、总磷超标:经试验班多次化验发现,按中水的总磷和浓缩倍率计算,循环水的总磷超标,主要是水质稳定剂药品的磷较高,加药量过大,而补水量并不大,在水中形成松软的磷酸钙垢。

但需注意的是磷酸盐含量与补水中磷酸盐含量并不完全成比例,补水中总磷含量为1.0mg/L左右,按5倍的浓缩倍率计算应为5.0mg/L,再加上药品中带入的约6.0mg/L总磷,循环水中总磷含量应为11mg/L以上,而在实验室模拟静态实际测得浓缩倍率为5.0时辅冷水的总磷仅为3.5mg/L。这是因为循环水循环的过程正好模拟了生物除磷的原理及过程,中水中的磷酸盐都有可能在这样的条件发生变化,磷以正磷酸盐形式释放到液相中,从而实现了磷的生物吸收,利用聚磷水解及细胞内糖酵解获得能量,吸收污水中的有机碳源同时释放磷酸盐到好氧环境中,利用生化反应用于磷的吸收和聚磷的合成,循环水中的磷从得到去除。以往循环水系统使用总磷含量来控制水质稳定剂的加药量,但在使用中水作为补充水源的循环水系统只能作为参考,而应使用补水量来计算水稳剂的加药量,避免循环水总磷含量高而带来的负面影响。

根据生物除磷过程的分析,生化过程将水体中的磷含量转化为有机磷悬浮物时,水中的总磷含量降低,当加大稳定剂的药量时浊度明显升高,循环水在运行过程中将会形成更多的含磷的悬浮物,在冷油器的板式换热器等流速缓慢的地方沉积堵塞系统,这与冷油器的许多灰黑色污堵物中有一定的磷含量相当吻合。

2、碱度偏高:冷油器污堵时,循环水的全碱度经常在7.0以上,为循环水中磷酸钙的形成提供了催化剂。后经多次静态试验发现,若辅冷水全碱度控制在6.8mmol/L以下,就不能形成磷酸钙垢,污堵状况就会缓解。当然,循环水的硬度也得进行控制。

3、硬度过高:冷油器污堵物遇酸溶解,经试验分析主要是钙垢,静态试验分析总硬度的极限值为22.8mmol/L,而当时污堵时的总硬度最高达到30.0mmol/L。

4、氯根:根据GB50050-2007工业循环水规范,氯根不超过1000mg/L,循环水的氯根一般在规定的标准以下,一旦接近极限值时立即进行排污,不会对系统造成腐蚀。

5、杀菌:原来循环水的杀菌效果以循环泵出口采样化验余氯为主,以氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交替杀菌为原则,一般控制余氯含量在0.1mg/L以上,但因手测误差。最终以化验循环水的菌落群数为准,根据每天的补水量适当加氧化性杀菌剂,控制循环水的细菌总数在1.0x105个/ml内。

四、采取的系列措施

1、调整加药量:经过试验后,循环水系统保有水量为4000T,按照每天循环水的补水量为2000T计算,稳定剂的加药量由原来的37.5ppm调整为12ppm投加(按补充水量计);氧化性杀菌剂加药量由原来的冲击式投加调整为每天投加5ppm(按保有水量计),非氧化性杀菌剂按冲击式一月投加一次,投加量为5ppm即可,这样既可节约药品,也可控制循环水的碱度和PH;硫酸的加药量由原来的很少投加调整为根据碱度值投加,控制碱度在6.5mmol/L以下即可,同时控制PH在8.5~8.8;当总硬度、氯根、浊度达到期望值时循环水适当进行排污。

2、严控水质指标:以前该厂主要根据工业循环水的指标来控制循环水系统的运行。现在以循环水的期望值代替极限值来控制水质效果很好。指标如下:

总之,经过调整加药量,严格控制各项循环水水质指标后,双机运行半年来,冷油器的板式换热器未出现过污堵现象,运行费用也有所下降,运行状况良好。

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