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浙江嘉兴电厂循环冷却水处理方案-上海意海水泵厂推荐

浙 江 嘉 兴 电 厂
 
 
 
 浙江嘉兴电厂循环冷却水处理方案-上海意海水泵厂推荐
 
 
 
 
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2 0 0 7 年 11 月


 

 
目    录
 
一、前言
二、术 语 解 释
三、系统运行参数
四、处理技术标准
五、系统存在问题
六、水质特点
七、药剂配方的确定
八、试验报告
九、处理方案
十、操作方法
十一、费用估算
十二、技术服务承诺
 


 

一、前言
浙江嘉兴电厂机组装机容量为2×12MW,一台备用机组容量为0.6 MW。循环冷却水量为6000m3/h,保有水量为单台1800m3。众所周知,冷却水循环使用能有效地节约水资源、减少热污染。但冷却水在不断蒸发浓缩过程中,水中的有害离子成倍增加,再加上冷却塔在室外长年受阳光照射,风吹雨淋,灰尘、杂物的飘落,会产生结垢、腐蚀和微生物的滋生,由此而产生的污垢将堵塞输水管线,引起腐蚀穿孔、换热效率下降等一系列水质危害,威胁装置的正常运行。为防止设备产生结垢、腐蚀现象,确保系统安全、高效地运转,必需对循环冷却水进行水质稳定处理。
电厂循环冷却水具有循环量大,热介质温度高,换热材质单一等特点。本方案是针对贵厂使用的水质特点以及现场工艺参数,再结合我们为通州美亚热电公司、西柏坡电厂、浙江萧山电厂等国内诸多电力行业循环冷却水处理经验,经试验筛选出一个适合于贵厂循环冷却水水质的处理药剂,我们向贵厂推荐本处理方案,以供选用。
 
二.术 语 解 释
1.1补充水:对于因冷却塔蒸发,排污,风吹(飞溅)而从循环冷却水系统中损失的水量,进行必要的补充的水叫补充水。
1.2蒸发损失:在敞开式循环冷却水系统中热的循环冷却水在冷却崐塔中因蒸发而被冷却,在此过程中损失的水量叫蒸发损失。
1.3风吹损失:被通风时气流从系统中带入大气中所损失的水量。
1.4排污或排放率:为维持系统中一定的浓缩倍数而排放的水量。
1.5冷却范围或温降度:冷却塔入口和集水池出口之间的温度差。
1.6循环量:系统中循环水的量,它是时间的函数。
1.7浓缩倍数(K):冷却水在循环过程中由于蒸发损失,水中所含的溶解盐类不断在循环冷却水系统中浓缩,使冷却水中的含盐量高于补充中含盐量,两者的比值称浓缩倍数。
1.8系统容积:敞开式冷却水系统中所有水容量的总和, 包括冷却塔集水池的有效容积和系统管道.换热设备水侧容积等。
1.9总溶固:水中所有溶解物质的量之和。
1.10碱度:水中的重碳酸盐,碳酸盐及氢氧化物之和。
1.11Ryznar稳定指数:用于判断水的结垢.腐蚀趋势。
      I.S < 6 水是结垢性的
      I.S = 6 水是稳定性的
      I.S > 6 水是腐蚀性的
2.1术语缩写:
  2.1.1补水率:  M
  2.1.2蒸发损失: E
  2.1.3风吹损失: D
  2.1.4排污或排放率: B
  2.1.5冷却范围或温降度: △T
  2.1.6循环量: R
  2.1.7浓缩倍数: K
  2.1.8系统容积: HC
  2.1.9总溶固: TDS
  2.1.10Ryznar稳定指数: I.S
 
三、系统运行参数
循环水量R m3/h  :   6000
保有水量 m3    :     1800
补充水量 m3/h  :     125.66
排污水量 m3/h  :     41.89
温    差△T   :     6 – 8 ℃
设备材质      :     碳钢、铜、不锈钢
 
四、处理技术标准
标准依据:国家标准(GB50050-95)

项   目
标   准
碳钢腐蚀率             mm/a
< 0.125
不锈钢、铜腐蚀率       mm/a
< 0.005
污垢热阻              m2·K/W
< 3.44×10-4
污垢沉积速率          mcm
< 25
异养菌总数             个/ml
夏季 < 5×105
冬季 < 1×105
粘泥量                 ml/m3
< 4

 
五、系统存在问题
    目前系统较大问题为系统中存在着大量的粘泥。
5.1 粘泥形成的危害
粘泥是指金属列管等内壁附着的粘质膜,生物粘泥主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬浮杂质而形成,生物粘泥的产生主要会导致传热效率下降、列管堵塞、增加局部腐蚀等危害,影响粘泥生成主要因素与水温、PH、溶解氧、营养源等有关。
 
六、水质及特点(贵厂所提供水样分析化验数据)

水 样 分 析 项 目
分 析 数 据
补 充 水
循 环 水
P H                   mg/l
/
8.4
钙硬度(以CaCO3计)     mg/l
200
/
总硬度(以CaCO3计)     mg/l
240
/
总碱度(以CaCO3计)     mg/l
180
140
电 导                us/cm
1189
/
C l-                   mg/l
210
/
总 铁                 mg/l
/
0.3

   根据贵厂提供水样分析化验值反映,该水水质硬度较高,属结垢型水,根据
我们对多家电厂处理经验及理论计算与试验结果,我们认为贵厂循环水浓缩倍数
控制在3.0是可以实现的。从表1我们可以看出该水质硬度比较高,属严重结垢
型水,同时氯离子含量也比较高,因此要求配方着重考虑阻垢并兼顾缓蚀性能。
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七、药剂配方的确定
7.1  针对贵厂系统与补充水质特点并结合我们的处理经验,该循环水系统控制
浓缩倍数主要与系统结构和状况、药剂性能、补充水水质相关。系统结构和状况
现已确定,补充水水质根据需要可以调节,因此目前主要选择一种高性能的阻垢
缓蚀剂。其实循环水系统的浓缩倍数只是一个理论计算值,在实际操作中存在着
较大的计算误差,而每一种药剂对钙硬、M-碱度的容忍度是一定的。根据目前水
处理技术的发展,药剂向着多功能发展,根据我们选定的药剂,只与水中的硬度、
碱度相关。试验时我们以生水水质为依据,选择一种对对钙硬、M-碱度具有较高
容忍度高性能药剂。现场无论是采用生水或弱酸软化水作为补充水,只要控制好
水中的硬度和碱度,都能正常运行。
经初步筛选对比,我们确定以下阻垢缓蚀剂进行试验。
7.2 配方商品名:
JZ-403高效阻垢缓蚀剂
7.3 主要成分:
有机磷酸盐、磺酸盐、磺酸共聚物、有机酸、铜缓蚀剂。
7.4药剂性能:
JZ-403高效阻垢缓蚀剂是在引进德国亨格尔(HenKel)公司8442水质稳定剂基础上改进、研制而成的。其阻垢作用是由于它本身能阻止碳酸盐小晶粒的长大,并使晶格歪曲畸变,从而使循环冷却水中碳酸盐不会在换热器表面形成硬垢。同时,通过其组分中有机膦酸盐等成份可与金属形成保护膜的特性,使它可与冷却水中钙离子等相结合,起到防止金属腐蚀的作用。
    本品阻垢效果好,PH使用范围广,可在PH7.0-10.0之间均具有阻垢缓蚀作用,从而是工业生产操作简单,不会由PH失控,而造成腐蚀、结垢等问题。
 
八、试验报告
8.1 静态阻垢试验
8.1.1试验方法
按现场水质条件配制试验水样,将试验水样置于500ml容量瓶内,加入各组份配方,在80℃的恒温水浴锅内放置10小时,冷却后过滤测定剩余的Ca2+、M-碱度,计算阻垢率。
8.1.2阻垢率计算公式
 
                Ca02+ - Ca22+
        η=─────────×100%
              Ca12+ - Ca22+
式中:Ca02+——加药试验后剩余的Ca2+浓度        mg/l
Ca12+——试验前水样中的Ca2+浓度          mg/l
Ca22+——空白(不加药)试验后的Ca2+浓度  mg/l
 8.1.3试验结果:

试 验 配 方
阻 垢 率 % 
JZ-403       10 mg/l
79.05
JZ-403       15 mg/l
94.80
JZ-403       20 mg/l
98.70
JZ-403       25 mg/l
98.80

注:①以上投加浓度均以商品浓度计。
②上表可以看出,投加JZ-403  15-20 mg/l能起到良好的阻垢效果,下面在旋转挂片装置上进一步验证JZ-403的缓蚀率。
8.2 旋转挂片腐蚀试验
8.2.1试验方法 (化工部颁HG/T2159-91《旋转挂片法》)
        通过测定试片在水中的失重计算腐蚀速率。将试验水样置于2000ml烧杯中,加入不同浓度的试验药剂,于50℃的水浴中旋转72小时,取出试片,经处理后计算腐蚀速率,以此来评价水稳剂的缓蚀性能。
8.2.2试验条件
    试片材质  :铜、碳钢、不锈钢
    试验温度  :50±1℃
    试片线速度:0.35 m/s
    试验周期  :72 h
8.2.3腐蚀率计算公式
 
            87600·ΔW
    X=———————  mm/a
A·T·D
式中:X——试片腐蚀速率   mm/a
87600——计算常数
ΔW——试片失重       g
A——试片表面积     cm2
T——试验时间       h
D——材质密度       g/cm3
 8.2.4试验结果见表4:

试 验 配 方
铜腐蚀率mm/a
不锈钢腐蚀率mm/a
碳钢腐蚀mm/a
JZ-403   10 mg/l
0.0059
0.005
0.097
JZ-403   15 mg/l
0.0048
0.0043
0.0323
JZ-403   20 mg/l
0.0037
0.0032
0.0275
JZ-403   25 mg/l
0.0025
0.0024
0.085
空  白
0.0075
0.0098
0.382

        从上表可以看出,JZ-403投加15~25mg/l,腐蚀得到很好的控制,均低于GB50050-95规定,能适合贵公司循环冷却水处理要求。
8.3结论:
综观上述试验数据,我们认为JZ-403复合配方能够满足贵厂的循环水水质稳定要求达到中石化标准很好级。因此我们向贵厂推荐使用以下配方:
 
九、处理方案
    由于目前系统中存在着大量的粘泥,我们建议,先进行一次粘泥剥离,然后
再转入日常的阻垢缓蚀和杀菌灭藻处理。
9.1粘泥剥离方案
9.1.1目点
将循环水系统内附着的生物粘泥及软垢剥离下来,清洁金属表面.
9.1.2药剂投加浓度

药剂配方
投加浓度
JZ-580粘泥剥离剂
1000 mg/L
JZ-320 分散剂
400 mg/L

 
9.2日常运行方案
9.2.1阻垢缓蚀方案

药 剂 名 称
投 加 浓 度
JZ-403
20-25 mg/l

 
9.2.2杀菌灭澡方案
    微生物繁殖,粘泥滋生是使用循环水产生的三大危害之一,杀菌工作的好坏
直接影响到配方使用效果,更影响到设备寿命与生产安全。目前,国内使用最为
成功的杀菌配方为氧化性杀菌与非氧化性杀菌剂交替使用方法,根据我们的经验
及杀菌剂效果评定,我们向贵厂推荐下面杀菌方案:
9.1.2.1循环水每周冲击性投加氧化性杀菌剂JZ-306一次,剂量为20 mg/L。
9.1.2.2循环水每月投加非氧化性杀菌剂JZ-308一次,剂量150 mg/L。
 
十、操作方法
10.1粘泥剥离操作方法
10.1.1关闭排污阀,调小补充水阀,保持一定的水位(不溢流),使系统处于完全的密闭状态.
10.1.2先投加JZ-580杀菌剥离剂1000 mg/L,密闭运行12小时。投加JZ-320分散剂400 mg/L,然后再投加400 mg/L JZ-580,定时测定循环水的浊度,待浊度基本稳定不变时,杀菌剥离可告结束。
10.1.3分析项目及频率:浊度:1次/4H
10.1.4杀菌剥离结束后视循环水浊度情况适当换水,置换合格后转入正常运行。
10.2 阻垢缓蚀剂JZ-403操作方法
10.2.1阻垢缓蚀剂JZ-403基础投加
向系统中一次性投入JZ-403  25 mg/l,控制JZ-403  20-25 mg/l。
10.2.2阻垢缓蚀剂JZ-403日常补加
10.2.2.1循环水在运行过程中,由于排污和吸附等,水质稳定剂会被消耗掉,所以需要补加药剂,日常补加可采用计算量泵连续加药,可将一天的药量配置一槽,调整好流量后均匀地加入集水池中,加药最佳位置在集水池泵口处。
10.2.2.2阻垢缓蚀剂的日常投加,连续加入,控制JZ-403投加浓度为20-25 mg/l。
10.2.2.3JZ-403每小时投加量 = Μ× P ÷( 1000 × K )
Μ — 排污量 T/h
K — 浓缩倍数
P JZ-403控制浓度 mg/l
10.2.2.4循环水中JZ-403浓度计算公式
     JZ-403(mg/l)= 总磷(mg/l) × 3.0
10.2.2.5运行中,如测试浓度达不到要求则需要补加
     补加量 = (30 - P )× V ÷ 1000   Kg
P — 实测JZ-403浓度 mg/l
V 系统贮水量T
10.2.3加酸处理
目前药剂所能承受的极限为钙硬度+碱度〈 1000 mg/l。当浓缩倍数K〈 2.5时,加酸处理不运行;当浓缩倍数2.5〈 K〈 3时,加酸处理运行。
系统加酸处理,在正常加药情况下,投加适量的硫酸,以调解循环水的碱度,降低钙+碱极限范围。加药量按现场实际情况而定。
10.2.4循环水运行按下表控制

分 析 项 目
分 析 频 率
控 制 指 标
P H
1次/班
<  9.0
Ca2+(以CaCO3计算)
1次/班
<  600 mg/l
M-碱度(以CaCO3计算)
1次/班
<  400 mg/l
C l-
1次/班
<  630 mg/l
浊  度
1次/班
<  20 mg/l
K(浓缩倍数)
2次/班
<  3.0 mg/l
总  磷
2次/班
3 - 5mg/l

10.3杀菌灭藻操作方法
循环水每周冲击性投加氧化性杀菌剂JZ-306  1次,剂量20 mg/l,投加时直接加入集水池中。为防止细菌产生抗药性,每月冲击性投加非氧化性杀菌剂JZ-308  1次,每次投加150 mg/l,投加24小时后视浊度适当换水,另外,使用过程中要求氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂错开投加,以免影响药效。
 
十一、费用估算
 按R=6000 m3/h 、保有水量=1800 m3、全年运行8000小时、计算:

药   剂   名  称
用量(T)
单价(万元)
合计(万元)
粘泥剥离剂JZ-580
2.5
 
 
分散剂JZ-320
0.8
 
 
阻垢缓蚀剂JZ-403
7
 
 
氧化性杀菌剂JZ-306
1.8
 
 
非氧化性杀菌剂JZ-308
3
 
 
硫酸
自备
 
 

注:如浓缩倍数达不到要求,费用将有所增加.
 
十二、技术服务承诺:
12.1为贵厂筛选制订水处理方案。
12.2为贵厂代培有关循环水分析、操作人员。
12.3循环水系统在清洗予膜期间,我公司将派技术人员进行现场指导
12.4进行定期或不定期的现场走访,发现问题及时调整解决。
12.5保证及时提供质优价廉的药剂。
 
以上处理方案将作为贵厂应用水处理药剂时参考。我公司真诚地希望能与贵厂合作,真正管理和使用好贵厂循环冷却水,保证系统安全、高效、满负荷运转。
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