热电厂循环冷却水处理方案-上海意海耐酸碱泵厂荐
苏州金华盛纸业有限公司热电厂循环冷却水处理方案
一、前言
苏州金华盛纸业有限公司热电厂100MW火力发电机组,循环冷却水系统每小时供水量为20000m3,换热器材质为黄铜。循环冷却水在日常运行过程中，由于不断蒸发浓缩，水中的有害离子成倍增加,会导致结垢、腐蚀和粘泥滋生现象,并破坏换热设备如堵塞输水管线、压抗增大、腐蚀穿孔等危害，影响装置正常运行。为防止以上水质障碍，确保装置安全、高效、满负荷运转，有必要对循环水进行水质稳定处理。
二、处理技术标准
项 目 保证值(国标GB50050-95)
碳钢腐蚀率 mm/a ＜0.125
铜、不锈钢腐蚀率 mm/a ＜0.005
污垢热阻 m2·K/W ＜3.44×10-4
污垢沉积速率 mcm ＜25
粘 泥 量 ml/m3 ＜4
三、循环冷却水形成的危害
3.1 腐蚀危害
腐蚀是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。金属在循环水中由于有溶解氧的存在产生以下反应。
阳极是铁的溶解过程 Fe→Fe2+＋2e
阴极是氧的还原 O2＋2H2O＋4e→4OH-
阴、阳极综合反应 Fe2+＋2OH-→Fe(OH)2↓(初步腐蚀产物)
在循环水系统中,主要以溶解氧腐蚀为主,这种腐蚀除了会造成系统的输水管线、水冷设备损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器泄漏而引起工艺介质的污染或造成计划外的停车事故等，另外由于腐蚀会产生锈镏，会引起换热效率下降或管线堵塞等危害。
3.2 结垢危害
结垢是指水中溶解或悬浮的无机物，由于种种原因，而沉积在金属表面，敞开式循环冷却水系统的结垢主要成分有CaCO3和腐蚀产物二种,由于缓蚀剂使用致使腐蚀产物大大减少，而以CaCO3垢,Ca3(PO4)2垢及锌垢为主要成份。
垢的产生会引起水冷设备换热效率下降，管线的阻力增大，导致循环水量减少或细管的堵塞等，敞开式循环冷却水系统中影响结垢的主要因素是冷却水PH、Ca、总碱度、水温、换热器表面温度、表面状态等。
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3.3 粘泥危害
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。
3.4 其它离子的危害
系统的金属管线还会因其它的离子如氯离子和硫酸根离子的存在而引起危害，CL-和SO42-均属强腐蚀性离子， 特别是氯离子由于其半径小，容易穿透钝化膜表面的细孔而产生点蚀现象。另在有污垢存在时，氯离子可依靠其穿透力进入垢下与Fe2+生成Fecl2,Fecl2进一步水解生成Fe(OH)2和Hcl,导致腐蚀区溶液呈酸性，使金属的腐蚀速度加快，氯离子还是造成不锈钢点蚀及应力腐蚀的主要因素，所以冷却水中氯离子的允许浓度应根据设备的材质、结构而确定。
SO42-的存在有利于硫酸盐还原菌的滋生和繁殖，并还原生成硫化氢，促进冷却水系统金属的腐蚀。
3.5 循环冷却水系统的特点
补充水及循环水水质分析见下表：
项 目 单 位 补充水 循环水
PH 7.1 7.9
Ca2+ (以CaCO3计) mg/l 86.0 689
总硬度(以CaCO3计) mg/l 115.0 969
M-碱度(以CaCO3计) mg/l 69.0 103
CL- mg/l 54.0 637
SO42- mg/l 42.3 /
电 导 us/cm 365 3320
从上表数据可以看出，该补充水质为中低硬度水，一倍水的Ca2++M-碱度值为165mg/l(以CaCO3计),计算Rgznar稳定指数可判断出原水及K值为2.0以下时呈较严重的腐蚀趋向，高浓缩倍数时呈结垢趋向，但垢下腐蚀的问题也不容忽视。
目前国内一般采用碱性运行水处理方案,即不调PH,通过投加高效阻垢缓蚀剂进行水质处理。碱性运行方案的特点是操作控制简单,但由于不调酸,配方的使用范围制约了循环水的浓缩倍数,按常规碱性运行方案的水质适用范围Ca2++M-碱度为900mg/l计算，极限浓缩倍数为5.5。要使系统高浓缩倍数运行，一般采用的方法是在投加水质稳定剂的基础上投加硫酸，降低循环水PH，减缓结垢趋向，使系统达到高浓缩倍数运行的目的。但PH降低引起的腐蚀问题需在配方中解决。
四、处理方案
循环冷却水处理包括水质管理和加药管理。水质管理范围由处理方案给定。加药管理是指投加一定剂量的化学品，减缓设备的结垢、腐蚀和粘泥滋生现象。针对贵厂的水质及设备特点，经试验筛选对比，推荐以下处理方案：
１ 正常运行处理
JZ-985 阻垢缓蚀剂 80-100 mg/l
JZ-103B 高效缓蚀剂 20-40 mg/l
PH 7.0-8.5
K 6.0-11.0
２ 杀菌处理
杀菌处理采用氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂交替使用法。氧化性杀生剂采用液氯，建议每天通氯一次，每次通氯维持循环水回水余氯0.5-1.0mg/l 1-2小时。如系统未设计通氯装置，建议采用我厂氯替代品JZ-990，每2-3天投加一次，每次投加剂量20-25mg/l。非氧化性杀生剂的特点是不仅对各种细菌有良好的杀灭作用，对生物粘泥也具有良好的剥离作用。建议采用JZ-976高效杀菌灭藻剂，使用频率为每月1-2次，每次使用剂量为100mg/l。
３ 循环水质管理值
项 目 配方适用范围
PH 7.0-8.5
Ca2+ (以CaCO3计) mg/l ＜1000
M-碱度 (以CaCO3计) mg/l ＜250
Ca2++M-碱度 (以CaCO3计) mg/l ＜1200
浓缩倍数 6.0-11.0
药剂停留时间 h ＜300
总 铁 mg/l ＜3
电 导 us/cm ＜3000
五、费用估算
计算参数： 循环水量Ｒ ：20000m3/h
保有水量Ｖ ：4000 m3
平均浓缩倍数：7.0
年运行时间 ：8000小时
药 剂 名 称 用 量(T) 单 价(万元/T) 合 计(万元)
JZ-985 阻垢缓蚀剂 46.4 1.6 74.24
JZ-103B 高效缓蚀剂 14.0 1.4 19.6
JZ-976 杀菌灭藻剂 5.0 2.5 12.5
JZ-990 氧化性杀生剂 11.0 1.8 19.8
合 计 / / 126.14
六、分析监测
１ 循环水的日常分析监测可按以下项目及频率进行。
分 析 项 目 分 析 频 率
循 环 水 补 充 水
PH 1-3次/天 1次/天
Ca2+或总硬 1-3次/天 1次/天
M-碱度 1-3次/天 1次/天
CL- 1-3次/天 1次/天
电 导 1-3次/天 1次/天
浊 度 1-3次/天 1次/天
总 铁 1次/天 1-3次/周
药剂浓度(总磷.正磷) 1-3次/天 /
２ 结垢与腐蚀的监测
(1) 日常运行中，为随时掌握处理效果及水质运行情况，对循环水进行监测。建议采用旁路挂片仪进行腐蚀监测，如设计中未考虑，我厂可提供成套的监测设备。
(2) 微生物的监测我厂可提供异养菌快速测定板进行测定。
七、技术服务
在贵我双方合作期间，我们可提供以下技术服务项目：
①为贵厂筛选制订水处理方案。
②为贵厂管理循环冷却水系统，包括加药、分析、监测、操作等，收费合理。
③保证及时提供质优价廉的水处理药剂。
以上报告作为贵厂筛选水处理药剂时的参考，我厂真诚地希望能与贵厂进行长期合作，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。
以上报告，如有不当之处，恳请指正。
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