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火电厂循环冷却水处理的问题及解决方案

 

 

      在我国的火力发电厂中,由于循环冷却水体系处置不当而惹起的发电机组凝汽器蜕化结垢成就屡见不鲜。凝汽器蜕化随意马虎惹起铜管穿孔、开裂,增长设备的查验时间和次数,延长设备的应用寿命,减少发电量,增长发电本钱;凝汽器结垢一方面招致垢下蜕化,另一方面低落换热器的热交流效率(从而影响到分娩效率),增长能源消耗。

  在变态运转状况下,凝汽器的真空度低落为89%-92%。假设所应用的缓蚀阻垢剂的性能不当,招致体系一定程度的结垢,使凝汽器的真空度低落为86%-89%,这将使发电热耗增大4.5%-7.5%,发电煤耗增高8%-14%/kW•H。假设思索停车洗濯、设备蜕化和增长维修频率等所惹起的连带结果,其经济丧失是异常惊人的。

 总之,凝汽器蜕化结垢所构成的直接结果真空度低落、蒸汽出力减小、变态分娩处置不当而惹起的发电机组凝汽器周期延长、设备寿命低落、运转本钱进步、分娩效率低落,带来庞大的经济丧失。因此,采用经济的有效的伎俩防止循环冷却水体系的蜕化和结垢是异常慌张的。

火力发电厂循环冷却水的处置办法

           我国许多缺水地域的火力发电厂,普遍采用公开水作为循环冷却水体系的补充水。同样平凡而言,公开水普遍存在含盐量高和硬度、碱度高的特性。随着体系谁的赓续浓缩,硬度离子如(Ca2+,Mg2+,HCO3-等)和腐蚀性离子(如Cl-和SO42-等)的浓度赓续低落,超越一定的容忍度后极易惹起设备管道的蜕化与结垢。

 

  其他,在这些缺水地域,为了节水节能的需求,循环水的浓缩倍数同样平凡控制较高,这就进一步减轻了体系蜕化和结垢的风险性。关于有些以地表水作补充水的电厂循环水体系,固然硬度离子和腐蚀性离子浓度较低,但假设浓缩倍数过高,再加上处置办法不得当,异常也会惹起机组的蜕化和结垢。为了解决循环冷却水体系的蜕化结垢成就,国内的火力发电厂常规的处置办法有以下几种。

  1应用软化水低落补水的硬度

  该办法经过进程离子交流去除补水中的Ca2+和Mg2+等硬度离子而抵达戒备无机垢聚积的目的。其晚期投资本钱高,且需求严厉控制软化器的失效动身点,及时对交流树脂终了再生,因此平凡运转费用较高。关于补水量较大的体系,由于需求处置的水量大,交流树脂的再生必需跟得上制水的哀求,这可以或许难以担保弱酸处置后的水质的硬度哀求,全体制水本钱也较高,因此目前这种办法较少采用。

  2无机酸+水质坚固剂的处置

  该办法是经过进程向循环水体系参与无机酸(同样平凡都是应用硫酸),中和掉水中的部门碱度,低落临界pH值再配合投加水质坚固剂而减轻结垢方向。其反响式以下:

  H2SO4+2CO32-=2HCO3-+SO42-固然,加酸不失为一种笨重有效的防止结垢的途径,但是关于水容量较大的体系,pH值、碱度等指标的检测常常滞后于加药时间,因此加酸量不太随意马虎控制,偶尔加酸量可以或许缺乏,超越药剂阻垢的临界值而使凝汽器结垢;偶尔又可以或许呈现加酸过量的情况而惹起循环水部门短时间内pH值过低,减轻了体系的蜕化(包括凝汽器黄铜管的蜕化和循环水碳钢管道的蜕化),硫酸的参与,本身也使循环水含盐量增长,会减轻铜管的点蚀。

  因此,应决议阻垢分散性能精良的水质坚固剂,不加酸或固然即使减少加酸量。关于该种处置办法,同样平凡允许循环水中SO42-极限品德浓度不超越500mg/L,超越该极限值就随意马虎对冷却塔的混凝土结构产生中等程度的蜕化。因此关于补充水中硫酸根离子含量较高的循环水体系不宜采用加酸处置。

  3弱酸阳离子树脂+水质坚固剂分离处置

  该办法是经过进程采用弱酸阳离子交流树脂处置部门生水,低落补充水的部门碳酸盐硬度和部门碱度,尔后配合水质坚固剂处置以防止体系结垢和蜕化。该办法不失为一种控制循环水体系结垢的较有效的措施,相比较而言,不存在体系pH可以或许过低而蜕化铜管及其管道的风险,缺乏的是一次性投资大,平凡需求严厉控制生水和软化水的比例,树脂需求再生,管理央求和运转本钱均较高。

  火力发电厂循环水体系存在的成就

  1结垢成就

  固然加酸处置、阳离子交流树脂弱酸处置等办法能在一定程度上起到低落补水的碳酸盐硬度以减少结垢的浸染,但由于加酸量的控制成就、软水和补水的比例成就、离子交流树脂的失效与再生等成就的存在,增长了管理上的难度,使得水质不坚固,经典的水处置剂也不克不及变态发挥其应有的浸染,最终常产生间隙式结垢现象。随着时间的延长,垢也越积越厚,最终影响变态分娩。

  2铜蜕化成就

  凝汽器铜管蜕化是火力发电厂普遍存在的成就。铜管应用最多的材质为黄铜。铜管的蜕化包括黄铜脱锌蜕化、电偶蜕化、应力蜕化和攻击蜕化等多种状况。但其中最罕有的是黄铜脱锌蜕化和电偶蜕化。

  3铜蜕化的慌张状况

  (1)黄铜脱锌蜕化。电厂凝汽器应用最多的铜材为黄铜,黄铜的脱锌蜕化是电厂最罕有的蜕化状况,它包括均匀型层状脱锌和部门型栓状脱锌,但慌张为部门型栓状脱锌蜕化,该蜕化易构成部门穿孔,因此危害性较大。黄铜脱锌蜕化反响式以下:

  阴极:1/2O2+H2O+2e→2OH-

  阳极:Zn•Cu→Cu2++Zn2++4e

  Cu2+在表面聚集,与金属本体产生置换反响以下:

  Cu2++Zn•Cu→Cu+Zn2+

  铜管脱锌后的蜕化产物与循环水水质有关,蜕化产物可以或许为Zn(OH)2,ZnCl2•Zn(OH)2,ZnCO3•Zn(OH)2等并掩盖在蜕化点上,蜕化产物减轻了管壁上水垢的组成和固体颗粒的聚积,聚积物下面的金属因缺氧而成为阳极,与周围部门组成氧的浓差电池而呈现溃疡型脱锌,此溃疡深化金属内部直到完备穿透。

  (2)电偶蜕化。循环水管道、凝汽器管板多选用碳钢材质,而凝汽器的换热管与管道同样平凡采用胀接办法衔接,黄铜与碳钢的电位差较大,因此在胀接处随意马虎组成电偶而产生电偶蜕化。

  4铜蜕化的慌张影响成分

  (1)含盐量的影响。在含盐量小的水中,铜管表面可以或许生成一层致密的Cu(OH)2维护膜,而在含盐量大或硬度、碱度较大的水中蜕化产物为绿色碱式铜盐CuCl2•Cu(OH)2或CuCO3•2Cu(OH)2,此类膜疏松多孔,随意马虎被毁坏而失维护浸染。

  (2)Cl-的影响。水中Cl-是惹起铜点蚀的缘由缘由之一。其蜕化反响式以下:

  Cl-+Cu→CuCl→CuO2+HCl

  假设氯化亚铜的组成速度减慢或氯化亚铜的水解速度加快,则会产生点蚀,而聚积物障碍最后的蜕化产物氯化亚铜的分散,抑止了氯化亚铜的水解,从而在有聚积物的中央组成点蚀,其反响式以下:

  CuCl→Cu2++Cl-+e,Cu2++Cu→2Cu+

  组成自催化反响,加快点蚀处的蜕化。

  药剂本身惹起的光亮蜕化。人们同样平凡较难把稳由于参与循环水中的无机磷药剂和聚羧酸等阻垢分散剂所惹起的蜕化。循环水中含有多种硬度离子和碱度离子组成多组平衡,参与阻垢分散剂后,组成较高的分散体系,毁坏了水中原有的离子对平衡,聚积物离子的有效反响概率低落,聚积离子重新树立新的平衡,当水溶液中聚羧酸等阻垢分散剂的物质超越水体防垢最佳含量一定范围时,水中无机磷和分散剂的富余部门对铜合金具有猛烈的络合浸染而组成表面吸附,一方面障碍唑类缓蚀剂向金属表面分散,另一方面这种掩盖膜的络合不坚固性使Cu,Zn络离子的化学能源学反响电位趋于相当,组成共溶出,较铜生动的锌离子首先与无机磷和聚羧酸组成坚固的螯合物而分开金属本体。

  在金相显微镜下减少500倍后观察:关于不加任何药剂的循环水中铜管的蜕化状况是金属表面类似蜂窝状的海绵铜,而增长水质坚固剂后蜕化的铜管的蜕化状况是海绵体中搀和着大量不规则的亮点,这就是所谓由于药剂本身惹起的铜金属的光亮蜕化。因此,控制水质坚固剂中各复合配方的宏观计量,选取得当的比例是异常慌张的,否则,增长的药剂再多,也不克不及有效地处置体系的蜕化,以致会加快铜管的蜕化。

  5碳钢的蜕化成就

  循环水管道、凝汽器管板同样平凡都应用碳钢材质,据我们理解,很少有电厂思索碳钢的蜕化成就。事实上,碳钢的蜕化固然不像铜管结垢蜕化那样在短时间内影响发电分娩,但由于循环水管道埋在公开,蜕化情况相比较而言不易观察和创造,随着蜕化程度的加深,随意马虎惹起穿孔、透露。由于建厂时就将碳钢管道深埋公开,地上常装配设备、兴建厂房、铺设途径,因此维修起来远没有铜管维修来得大约,维修费用也昂贵得多。因此,碳钢的蜕化成就虽不克不及在短期内影响分娩,但也应是火电厂循环水体系应把稳的成就,也应当遭到充分的注重。

  处置措施

  1坚持坚固的浓缩倍数和坚固的水质

  理论标明,关于水质坚固的体系,药剂才干较好地发挥浸染,因此成就的关键是加强水质管理。关于具有恒定补水水源的体系,应严厉控制浓缩倍数;关于不具有恒定补水水源或部门补充弱酸软化水的体系,应把稳控制各种补水的比例,以固然即使担保体系水质的坚固;关于用硫酸疗养碱度的体系,应严厉控制连续投加的速度。对所应用的水处置剂,应熟习药剂的硬度容忍度、碱度容忍度等性能。

  2决议综合性能精良的复合水稳剂

  巯基苯骈噻唑、苯骈三氮唑、苯骈咪唑、聚苯骈咪唑等含氮杂环类化合物对金属铜具有很强的亲和力,它们能与铜离子以共价键和配位键分离组成一个致密的维护膜,吸附在金属表面的反响活性位置上而终了有色金属的溶解反响,因此复合水稳剂中应含有充分浓度的噻唑类或其他具有相同功用的物质,才干担保良好的缓蚀结果。

  关于具有“三高”(高硬度、高碱度、高pH值)性质的水质,常日的阻垢剂(如电厂循环水体系常用的ATMP,EDTMP,HPMA,PAA等)常不克不及满足其哀求。在这种情况下,应应用新型的、具有精良抗硬度、抗碱度性能的组分。得当于三高恶劣水质的药剂有PBTCA,PESA,POCA,PAPEMP及其他多元共聚物等。

  PBTCA(2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷)具有精良的阻垢缓蚀性能,耐高温、耐氧化,对碳酸钙垢具有精良的抑止浸染,与无机磷酸盐、锌盐等具有良好的协同浸染。PESA(聚环氧琥珀酸)具有精良的化学坚固性和热坚固性,对碳酸钙、硫酸钙均具有精良的阻垢分散浸染,与锌盐复配具有精良的缓蚀阻垢性能,是一种无磷、非氮、有较好生物降解性能的绿色水处置剂。

  POCA(膦酰基羧酸)和PAPEMP(多氨基多醚基无机磷酸)具有很高的钙容忍度和精良的化学坚固性、抗氧化性(几乎不与氯浸染)和热坚固性,对磷酸钙、硫酸钙、锌盐聚积和铁氧化物具有精良的阻垢分散浸染,适用于高硬度、高碱度、高pH值、高浓缩倍数的水质处置,是国内目前处置“三高”水质的理想药剂。其他多元共聚物如PCA、AA/AMPS共聚物等,在三高体系中也表示出了良好的性能。只需决议的配方组成合法,性能精良,才干担保良好的阻垢缓蚀结果,担保体系的变态运转。

  3科学合法增长碳钢缓蚀剂

  不同行业具有不同的行业习气。在石化体系、钢铁体系和化工行业等的循环冷却水处置中,尺度的商品药剂投加品德浓度为50-80mg/L(按补水计),而电力行业的循环冷却水处置中,尺度的商品药剂投加品德浓度为5-10mg/L(按补水计)。

  在电力行业的水处置药剂中,假设药剂配方合法、水质不异常恶劣,这种投加量关于处置铜的蜕化成就和同样平凡阻垢成就是充分的,但要照顾碳钢的缓蚀成就则是不克不及够的。由于作为缓蚀剂的无机磷化合物只需在药剂浓度较高的条件下才对碳钢具有一定的缓蚀浸染,为了担保其在较低浓度下就能够发挥浸染,常日需投加2mg/L旁边的阴极缓蚀剂Zn2+。因此在电力体系,如欲思索碳钢的缓蚀成就,应投加阴极缓蚀剂硫酸锌。

  不同火力发电厂循环水体系的运转工况各有差异,惹起铜管蜕化和结垢的缘由缘由也不尽相同。但都应该有针对性地查找成就的缘由缘由,采用有效的措施,固然即使担保循环水的变态运转,从而担保机组的变态运转,真正俭省发电本钱.

 

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