火电厂提高水资源利用率的阻垢剂性能试验研究

李 泽

（1. 中国海洋大学，山东 青岛 266100；2. 华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204）

1 绪论

随着水资源的日益紧缺，节约用水已成为国际性的问题。华电潍坊发电有限公司一期 2×330 MW 循环水用水直接取自峡山水库，二期2×670 MW循环水采用城市中水。为做好发电机组水资源利用优化，即要做好循环冷却水系统的防腐、防垢、防菌藻工作，特进行循环冷却水处理优化方案的相关试验，且要做好生产过程中的循环水处理工作，切实保证机组的安全、稳定、经济运行。水库取水水质随着季节变化较大，而且年代不同水质也有所变化，为节约用水，华电潍坊发电有限公司扩建污水处理设施，实现了污水处理回用水的回收利用，并且两台670 MW机组利用城市中水作为循环冷却水。但是，污水回用水水质变化较大，城市中水也存在着许多不可控因素，华电潍坊发电有限公司用户循环水补水水质在一年内发生着较大的变化，因此通过试验确定不同水质的指标与加药、节水的最佳平衡点，然后通过对指标和处理工艺的控制，对各种水资源的利用进行优化整合，达到同时实现节水的目的，具有非常重要的意义。本文通过建立动态模拟试验台，针对各种补水水质变化，结合循环水系统情况进行动态模拟试验，以寻找不同补水水质情况下对用户设备的影响及最佳加药处理工艺，降低对循环水系统设备的影响，从而对各种水资源的利用进行优化整合，达到提高用户设备安全、经济运行水平、延长使用寿命，减少药品消耗，提高水资源利用率的目的。

2 试验实施方案

2.1 水质全分析

根据生产现场实际情况，循环冷却水系统采用的补充水水源分为峡山水库水、城市水处理厂的再生水（经厂内深度处理后）或二者配比混合后的水三种情况，为此要对根据用户提供的水库水和城市再生水水样进行水质全分析，为以下工作提供水质参照和初步实验方案确定。或参考已有的水质分析报告作动态模拟试验分析基础数据。

2.2 阻垢剂性能试验

潍坊发电公司循环冷却水系统加药采用在A阻垢剂或B阻垢剂两种情况下进行试验，为防止凝汽器管等金属腐蚀速率超标，试验时加入一定量的缓蚀剂进行试验，凝汽器管材质为TP316L和TP317L不锈钢，辅机材质为HSn70－1黄铜及#20碳钢。在试验初期首先要对阻垢剂的阻垢性能即可维持的极限碳酸盐硬度值有一定的掌握，从而根据补充水水质可以基本确定循环水的极限浓缩倍率，维持较高浓缩倍率、长期稳定运行而不发生结垢的效果，达到最大的节水效率和防垢的协调统一。循环水系统金属的腐蚀则要根据循环水水质进行相应的腐蚀挂片试验得到结果。试验装置流程图，见图1。

图1 试验装置流程图

2.2.1 阻垢剂、缓蚀剂加药量

根据生产实际运行情况和对阻垢剂产品使用结果的认识，确定阻垢剂的加药量采用在补充水中加入5 mg/L（动态试验时可同时加入缓蚀剂的量为补充水中加入1.5 mg/L）。阻垢剂药品准备，在1 000 mL容量瓶中分别配制1 mL≈5 mg（产品）阻垢剂产品溶液，以备静态试验用药。

2.2.2 极限碳硬测量试验

采用水库工业水源作补充水，仪器采动态模拟试验台、DRDT型水垢测定仪及水质分析仪器。试验时循环水温度（出口温度）控制在45 ℃左右，出入口温差在3～6 ℃左右即可，每天8∶00和16∶00对循环水水质分析，分析其碱度、硬度、钙硬、氯根，并根据分析结果分别计算氯根浓缩倍率和钙硬（硬度）的浓缩倍率，浓缩倍率接近极限碳酸盐硬度增加监测频率，并绘制成循环水浓缩过程的运行曲线。

3 试验结果的分析

图2 循环水极限碳硬测量曲线

根据循环水浓缩过程的运行曲线，见图 2，可见，当以水中的钙和氯离子的浓缩倍率为测定结果时，随着运行过程中浓缩倍率的提高，此二者的检测数值出现较大的差值△B，当差值△B大于0.2时（△B＝KCl－KCa≤0.2），即认为循环水开始出现结垢现象。由试验检测可知，在采用工业水作补充水且加入5 mg/L复合阻垢剂产品时，在温度45 ℃下浓缩过程中其可达到的极限浓缩倍率即曲线中△B未超过0.2时的最高浓缩倍率，此点对应的循环水碳酸盐硬度即为此阻垢剂加药条件下的极限碳盐硬度。今后循环水动态模拟试验时，不论何种工况下（如加酸）为防止循环水结垢，其水质都不应超过该极限碳硬值。并且对水处理剂的缓蚀性能和循环水对凝汽器、辅机系统管材的腐蚀情况进行测定，选择确定合理、经济和有效的缓蚀剂。

1 杜荣江、方玉霞.提高我国水资源利用效率的措施与对策［J］.水资源保护，2010（3）

2 陈斌.水资源利用中最优规划问题的探讨［J］.水资源保护，2006（1）：34～35