烟塔合一技术对循环水水质的影响

于金山，赵春海

(1.天津市电力科学研究院，天津300384;2.皖江发电公司，安徽安庆246008)

烟塔合一技术即取消火电厂的排放烟囱，锅炉产生的烟气经除尘、脱硝、脱硫后引至自然通风冷却塔排放到大气中的烟气排放技术［1－2］。该技术可以利用冷却塔排放的大量热湿空气对脱硫后的净烟气形成良好的包裹和抬升，增加烟气的抬升高度，从而促进烟气中污染物的扩散、沉降［3－7］。但是随着烟气中大量SOx、NOx过饱和湿度沉降到循环水水中，对循环水产生了一定的影响［8－9］，本文主要研究烟塔合一技术对循环水的影响系数。

1 试验设计

某电厂循环冷却水的补充水是以某河水作为补充水源，河水外状浅黄、浑浊、有絮状悬浮物，长时间静置后，容器底部有大量疏松沉积。其水质情况见表1。

表1 某河水水质主要指标(2011年6月)

1.1 测试参数

在相同水质和不同浓缩倍率情况下测量循环水动态药剂筛选试验、烟塔合一循环水系统、烟塔分离循环水系统中各浓缩倍率下全碱度、硬度、pH和电导率。

1.2 测试条件

测试期间保证两台机组都在300 MW以上，缓蚀阻垢剂和杀菌剂加入量相同，控制#1烟塔与#2塔浓缩倍率基本一致，且最大浓缩倍率控制在2.3倍。

2 试验材料和方法

2.1 电厂运行工况

目前，该电厂350 MW机组使用的循环水水质稳定剂为阻垢缓蚀剂JD-917，其中阻垢缓蚀剂JD-917为复合型配方;杀菌剂为二氧化氯与异噻唑啉酮两种杀菌剂，隔周冲击式加入进行集中杀菌。#1、#2机组烟气通过#1机组烟塔排放，目前该厂药剂加入量由循环水动态药剂筛选试验确定，极限浓缩倍率为2.61倍，实际运行浓缩倍率控制在2.3左右。

2.2 试验参数的影响

2.2.1 全碱度

图1是#1烟塔、#2塔和循环水动态药剂筛选试验全碱度随浓缩倍率变化情况。

由图1可知，#1烟塔、#2塔和动态模拟试验全碱度基本一致。其中，#2塔与循环水动态药剂筛选试验差别很小。在相同浓缩倍率下，#1塔与#2塔的总碱度最大相差0.9 mmol/L，平均相差0.6 mmol/L左右。

2.2.2 硬度

#1烟塔、#2塔和循环水动态药剂筛选试验硬度随浓缩倍率变化情况见图2。

图1 总碱度与浓缩倍率变化趋势图

图2 硬度与浓缩倍率变化趋势图

由图2可知，在浓缩倍率1.6以下，#1烟塔、#2塔和动态模拟试验硬度相差很小。随着浓缩倍率的增大，#2塔与循环水动态药剂筛选试验变化很小，但是#1烟塔与#2塔的硬度差值增大，最大相差2 mmol/L，平均相差0.13 mmol/L左右。

2.2.3 pH

图3是#1烟塔、#2塔和循环水动态药剂筛选试验pH随浓缩倍率变化情况。

由图3可知，pH随浓缩倍率的波动比较大，在浓缩倍率1.5倍以下，#2塔pH较低，当浓缩倍率增加到1.6倍以上时，#1烟塔与#2塔的pH基本在一个水平线上，增长趋势放缓。#1烟塔与#2塔的pH最大相差0.42，平均相差0.24左右。

2.2.4 电导率

图4是#1烟塔、#2塔和循环水动态药剂筛选试验电导率随浓缩倍率变化情况。

由图4可知，随着浓缩倍率的增大，在浓缩倍率达到1.5倍以后，#1烟塔的电导率和#2塔、动态试验相比，其增长趋势放缓，#1烟塔与#2塔最大相差0.31 ms/cm，平均相差0.26 ms/cm，#2塔与循环水动态药剂筛选试验电导率基本相同。

图3 pH与浓缩倍率变化趋势图

图4 电导率与浓缩倍率变化趋势图

从#1烟塔、#2塔和循环水动态药剂筛选试验的全碱度、硬度、pH和电导率随浓缩倍率变化情况可以看出，烟塔合一技术不足以直接引起循环水水质的变化。当机组运行负荷增加的情况下，塔内空气流速提高，这种影响还会更小。

2.2.5 其他因素

影响循环水的另一个原因是烟气的结露液体，这种结露液体有一部分会落入循环水中，引起循环水水质的变化。结露液体的分析见表2。在#1机组运行时，对循环水的补水和循环水进行了测试。测试项目为:SO2－4、Cl－和SS。其中，对#1机组启动后循环水水质进行了为期一周的连续监测，每天测试两次。测试结果见表2和表3。

表2 #1机组循环水补充水水质分析 单位mg/L

表3 #1机组循环水水质分析 单位mg/L

从表2和表3可以看出，当系统运行的浓缩倍率在2.5以下时，硫酸根的浓缩倍率大于氯根的浓缩倍率，这说明烟气对循环水构成了干扰。具体来说，烟气中携带的硫酸根在塔内落入到了循环水池中，引起了循环水中硫酸根的增加。这是因为烟气中带有的硫酸钙颗粒落入了循环水中，由于循环水是在pH=8.6～9.2之间，这就使硫酸钙颗粒中的硫酸根成为可溶性物质。已有研究证明，在循环冷却水中阴离子对金属腐蚀的影响顺序为。从上述试验分析中可知，一般运行状态下，硫酸根的值都不低于600 mg/L，而硫酸根又是比较强的腐蚀离子，它会破坏碳钢和不锈钢的表面，增加阳极腐蚀反应速度，引起金属的局部腐蚀。硫酸根的浓缩倍率与氯根的浓缩倍率差值在0.1左右，这个值就是烟塔内的烟气对循环水的影响系数。

3 结 论

(1)现有的烟塔合一技术运行方式对循环水的全碱度、硬度、电导率、pH值有微弱影响。

(2)现有的烟塔合一技术运行方式对循环冷却水水质有微弱的影响，其主要使循环水中硫酸根和悬浮物浓度增加。

(3)现有的烟塔合一技术运行方式下硫酸根的浓缩倍率大于氯根的浓缩倍率，硫酸根的浓缩倍率与氯根的浓缩倍率差值在0.1左右，这个值就是烟塔内的烟气对循环水的影响系数，这说明烟气对循环水水体构成了干扰。

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