发电厂循环水静电极化处理装置的应用

2012-07-19唐培全

山东电力高等专科学校学报 2012年1期

唐培全

华能莱芜发电厂山东莱芜 271102

发电厂的循环水主要是用于汽轮机凝汽器的冷却介质，如果循环水水质不合格，就会使钢管生成附着物，造成传热差，凝结水温度升高，从而使其真空下降，影响汽轮机的出力和运行经济性。另外循环水水质不良还会引起钢管腐蚀，甚至穿孔，使凝结水品质恶化，污染炉水，直接影响机组的安全运行。

对循环水处理的主要目的是防止凝汽器钢管结垢、腐蚀和有机物的形成，保证机组安全经济运行。目前，发电厂循环冷却水处理系统大多采用化学处理方法，即采取添加水质稳定剂和浓硫酸加药方式，以达到防止系统形成碳酸钙垢及产生腐蚀为目的，但循环水中药剂的大量加入及冷却系统的不断排污，对水体污染严重，增加加药处理费用。循环水静电极化处理技术，通过在极化电场的作用下，完成对水分子的极化作用，能够完全代替循环水加药处理，满足电厂循环水处理的要求，可以保证循环水系统在高浓缩倍数下安全、稳定、经济运行。

1 循环水静电极化处理的技术原理

静电极化水处理系统是在极化电场的作用下，完成对水分子的极化作用，它克服了循环水含盐量高，静电场对水分子作用减小这一根本缺点，而是通过高压极化场的作用，改变水分子结构、改变水分子中电子构造，致使水中所含阳离子不致趋向循环水管壁，更不致在管壁聚集，从而达到防垢、除垢、杀菌、灭菌、缓蚀的目的。

2 循环水静电极化处理装置的结构

循环水静电极化装置构成。循环水静电极化装置主要有两部分组成：

1）安装在循环水管道上的极化器，它是阴极和阳极的组成体，结构如图1所示。

2）给主体提供极化能量和模式的数字控制电源。主体部分材质为碳钢，与循环水的管道直径相同，两端法兰直接连接在循环水管道上的圆筒，作为阴极。阳极为直径72mm的不锈钢柱，外部用聚四氟乙烯覆盖绝缘，用引线连接控制部分。

图1 静电极化装置结构图

3 循环水静电极化处理装置的安装方式

根据电厂现场的实际情况，如图2所示，在循环水A、B侧进水管道上，分别安装循环水静电极化处理装置，数字智能控制仪安装在控制室，便于运行人员运行监督和维护，系统设定自动排污。

图2 循环水静电极化处理装置安装示意图

4 循环水静电极化处理装置的功能

当装置接通电源时，系统将自动转换提供给谁处理其能量，使阴阳极的环状空间形成高压静电场，被处理的水，流经环状空间时，在极化电场的作用下，水分子的偶极矩增大，并按正负取向有序的连续排列，处理后的水具有以下功能：

1）防垢。当水中含有溶解盐类，这些盐类的阴阳离子分别趋向极性水分子的正负极两端，不能自由运动，防止阴阳离子结合，从而防止水垢的形成。

2）除垢。增大了偶极矩的水分子与盐类正负离子的水和能力增强，更容易与管壁上的垢分子水合，使原有的老垢龟裂、疏松，最终逐渐溶解和脱落。

3）杀菌灭藻。水在极化电场的极化作用下，产生大量的“自由”电子，这些电子被O2吸收后，容易生成O2-、H2O2等活性氧自由基，可使微生物细胞壁破裂，原生物流出而死亡。

4）缓蚀。水中的菌藻被杀灭，使循环水系统中生物服饰得到抑制，被极化的水分子，在金属壁上形成水膜，减少阴离子与管壁的接触，水中溶解氧大大降低，减缓了氧化腐蚀。

5 循环水静电极化处理装置在华能莱芜电厂的应用

华能莱芜电厂2009年初新投运2台30万千瓦机组，其循环水采用深度处理后的中水作为补充水源，为防止循环水系统结构，采取添加水质稳定剂和浓硫酸加药方式进行处理，药剂用量大，运行费用高。2011年5月份，利用#4机组B修机会，在该机组循环水A、B侧进水管道上各安装了一套循环水极化装置，装置投用后，循环水停止了原水质稳定剂（HEDP和HPMA）加药，仍然加硫酸调整循环水碱度小于7.0mmol/L，循环水浓缩倍率控制在5.0以下，运行两个月后停止向#4机循环水中投加浓硫酸。

装置投运后，机组指标同期对比情况

1）运行指标情况

表1 运行指标

2）运行指标分析

①2011年6月份＃4机真空度94.14%，较同期高0.42%；7月份＃4机真空度完成94.02%，较同期高1.15%，较上月低0.12%。较上月低的原因是：7月份环境温度较6月份高。6、7月份与同期相差较大的原因：去年同期＃4机因轴封供、回汽管路膨胀节泄漏造成真空严密性较差，2011年#4机真空严密性较好。

②6月份＃4机凝汽器平均端差1.1℃，与同期持平。7月份＃4机凝汽器平均端差1℃，较上月低0.1℃，较同期低0.3℃。

3）真空泵板式换热器解体检查情况

8月对#4机B真空泵板片进行解体检查，如图3所示，循环水侧板片上有一层黄褐色淤泥，用水冲去后，无腐蚀结垢现象，除盐水侧板片上有少量杂质，水冲后表面光滑，无腐蚀结垢现象。