敞开式循环冷却水系统的运行控制浅析

何建涛

(华能淮阴电厂，江苏 淮安 223001)

0 引言

循环水系统对于发电机组安全运行是非常重要的，华能淮阴电厂以及扬州电厂330 MW 机组都曾因为系统结垢而造成凝汽器真空下降，严重影响机组运行，同时循环水系统又是耗水大户，在水资源日益匮乏的今天，节约用水是发电行业可持续发展必由之路。从华能淮阴电厂2006年3号机组B 修中对凝汽器的检查看，凝汽器水侧内部结垢严重，垢层厚度达到1 mm 以上，不得不采用机械方法进行清除，这是光注重提高循环水的浓缩倍率，但处理措施不当所致。华能淮阴电厂经过几年的探索，总结出了一套循环水系统的优化运行控制经验。从近年来机组大小修凝汽器的检查情况来看，基本无结垢和腐蚀现象，同时凝汽器的真空及端差等指标均处于较好的水平。由于提高了浓缩倍率，2010年新鲜水取水量较2006年下降了约30%以上，节约了水费近300 万元。本文拟对电厂循环水系统的优化运行控制经验作一概述。

1 循环水系统结垢的原因分析

经对华能淮阴电厂3号机组B 修中对凝汽器的垢层取样分析，垢呈灰色，主要成分为碳酸钙、二氧化硅、有机物等，分析主要有循环浓缩倍率、原水预处理、微生物代谢产生粘泥等几方面的因素。

1.1 循环水的浓缩倍率的控制

华能淮阴电厂冷却塔补充水的Cl－含量一般在40～50 mg/L，钙硬在1.5～2.5 mmol/L，全碱度在2～3 mmol/L，经用指数判断该补充水为偏腐蚀型的水，但当浓缩4 倍后经计算为严重结垢型的水。华能淮阴电厂凝汽器管材为304 不锈钢，要求循环水的Cl－含量最好在200 mg/L 以下，所以循环水的浓缩倍率应控制在4.0 左右，此时通过冷却塔的排污门来控制循环水的钙硬在8～10 mmol/L。据西安热工研究院分析结果，循环水浓缩倍率在2.29 以上必须要加酸处理，这样才能达到阻垢的目的。而2005年－2006年华能淮阴电厂3号机组在未加酸的情况，浓缩倍率2.5 左右，这样必然导致结垢，同时浪费了大量的新鲜水。

1.2 原水预处理效果

华能淮阴电厂的原水预处理设备是机械加速澄清池，共4 台，每台出力1330 t/h，原水经机械加速澄清池澄清后补入冷却塔，从而进入循环水系统，从2005年6月至2006年3月期间，由于加矾管的接口在原水母管上，采用镀锌管与母管相接，导致加矾管的接口在运行不到半年就开始出现了腐蚀，经常性地出现漏矾，导致机械加速澄清池的出水浊度较大，补充到循环水系统后，必然产生较多的泥垢。

1.3 微生物新陈代谢所产生的粘泥

由于循环冷却水的水温、光照条件和营养物质都适合于微生物的生长，循环水中微生物的种类和数量比一般天然水中的还要多。这些微生物会形成粘泥，导致系统产生污垢及腐蚀。

2 循环水系统的优化运行控制措施

2.1 控制好循环水的加药处理

通过加入硫酸及缓蚀阻垢剂等手段，控制循环水的pH 值在8.0～8.5，全碱度在5.0 mmol/L 以下，钙硬在8～10 mmol/L 左右，阻垢剂的加药量在4 mg/L 左右。冷却塔的杀菌原设计采用电解饱和食盐水产生次氯酸钠，这种方法有以下几个缺点:人为地增加了循环水中的氯离子含量，循环水的浓缩倍率的控制要减小;次氯酸钠只有在酸性的条件下，杀菌效果较好，其本身杀菌效果差;设备缺陷较多，维护量大，配药的工作量很大。

根据以上情况，日常杀菌采用氧化性的溴类杀菌剂，在澄清池入口流道中放入固体溴类杀菌剂，采用自然溶解的方法来对澄清池及冷却塔等进行杀菌;另外当塔池立柱上青苔长至5 cm 左右时加入异噻唑啉酮来控制循环水的微生物，加药量150 mg/L左右，取得了较好的效果。

2.2 改造了机械加速澄清池的加药方式

原机械加速澄清池的加药点采用镀锌管与母管焊接相连，由于焊接处腐蚀造成药液泄漏而影响机械加速澄清池的出水水质，为此将机械加速澄清池的加药点由原来的原水母管改为机械加速澄清池入口的配水井，直接采用橡胶管插到水流中，事实证明，这种加药方式保证了机械加速澄清池的出水水质，一般可达到小于3FTU，但要注意通过控制机械加速澄清池的排污而使澄清池的二反沉降比在10%～15%。二反沉降比太高会引起澄清池的泥渣上翻到清水区;二反沉降比太低则既浪费水又容易造成澄清效果变差。

2.3 控制好循环水的浓缩倍率

华能淮阴电厂3号机冷却塔和4号机冷却塔是通过塔池联络门相连，正常情况下塔池联络门是处于全开状态，这两个塔池的水质应该基本一致，实际上塔池的水质与其补水量有着直接的关系，补水量大的塔池循环水的浓缩倍率比补水量小的塔池循环水的浓缩倍率有时要小1.5 以上，不仅导致大量水的浪费，而且易引起结垢、腐蚀，应尽量保持各塔池补水量的一致。

另外还要注意脱硫等其他系统复用循环水的数量。脱硫、冲洗用水要尽可能维持二、三期循环水的水量基本一致，不出现二期或三期用水量过大而导致循环水的水质无法维持一定的范围内。每天对循环水的水质进行全面测定，根据测定结果，及时调整塔池补水、排污门的开度。

2.4 合理调节冷却塔的内围配水

减少冷却塔的内围配水，可明显地减少塔池的蒸发量，从而减少塔池的补水，但是冷却塔的水温会上升，凝汽器的真空会下降，一般在天气较冷的季节可关小冷却塔的内围配水，可节约大量的新鲜水，但在气温较高时，必须开大冷却塔的内围配水。

2.5 加强凝汽器胶球清洗工作

每天早班投入凝汽器的胶球清洗，提高了凝汽器钢管的清洁度。

2.6 机械清除塔池内的污垢

利用机组大小修的机会，将塔池水放空后清理，一般在每年夏季来临前清理一次。

3 结语

针对华能淮阴电厂敞开式循环水系统的出现的结垢、腐蚀问题，实施了一系列优化运行控制措施。实践证明，优化措施可在确保机组几乎不发生结垢、腐蚀的前提下，提高浓缩倍率，节约大量发电用水，既保证华能淮阴电厂的凝汽器真空及端差均始终维持在较好水平，又保障机组的安全稳定运行，还取得了可观的经济效益和社会效益。

［1］黄慧群，张成义，葛小玲，等.电厂循环冷却水处理及节水措施［J］.硅谷，2009，(20):130.

［2］赵淑敏.电厂循环冷却水处理的研究［J］.冶金动力，1989，(4):38－42.

［3］张广文.国华电力公司部分所属电厂循环冷却水处理现状和改进的研究［J］.热力发电，2008，(3):88－90.

［4］鲍其鼐.我国冷却水处理剂廿年［J］.工业水处理，2000，20(增刊):5－8.