苇湖梁电厂循环水加酸可行性分析

张莉（新疆华电煤业有限公司，新疆乌鲁木齐830017）

苇湖梁电厂循环水加酸可行性分析

张莉
（新疆华电煤业有限公司，新疆乌鲁木齐830017）

通过对苇湖梁电厂循环水质及循环水构筑物水泥耐受硫酸盐分析，详细阐述由于水质和循环水构筑物耐受硫酸盐问题，导致循环水加酸工艺无法在该厂开展实施的具体原因。

循环水； 加酸； 阻垢剂； 硫酸盐； 侵蚀

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2015.02.007

0　引言

苇湖梁电厂目前循环水采用加入阻垢剂+缓蚀剂的处理方式，控制浓缩倍率≤3.0倍运行。在冬、秋、春季，因环境温度低，水塔日蒸发量相对夏季少一些。按目前的运行方式，能够较好的满足冬、秋、春季的运行要求，但在夏季时，因环境温度高，冷却塔蒸发量非常大，导致水塔补水量也很大；再加上在夏季时，上游蓄水池时常出现水位低的情况，导致水塔无法正常换水，进而影响到整个循环水系统的运行水质，加大了凝结器内铜管结垢腐蚀的可能性。为了避免出现凝结器严重结垢影响机组正常运行。在夏季时提高循环水浓缩倍率，是解决夏季用水紧张的有效途径。

根据安评专家建议及查阅相关资料以及结合目前国内电厂循环水处理方式，拟采用阻垢剂+硫酸的联合处理方式，使目前的循环水浓缩倍率进一步提高至≤4.0倍运行，以满足循环水在夏季严重缺水条件下的安全稳定运行。

1　加酸处理原理

循环水加酸处理是将水中碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度，以防止生成碳酸盐水垢的一种处理方法。通常采用加入硫酸，若加入盐酸会带入Cl－，增加循环水中的总的Cl－含量，容易造成耐Cl－性较差的铜管的腐蚀，故一般不采用；加硝酸会带入NO3－，导致硝化细菌繁殖，且成本较加硫酸贵，也很少采用；硫酸在储存和运输也较盐酸和硝酸安全方便，故在循环水的加酸处理运行过程中，硫酸得到了广泛的应用。硫酸与水中重碳酸盐硬度的反应如下：

反应生成的游离CO2，有利于抑制碳酸钙水垢的析出，而且整个反应中生成的CaSO4溶解度较大（0 ℃1750mg/L），所以加硫酸处理可以防垢和提高浓缩倍率。

2　循环水加酸处理的可行性分析

2.1加酸前后水质分析

目前，苇湖梁电厂循环水补充水采用当地自来水作为补充水源，其补充水水质见表1。

表1　循环水补充水水质情况

由以上数据可以看出补充水总体硬度3.82mmol/L属于中等硬度水。补充水中的碳酸盐硬度相对偏高。若循环水采用加酸处理控制浓缩倍率在4.0倍以下，此时作循环水中CaSO4水垢析出判断：

根据溶度积原理［1］

其中

式中 ［Ca2+］x—循环水中Ca2+浓度，mg/L；

［Ca2+］B—补充水中Ca2+浓度，mg/L；

［SO42-］x—循环水中SO42-浓度，mg/L；

［SO42-］B—补充水中SO42-浓度，mg/L；

φ—浓缩倍率；

ΔHT.B—补充水酸化前后碳酸盐硬度含量的差值。

则有：［Ca2+］x.［SO42-］x

=535.96×238.4

=127772.37＜5×105～5×106

注：5×105～5×106为一经验数据［2］。

由以上计算结果可以看出，循环水加酸处理后，即使在不添加阻垢剂的情况下也完全可以浓缩至4倍，而不结垢。

循环水加硫酸处理，浓缩至4.0倍时，水质情况见表2。

表2　运行中循环水水质情况

2.2目前凝汽器管材适用水质及允许流速分析

目前#2机使用的凝汽器管才为HSn70-1锡黄铜管，空抽区采用部分不锈钢管。HSn70-1是国内外淡水中使用的较广泛的一种管材，要求运行水质中溶解固形物含量＜1000mg/L、氯离子＜150mg/L。其耐冲刷腐蚀性能较差，在管子表面有沉积物的情况下容易发生点蚀。管内流速最高不超过2.2m/s最低不得低于1.0m/s。在对HSn70-1铜管进行镀膜处理后，溶解固形物含量可提高到1500mg/L［3］，氯离子含量可提高到200mg/L［4］。在定期镀膜到位的情况下，使用寿命较长。空抽区使用的不锈钢管其所能适用水质及允许流速均优于目前使用的HSn70-1锡黄铜管。目前#1机凝结器使用的管材情况不明，但根据#1、#2机循环水长期运行情况看，#1机管材为进口，其运行情况一直优于#2机循环水使用的铜管。

结合浓缩后水质情况分析可以看出循环水加硫酸浓缩至4倍时，水中Cl-含量126.44 mg/L接近#2机凝结器采用的Hsn70-1普通锡黄铜管所能耐受Cl-含量的极限值150mg/L。电导1600us/cm，实际上此值偏小，正常运行后估计会接近2000us/cm，则水中的溶解固形物可能会超过1000mg/L，这将会极大的影响普通加锡黄铜管凝结器的安全运行，所以在采用加酸处理前，建议对#1、#2机凝结器进行硫酸亚铁镀膜处理，以提高在高浓缩倍率下，凝结器中采用HSn70-1锡黄铜管对水质的适应能力，提高凝结器的安全稳定运行。

3　硫酸盐对循环水系统侵蚀性分析

该厂循环水补水SO42-含量一般在110mg/L上下波动。在采用加酸处理后，循环水硫酸盐含量会大幅攀升。当水中硫酸盐含量较高时，会造成普通水泥的侵蚀。根据我国《水利水电工程水质评价标准》中规定，硫酸盐对混凝土结晶性侵蚀判断标准如下：

表3　硫酸盐对混凝土结晶性侵蚀判断依据

若循环水补充水中碳酸盐硬度全部转化为非碳酸盐硬度作近似计算，则浓缩倍率达到4.0倍时，循环水中总的SO42-含量为：

SO42-B—补充水中所含的SO42-含量为1.0645mmol/L（2002～2004年6、9月份平均值），mmol/L；

△HT，B—补充水酸化前后碳酸盐硬度含量的差值，mmol/L。

经查证相关资料#1、#2循环水冷却塔及水池在建造过程中使用的为普通标号325#、525#水泥。并未使用抗硫酸盐的P.HSR425、P.HSR525水泥。由所得结果可以看出：目前对循环水进行加硫酸处理会对冷却塔及水池造成相当的侵蚀。

4　结语

根据硫酸盐对循环水系统侵蚀性分析不难看出，若目前对循环水采用加酸处理，在长时间运行过程中将会对循环系统造成较严重的侵蚀，可见，因苇湖梁电厂循环水前期土建施工时未考虑采用加酸处理，导致目前苇湖梁电厂循环水不具备加酸条件。要解决循环水浓缩倍率低的问题，目前可以直接采用加大缓蚀阻垢剂剂量的方式，提高循环水浓缩倍率。且乌鲁木齐帕韦尔动力有限公司承诺提供相应的高浓缩倍率阻垢剂。直接采用阻垢剂提高浓缩倍率，避免了加药提高浓缩倍率的同时，因加酸导致向循环水中引入硫酸根。这样以来当循环水浓缩接近4.0倍时，其中循环水中的硫酸根含量根据计算接近400mg/L。要比采用加酸处理时候情况好些。水泥在硫酸根含量400mg/L以下时，也仅仅是处在中等侵蚀范围内，其次采用加大缓蚀阻垢剂剂量提高循环水浓缩倍率不需要对现有设备做任何变动，而加酸需要增加一套设备，并增加防腐日常维护工作。

综合以上分析建议：舍弃原有的加酸处理方式思想，直接在现有设备基础上采用加大缓蚀阻垢剂剂量的方式提高循环水浓缩倍率，满足循环水在夏季严重缺水条件下的安全稳定运行。

［1］齐冬子.敞开式循环水系统的化学处理［M］.北京：化学工业出版社，2001.

［2］李思敏，李富勤.工业用水处理设施设计计算［M］.北京：化学工业出版社，2003.

［3］高秀山.火电厂循环冷却水处理［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［4］唐受印，戴友芝，等.工业循环水处理［M］.北京：化学工业出版社，2003.

Analysis on the Weihuliang Power Plant Circulating Water and Acid Feasibility

ZHANG Li
（Xinjiang Huadian Coal Industry Co.，Ltd，Urumqi 830017，China）

Through the weihuliang power plant circulating water and circulating water structures of sulfate cement tolerance analysis，in detail because of water quality and water circulation structures tolerance sulfate problems，the causes of circulating water by adding acid process can not be carried out in the factory implementation.

circulating water； adding acid； inhibitor； sulfate； erosion

TM621

B

2095-3429（2015）02-0025-03

张莉（1977-），女，河北人，大专，技师。

2015-03-18

2015-04-28