循环水控制系统可靠性提升

马金涛 李强 郑杰

摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，电力行业发展也是突飞猛进。化学腐蚀结垢工作是电厂的主要工作之一，目前，湿冷机组及大部分空冷机组均配置有工业循环水系统，通过自然冷却或机力冷却方式完成对循环水二次冷却，冷却后温升水大部分或全部返回至循环水塔（湿冷水塔或机力通风塔）进行循环冷却使用。循环水分为闭式与开闭循环水两种，敞开式循环冷却水系统用水量占电厂总用水量比例较大，近年来，随着淡水资源的日益紧张与节约用水日益成为社会共识，提升循环水浓缩倍率、进行排污水回用成为循环水运行新趋势。

关键词：循环水;控制系统;影响因素;控制策略

1.循环水控制系统影响因素

1.1水质影响

循环水系统补充水，有地表水（受到污染或未受到污染）、地下水、二级城市中水等，水质差异较大，即使相同类型水源，因地域、时间不同其水质差别也很大。补充水水质不同，经过浓缩后循环水水质也各不相同，循环水中的悬浮物、碱度、硬度等都影响循环水的水处理效果。（1）悬浮物影响。一般水处理药剂阻垢效果随水中悬浮物含量增加而降低，但不同配方的水处理药剂降低幅度不同，当水中悬浮物含量增加时，同一配方水处理药剂阻垢性能呈现一定幅度降低，悬浮物含量对水处理药剂阻垢效果影响较大，并且吸附消耗药剂。所以，循环冷却水系统应尽可能降低悬浮物含量。（2）碱度的影响。水质中碱度大小，与碳酸钙水垢析出具有直接关系。一般情况下，在同一配方水处理药剂和相同使用浓度条件下，当补充水碱度不同时，达到极限碱度不同。当补充水碱度较低时，循环水碱度相应也较低，但对应的极限浓缩倍率则较高;当补充水碱度较高时，循环水中的碱度也较高，但对应的极限浓缩倍率则较低。当补充有城市中水时，有时会发生特殊的变化。（3）钙离子的影响。在补充水碱度相同时，一般循环水极限浓缩倍率随补充水中钙离子含量增加而降低。但有时应注意碱度和钙离子的比值变化幅度影响。

1.2设备腐蚀

设备腐蚀主要包括废水储存设备内壁腐蚀、废水管道腐蚀等。造成腐蚀的原因是管道遇到酸性废液或者碱性废液发生化学反应，对管壁内部接触面进行腐蚀。为了减少腐蚀，很多企业采取耐腐蚀材料涂抹在上面，降低了腐蚀的速度，但管道仍存在随时爆裂的风险。

1.3水质稳定剂的影响

目前国内水处理药剂单体种类很多，水处理稳定剂复配可有多种组合与选择。循环水质条件各不相同，需根据具体水質、循环水运行工艺选择适宜水处理药剂，一般应依据原则：（1）阻垢效果好。（2）化学稳定性好。（3）协同性能好。

2.循环水控制系统可靠性提升策略

2.1锅炉补给水处理

传统的锅炉补给水技术如离子交换技术运行成本昂贵，操作性差，而且在废水排放上存在很大的不足。废水排放不达标则给环境带来严重影响。与传统的离子交换、混凝和沉淀技术相比，反渗透膜除盐技术大大提高了水处理效率，降低水处理成本。经过不断的研究与实践，现如今改革的膜除盐技术，不仅可以良好的解决经济上带来的压力，而且操作简单，速度和质量上都有了一定的保障。同时使用膜除盐技术对污染环境的问题得到了巨大改善。大大减少了对环境的影响。

2.2 PH值会影响反渗透膜通量

电厂化学水处理工作过程中对双模工艺的合理应用，可以很清晰地了解化学水的PH值会影响膜的通量，所以为了确保准确的实验结果，需要科学分析PH值与浓缩系数的变量情况，并运用科学合理的分析方法对数据变化情况进行综合考量，以便为双膜工艺的处理水平奠定基础。实验结束后，在对实验数据进行分析的过程中，可以发现，如果化学水的PH值下降，相应的浓度系数就会上升，只要可以达到以上的任意条件，都会发生膜通量减少的情况，这说明浓缩系数与膜通量之间是反向比例关系。而且，在双膜工艺进行过程中，当浓度增加时，还会导致不溶于水的物质其饱和度有所增加，影响膜的渗透性，造成管道堵塞。

2.3双膜工艺技术的产水率提升

通过双膜工艺实验可以看出，理论上说双膜工艺的产水率可达到1-0.25，但实际上，在经过大量的实验工程后，基本上可以得出这样的结论：双膜工艺的产水率会随着时间的增长而逐渐降低产水率的增加速度。具体来说，当膜蒸馏的单元产水率增加后，双膜工艺的整体产水率也会上升，基本上可以达到95%左右，甚至还有可能更多，但是，如果膜蒸馏时间过长，也会导致原本产水率下降，产水量的增长速度会随着时间越长而增长越慢。

2.4反渗透膜的防护措施

（1）更换已经被氧化的组件。因为反渗透膜的氧化具有不可逆特点，为保障锅炉补给水系统稳定运行，同时保持除盐水的高质量供给，要求替换为一级一段模块。（2）加强原水中残留余氯的检查。将超滤产水控制在合格的范围内，同时探头需要半年进行一次更换，保证在线数据的准确性，为后续工作的开展提供支持，对于电厂使用的亚硫酸氢钠还原来水中的余氯。在实际应用中，由于亚硫酸氢钠溶液具有不稳定性，很容易被空气氧化，最终无法达到应用的效果，因此建议使用亚硫酸氢钠溶液每日配1次药剂，同时做好加药箱清洁。（3）控制好清洗的强度。继续要做好清洗次数的控制，同时也需要做好温度的控制。对于过滤介质，也必须要做到定期更换。构建污泥在线监测系统，定期进行数据信息的采集，掌握污泥指数的情况，进而采取相应的控制措施。

结语

火力发电厂是工业耗水大户，而敞开式循环冷却系统用水又占到电厂总用水量的40%-70%，循环冷却水是电厂用水量主要组成部分，因此循环水水质好坏直接关系到凝汽器及各冷却换热器的结垢与腐蚀问题，是火电厂机组安全可靠运行必须给予足够重视的基础条件之一。通过上述对电厂循环水化学腐蚀结垢影响因素分析与控制研究，做好循环冷却水腐蚀结垢各类形成因素的规避与控制，做好水质稳定剂、缓蚀剂、杀菌剂等水处理药剂的动态模拟试验与药剂筛选，根据各自电厂实际制定一套行之有效的循环冷却水处理方案是很必要的，对确保电厂循环冷却水系统的长周期、安全、经济运行具有重要的意义。

参考文献

[1]鲍其鼐.循环冷却水处理30年[J].工业水处理，2020（7）：7-9.