循環(huán)水系統加酸的應用

石油化工應用2006年第5期循環(huán)水系統加酸的應用馬麗萍銀川熱電有限公司寧夏750001)摘要:火力發(fā)電廠(chǎng)的水量消耗主要是循環(huán)冷卻水系統的燕發(fā)和排污損失水量?？梢栽诒ＷC循環(huán)水系統穗定性運行情況下提高循環(huán)水的濃牖倍率,減少補充水量損耗,當補充水水質(zhì)變差或為提高循環(huán)水濃編倍率,適當采取加酸方法減少補宄水量,節約新鮮水使用量,避免設備結垢,使杋組帶負荷能力提高,經(jīng)濟效益明顯提高。關(guān)鏞詞:循環(huán)水;加酸處理;濃縮倍率;經(jīng)濟效益中圖分類(lèi)號:O656文獻標識碼A文章編號:1673-5285(2006)05-0049-004循環(huán)水系統加酸,一般可使用硫酸或鹽酸,但在實(shí)1概述際處理中多使用硫酸。硫酸和鹽酸處理性能的比較見(jiàn)銀川熱電有限責任公司一期總裝機容量為12.5表1MW×2,單機組循環(huán)水量2400m/h,電廠(chǎng)補充水為深表1硫酸、鹽酸處理性能的比較井水建有2600m3的工業(yè)蓄水池。在循環(huán)水系統運行硫酸過(guò)程中,其水量有以下幾種損失:蒸發(fā)、風(fēng)吹泄漏和排處理費用污等,所以循環(huán)水系統需要不斷補充新鮮水。運輸、儲存不要求設備防腐要求設備防腐但由于補充水量短缺,且水質(zhì)變差隨之濃縮倍率對黃銅的侵蝕性腐蝕性強反應生成物有形成CaSO4的可能溶解度很大增大,循環(huán)水中的含鹽量、電導率、有害離子濃度對普通硅酸鹽(Ca2、堿度、Cl-、SO2等)也隨之增加。必然會(huì )加劇SO42“達到一定程度時(shí),有水泥的侵蝕性凝汽器銅管的結垢及腐蝕趨勢,嚴重時(shí)將影響機組的安全經(jīng)濟運行。2補充水水質(zhì)分析為了補充水量提高循環(huán)水濃縮倍率(循環(huán)水中鹽類(lèi)的濃度與補充水中鹽類(lèi)濃度之比),向循環(huán)水系統中循環(huán)冷卻水系統要求補充水的水質(zhì)應符合《工業(yè)加酸可將水中的碳酸鹽硬度轉化為非碳酸鹽硬度,將循環(huán)冷卻水處理設計規范》CB50050-95標準規定要暫時(shí)硬度轉化為永久硬度,防止循環(huán)水濃縮時(shí)析出碳求。我廠(chǎng)補充水[HCO3l/[Ca2](以CaCO3計)=酸鈣。另外,反應中生成的游離CO2,有利于抑制析出1.67:1.0,是負硬度的水質(zhì)并且水中的含鹽量很高,碳酸鹽水垢。其反應如下:用于補充水量不足,致使循環(huán)水中的C一般在350Ca(HCO3)2+H23SO4→CaSO4+2CO2↑+2H20700mgL之間波動(dòng)最高時(shí)可達1000mg/L以上。而我Mg(HCO3)2+H2SO4→MgSO4+2CO2↑+2H2O廠(chǎng)凝汽器銅管為HSn70-1A,在設計規范中規定應在中國煤化工收稿日期:2006-06-27CNMHG石油化工應用2006年第5期Cl^<150m/L的循環(huán)水中使用,可見(jiàn)我廠(chǎng)的循環(huán)水水質(zhì)變化見(jiàn)表2。中的Cl遠超出其材質(zhì)耐腐蝕范圍。不同時(shí)間補充水表2補充水水質(zhì)變化pHCa2mg/1c-mg1全堿 mmol/ so:2mg/SsO2 mg/1 Mg2'mg/7.9852.60138.61156.1876.0887.7148.89.431.02006.047.8071.0211.2208.010.628.1表3不同濃縮倍率下循環(huán)水中的離子濃度變化濃蝙倍數1.02.02.52.83.03.23.53.84.04.55.0Ca: mg/L72.8145.6182203.84218.4232.96254.8276.642912327.6364CI": mg/L135.527338.753794406.5433.6474.25514.954260975677.5S0: mg/I87.7175.4219.25245.56263.1280.64306.95333.26350.8394.65438.5堿度(H):mmo/L60812.1615.217.0418.2419.45621.2823.10424.3227.3630.4總溶解國體:mg/L423.58471058.751185.81270.51355.21482.251609316941905.752117.5電導率:s/cm594118814851663.217821900.820792257.2237626732970堿度+C48697212151360.814581555.217011846.8194421872430(以CaCO3計)mg幾L注:上裊中的堿度、Ca2+M堿度計算數值,是假設循環(huán)水中堿度沒(méi)有發(fā)生丟失時(shí)的計算結果。實(shí)際在循環(huán)水的濃縮過(guò)程中,當濃縮倍敷達到一定值后,循環(huán)水中的堿度必然丟失,并增加循環(huán)水結垢趨勢。結垢越嚴重時(shí),堿度丟失越多根據2004年3月補充水分析結果計算不同濃縮50使循環(huán)水中[Ca2]+[HCO3](以CaCO3計)≤倍率下循環(huán)水中的離子濃度變化結果見(jiàn)表3。1200mg/L。濃縮倍率的提高,減少了循環(huán)水的排污水以行業(yè)認同的標準,自然pH值運行時(shí)[Ca2]+量,節約了大量的新鮮水;同時(shí)使循環(huán)水的pH值小于[HCO3](以CaCO3計)一般不超過(guò)100ng/L。根據以臨界pH值在阻垢緩蝕劑的作用下,可以確保機組在上計算分析,我廠(chǎng)循環(huán)水N=2.5倍時(shí),[C2]+較高的濃縮倍率安全經(jīng)濟穩定運行。[HCO3](以CaCO3計):1215mg/L;當循環(huán)水N=2.83循環(huán)水系統加酸量的計算倍時(shí)[Ca2]+[HCO3](以CaCO3計):1360.8mg/L通過(guò)結垢指數計算結果判斷循環(huán)水在N=2.5時(shí)加酸量有兩種計算方法:其一,按補充水量計算已經(jīng)是嚴重結垢性水質(zhì),當溫度升高或濃縮倍數N=降低補充水的堿度;其二,按循環(huán)水排污水量計算,主3.0或N=3.5時(shí),循環(huán)水將變?yōu)楹車(chē)乐亟Y垢性水質(zhì)。要是考慮水處理藥劑的極限穩定堿度。由于實(shí)際操作此時(shí),單靠水質(zhì)穩定劑對水質(zhì)進(jìn)行穩定處理已經(jīng)很難過(guò)程中循環(huán)水的排污水量是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,準確做到。所以必須考慮阻垢緩蝕劑加酸聯(lián)合處理,這是計算比較困難,所以按補充水量計算加酸量比較常用,實(shí)際運行中比較經(jīng)濟的處理方式。并且也比較科學(xué)其處理方式為在補充水中加入部分98%的硫酸,3.1蒸發(fā)水量《工業(yè)循環(huán)水冷卻設計規范》CB中和掉部分補充水的堿度使補充水的堿度在2.0~75010YH中國煤化工計算方法。蒸發(fā)水2.5mmo/L,就可以使循環(huán)水濃縮倍率提高到4.0~量是CNMH速)冷卻水溫差、石油化工應用2006年第5期循環(huán)水量等影響的值。在同一個(gè)季節,基本相同條件有較好節水器的冷卻塔一般為0.1%~0.15%。下,其蒸發(fā)水量基本是一個(gè)定值。3.3排污水量、補充水量假設風(fēng)吹損失量忽略不自然通風(fēng)冷卻塔蒸發(fā)水量E,E=K·AtR時(shí),則△t-循環(huán)水上下塔的溫度差;K一與大氣溫度有排污水量B(m3/h):B=E/(N-1)關(guān)的系數;R循環(huán)水量,m3/h(以下按雙機組R=補充水量M(m3/h):M=E+B4800m3/h計算)。公式中寧夏地區一般情況下:夏季K舉=0.155;春秋E—蒸發(fā)水量(m3/h);K平均=0.13;冬季K平均=0.10。N一濃縮倍數。32風(fēng)吹損失水量風(fēng)吹損失量D(m3/h):D=以2004年3月補充水水質(zhì)計算,不同濃縮倍率下(0.1~0.25)%·R的排污水量、補充水量見(jiàn)表4。自然通風(fēng)冷卻塔一般風(fēng)吹損失量相對較大,但加表4不同濃縮倍率下的排污水量及補充水量(m/h)春季循環(huán)水量:4800m3/h濃縮倍數N1.5蒸發(fā)水量E43.6843.6843.6843.6843.6843.6843.68△t=7℃排污水量B87.3643.6829.1221.8417.4714.5612.48補充水量M31.48.367286.526.155:245.165634加酸量的計算循環(huán)水加酸處理,一般是以阻垢N一濃縮倍率緩蝕劑能夠穩定的極限碳酸鹽為極限。所以一般也常19-1/2H2SO4的摩爾質(zhì)量(g/mol)。以極限碳酸鹽堿度為計算。用極限碳酸鹽堿度的計算正常處理時(shí),在補充水中加入硫酸的量,按下式計方法如下。算初次處理時(shí),第一次加酸量計算:10-3,kg/h式中:m2一補充水中硫酸加人量(kg/h);式中:m1一加酸量(kg);B循環(huán)水系統補充水量(m3h);V一循環(huán)水系統保有水量(m3);根據2004年3月的補充水水質(zhì),以每天的補充水工業(yè)硫酸純度,一般(98%);量,計算中和掉不同補充水堿度時(shí)所需要的加酸量見(jiàn)M一補充水碳酸鹽堿度(mmo/L);表5。Mπ—循環(huán)水極限碳酸鹽堿度(mmol/L);表5中和掉不同補充水堿度時(shí)所需要的加酸量濃縮倍數N補水量M(m3/每天1572.481467.61397.761347.841310.4中和2.0mmd/L堿度加酸量kg中和2.5mmo/L堿度加酸量,kg183.44中和30mm兒L堿度加酸量,kg中和3.3mmo/L堿度加酸量,kg中和3.6mo/L堿度加酸量,kH中國煤化工CNMHG石油化工應用2006年第5期根據目前我廠(chǎng)的補充水情況,如果將補充水堿度SO42-<4000mg/L時(shí),弱侵蝕;當SO2->5000mg/L中和掉30-3.6mmoL/L,可以保證機組在循環(huán)水濃縮時(shí),強侵蝕。所以在選擇加酸處理時(shí),在考慮可行性、倍數為40-5.0時(shí)穩定運行。根據每天補水水質(zhì)的經(jīng)濟性的情況下還必須注意SO42過(guò)高對混凝土的侵變化,適時(shí)調整加酸量,有效控制循環(huán)水水質(zhì),保證機蝕性因素。組經(jīng)濟、安全運行。另外,水處理藥劑使用的上限不能單從Cc2"]+4果取加酸處理后的經(jīng)濟性分析[HCO3](以CaCO3計)小于某數值表示,而必須同時(shí)由于補充水水質(zhì)變差補充水量不足,在沒(méi)有采取注意循環(huán)水中[C2JCo2的比例。循環(huán)水中加酸處理前,造成循環(huán)水水質(zhì)惡化從而導致凝汽器銅[ca]+[HC]以及[ Ca/HCO0]對水處理管形成硬態(tài)污垢,致使汽輪機真空下降,單機帶負荷只藥劑的性能有很大影響。有9000KW·h,每天少發(fā)電量經(jīng)濟損失約35280元在循環(huán)水系統釆取加酸處理時(shí),還必須注意如果自2005年3月28日開(kāi)始進(jìn)行循環(huán)水系統加酸處理,加入硫酸使循環(huán)水中SO2過(guò)高會(huì )侵蝕混凝土,在《水每天的補水量加酸量經(jīng)濟對比見(jiàn)表6(以下按深井水利水電工程水質(zhì)評價(jià)標準》中規定對于抗硫酸鹽水010元/噸;98%H2S04750元/噸計算)。泥當SO42-<3000mg/L時(shí),無(wú)侵蝕;當3000mg/<衰6不同的濃縮倍數所需補水量加酸量補水量(m3/d)加酸量(Kgd)金颥(元)2.0096.641397,765.01310.4231.15304.4通過(guò)控制硫酸的用量使得循環(huán)水在偏堿性條件量其環(huán)保效益和經(jīng)濟效益十分明顯。下運行,同時(shí)再加入阻垢緩蝕劑,就可以保證在較高的濃縮倍數下運行不結垢,機組腐蝕趨勢降至最小,從長(cháng)參考文獻遠考慮,就機組得以滿(mǎn)負荷運行這一項其經(jīng)濟效益也[1]高秀山火電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水處理[M]北京:中國電力出是十分可觀(guān)的。版社.2002年[2]周軍,賽照英綠色防垢技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版5結束語(yǔ)社.2004年[3]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,循環(huán)水系統加酸處理后,有效改變循環(huán)水水質(zhì),在200保證機組安全經(jīng)濟運行情況下,適當提高了循環(huán)水的[4]工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規范GB500-95.[s]濃縮倍率,節約了新鮮水使用量,同時(shí)減少了排污水[5]工業(yè)循環(huán)水冷卻設計規范GB/T50102-200.(中國煤化工CNMHG