對電廠循環(huán)水濃縮倍率的控制和銅管防垢分析

康智勇 孟凡林

（山東新汶熱電有限公司，山東 新泰 271219）

電廠凝汽器的作用是將汽輪機做過功的蒸汽冷卻為純凈的凝結水，重新供給鍋爐循環(huán)使用。電廠循環(huán)水作用就是作為凝汽器冷卻熱交換的介質。

山東新汶熱電有限公司電廠地處新汶礦業(yè)集團，循環(huán)水的補充主要是采用礦井水。以礦井水作為循環(huán)水補水來源，礦井水為煤系砂巖，侏羅紀砂巖，礦井水水質以HCO3-Ca、HCO3-Mg型為主，主要含煤粉、巖粉等，礦井水礦化度高。結垢產物主要為 CaCO3、MgCO3等鹽類。

提高循環(huán)水濃縮倍率達到節(jié)水目的和防止凝汽器結垢如果能夠取得一個平衡點，將會在降低運行成本的基礎上使凝汽器具有很好的熱交換能力，提高機組效率。

1 濃縮倍率和銅管結垢的關系

循環(huán)水濃縮倍率通常將循環(huán)水中的Cl-濃度和補充水中Cl-濃度的比值，是體現(xiàn)循環(huán)水水質的一個重要指標。濃縮倍率高，運行過程中凝汽器銅管結垢速度快，濃縮倍率低，結垢速度慢。而銅管結垢一類為水垢類：CaCO3等鹽類附著在銅管表面。另一類為粘泥類：主要是泥沙，藻類附著在銅管表面。

2 影響濃縮倍率的因素

循環(huán)水在循環(huán)冷卻過程中，會因蒸發(fā)、泄露和排污等損失部分水量。為了使冷卻系統(tǒng)保持所需的循環(huán)水量，在運行中應不斷補充新水，在水質濃縮的過中，Cl-不會產生沉淀，其濃度的變化與水發(fā)生濃縮的倍數是成比例的，而補充的新水濃縮倍率小于現(xiàn)有的循環(huán)水濃縮倍率，大量補水就可以降低循環(huán)水的濃縮倍率。

3 水垢產生和影響

循環(huán)水在運行過程中不斷蒸發(fā)和濃縮使得循環(huán)水中的含鹽量不斷增加，濃縮倍率增大，堿度不斷上升，超過正常堿度后，導致重碳酸鹽類開始不斷分解，碳酸鎂、碳酸鈣的濃度超過了飽和極限濃度從而開始發(fā)生沉淀。

隨著運行周期的延長，水垢就會逐漸累積形成垢膜，附著在凝汽器銅管的表面，通常水垢的導熱能力為影響熱交換。

4 濃縮倍率的確定和控制

從節(jié)水的角度來講，濃縮倍率在1.5～2之間為高效節(jié)水區(qū)；在2～3之間為效益明顯區(qū)；在3～4時為節(jié)水效益區(qū)；當濃縮倍率＞5時，節(jié)水效果不明顯。因為過高的濃縮倍率會增大結垢或腐蝕的風險，過低的濃縮倍率又需要補充大量新水，造成用水成本的提高。確定合理的控制范圍，一般需要進行相應的試驗來配合。我公司濃縮倍率值確定在1.8-2.3之間，而實際運行當中濃縮倍率控制在1.8左右需要補充的井下水的量是控制2.3時需要補充水量的一倍。將濃縮倍率保持在一個較高的水平運行，能減少大量的補水和排污。

在高濃縮倍率下運行時可以節(jié)約大量的補水降低生產成本，但必須要解決結垢、沉淀物等問題。因此首先要確定循環(huán)水系統(tǒng)的高濃縮倍率運行和預防方案。

5 控制濃縮倍率在合理的范圍

（1）增加循環(huán)水化驗次數，根據化驗結果調整補水量和排污的量，避免過度補水和排污造成的水資源浪費。

（2）旁流處理：旁流處理就是從循環(huán)水中引出一部分水進行處理，然后將處理后的水再返回循環(huán)水系統(tǒng)。主要的旁流處理工藝有旁流過濾和旁流軟化，其中旁流過濾是最常用的一種。通常采用的旁流過濾的設備為重力無閥過濾器。旁流過濾的水量一般為循環(huán)水量的1%-5%。旁流軟化處理的目的是去除循環(huán)水中的暫時硬度，降低CaCO3的過度飽和。旁流軟化處理可以采用石灰軟化或弱酸離子交換軟化工藝，軟化處理量大約為循環(huán)水量的0.5%左右。

6 預防銅管結垢

加酸處理：通常使用硫酸，主要是解決CaCO3結垢問題。通過加酸，降低循環(huán)水中的重碳酸鹽濃度，控制水中的碳酸鹽硬度不超過極限碳酸鹽硬度。

加水質穩(wěn)定劑：水質穩(wěn)定水質穩(wěn)定劑在循環(huán)水處理中是最常見的方法。添加阻垢劑阻止碳酸鹽垢類的形成。我廠目前采用的是合成的水質穩(wěn)定劑，除了具有高效的防垢能力外，還有防腐蝕、殺菌的作用。合成的水質穩(wěn)定劑的成分需要廠家根據循環(huán)水的化驗結果，調整配方。

定期膠球清洗：每天或者每班對凝汽器銅管進行膠球清洗，可以有效去除銅管內壁粘泥類的垢，對鹽類水垢的去除能力有限，但是可以延緩結垢的速度。

機械和化學清洗∶雖然通過各種方法可以減少銅管內水垢的形成，但是水垢的形成還是不可避免的，因此定期的對銅管進行清理還是很有必要的。常見的兩種方法都可以很有效的去除水垢。機械清洗：一般采用高壓水沖洗方法。優(yōu)點是對銅管沒有腐蝕性，對結垢松散的水垢，整根銅管堵塞有很好的疏通性。缺點是對質地緊密的水垢清除不徹底。化學清洗：一般采用鹽酸清洗，將鹽酸通入凝汽器水循環(huán)系統(tǒng)內，用鹽酸泵使其在銅管內部循環(huán)，鹽酸與水垢發(fā)生化學反應達到軟化、去除水垢的目的。優(yōu)點在于對質地緊密的水垢有較強的軟化能力。缺點是鹽酸會對凝汽器內金屬部分造成一定的腐蝕，并且鹽酸本身是一種強腐蝕性易揮發(fā)的液體，對人體可能造成傷害。如果有條件的話兩種方法結合使用會去的分成好的效果。

7 總結

提高循環(huán)水濃縮倍率研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義，是火電廠節(jié)約用水的關鍵，它帶來的經濟效益和社會效益都是明顯的。應根據具體情況，因地制宜，盡可能地使循環(huán)水冷卻系統(tǒng)在合適的較高濃縮倍數下運行。