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作者：王绪文，华电新乡发电有限公司，研究方向为电厂循环冷却水处理技术。 在工业用水中，循环冷却水的用量居首位，占工业用水总量的70%以上。工业冷却循环水中，结垢是影响系统安全运行的主要问题之一,控制循环水系统不结垢，提高循环水运行的浓缩倍率，确保机组安全、经济、稳定运行是工业循环冷却水的主要任务之一。目前，添加阻垢剂是最成熟的技术，已经成为控制循环水结垢的最常见的处理方式。近年来，由于水资源的匮乏和水质的不断恶化，为节约用水，其他处理方式如加酸处理、弱酸树脂处理等处理方式通常和添加阻垢剂联合使用，以提高循环水运行的浓缩倍率，采用中水作为循环冷却水的补充水也成为新建电厂首选的水源。由于采用的处理方式不同，各种处理方式的特点决定了现场运行时，对结垢趋势判断的方式不同。 不同处理方式下结垢趋势的判断 1.1 阻垢剂处理 阻垢剂处理方式是目前循环冷却水最常用的一种阻垢方式，其他化学处理方式通常和阻垢剂处理联合使用。 在补充水水源稳定的条件下，未添加氯系杀菌剂时，水质较稳定，现场运行时可以用ΔA＜0.2来控制循环水运行参数。根据《火电厂凝汽器管防腐防垢导则》（DL/T 300—2011），ΔA的定义如式（1）。  1.2 加酸+阻垢剂联合处理 1.2.1 处理方式特点 循环水采用阻垢剂加酸联合处理方式时，由于加酸处理改变了循环水的碱度，碱度的数值不稳定，会在一定范围内波动。此时若选用ΔA作为结垢趋势判断会对结果的准确性造成影响。 1.2.2 结垢趋势判断 未选用氯系杀菌剂，且补充水水源稳定时，循环水运行应控制ΔB＜0.2，以ΔB作为控制循环水日常运行的重要控制指标。根据《火电厂凝汽器管防腐防垢导则》（DL/T 300—2011），ΔB的定义如式（2）。  1.3 补充水弱酸树脂+阻垢剂联合处理 1.3.1 处理方式特点 在一个处理周期内，弱酸树脂处理后补充水出水的碱度（酸度）、硬度、钙离子等水质指标随处理时间而数值不断改变，现场运行控制不能选用常规的ΔA或ΔB作为控制参数。 1.3.2 结垢趋势判断 补充水采用弱酸树脂处理时，必须进行动态模拟试验，确定循环水运行的控制参数。在进行动态模拟试验时，应以弱酸树脂运行若干个周期的混合均匀后的水样作为动态模拟试验用的补充水，试验中以ΔA=0.2作为运行终点。现场运行以动态模拟试验得出的极限碳酸盐硬度（全碱度）作为现场运行的控制参数。 1.4 循环水旁流弱酸+阻垢剂联合处理 1.4.1 处理方式特点 当循环水采用阻垢剂和旁流弱酸联合处理方式时，循环水经过弱酸树脂处理后，同时改变了循环水运行的碱度、硬度，因此，不能以ΔA或ΔB作为控制参数。 1.4.2 结垢趋势判断 采用旁流弱酸处理方式时，必须经过动态模拟试验的论证，给出的循环水运行的控制指标。在进行动态模拟试验时，应特别注意以下几点。 （1）由于循环水水量受季节变化和机组负荷影响，旁流弱酸处理水量占循环水总量的百分比也随之改变，在进行动态模拟试验时，应以夏季最大循环水量为依据，即以旁流处理量最小百分比为试验条件确定运行参数，以最差环境条件来保证现场循环水系统不结垢。 （2）弱酸树脂的运行周期应尽量和现场保持一致。 （3）弱酸树脂出水的重点判断应以设计院设计值为依据。 （4）为防止现场弱酸系统由于某些原因无法投运，应考虑不进行旁流弱酸处理时，循环水运行控制指标。 动态模拟试验很难给出运行可以达到的最高浓缩倍率，但可以根据监测污垢热阻、在一定浓缩倍率下运行后观察凝汽器管表面运行状况等手段判断循环水系统是否结垢。可以参考设计院设计的循环水应达到的浓缩倍率，在进行动态模拟试验时，建议高于设计值，现场运行时以动态模拟试验的极限碳酸盐硬度×0.8作为控制参数。 1.5 使用城市中水作为补充水的循环水控制 1.5.1 城市中水特点 （1）水质不稳定。城市中水的pH、碱度、硬度、钙、氯离子、磷等水质指标不稳定。 （2）中水含有一定含量的磷，作为补充水时，对现场阻垢剂控制造成一定的困难。 （3）城市中水的细菌、氨氮含量较高，控制不好时，pH值会大幅度降低，甚至达到4.0左右。由于氨氮含量高造成循环水运行时pH降低等运行异常，发生故障的情况屡见不鲜。 1.5.2 结垢控制 （1）由于中水水质不稳定，采取以上任何一种阻垢处理方式，均应进行动态模拟试验，根据动态模拟试验结果，采用极限碳酸盐硬度作为循环水的控制指标。 （2）循环水常规的日常监督，通常监测循环水中有机磷来控制加药量。由于中水中含有一定浓度的磷，对现场阻垢剂加药量控制产生一定影响。可以依据补充水量计算阻垢剂加药量。 （3）为防止循环水pH降低，应特别注意循环水的杀菌处理。现场运行控制时，除监测日常的循环水指标外，还应对循环水的pH和氨氮重点监测。 2 存在问题及解决方式 2.1 滴定引起的误差 目前，大多数火电厂在分析测定循环水、补充水碱度、氯离子时通常依据国家标准《工业循环冷却水总碱及酚酞碱度的测定》（GB/T 15451—2006）[7]和《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定》（GB/T 15453—2008）测定，试验过程中对终点颜色的判断会产生误差，武汉大学周柏青等人利用数学微分和国标中的允许差等方式，提出低浓度的氯离子和碱度的补充水，测定误差对ΔA会产生显著影响。为了减小试验误差，周柏青等人建议可以使用电位滴定的方法测定氯离子和碱度，减少滴定终点判断造成的人为误差。 2.2 使用氯系杀菌剂 循环冷却水日常杀菌处理是一项必不可少的工作，循环水常选用氧化型杀菌剂，氯系杀菌剂如次氯酸钠、二氧化氯、氯啶等是最常选用的杀菌剂。当选用氯系杀菌剂，杀菌剂中带入的氯离子会对浓缩倍率的计算产生影响，进而造成计算△A、△B等数值产生偏差。因此，不能用氯离子作为浓缩倍率计算的依据。运行参数宜采用动态模拟试验给出的循环水的极限碳酸盐硬度作为循环水运行的控制指标。 2.3 水质不稳定 当水质不稳定时，进行动态模拟试验时，会对控制参数的确定产生干扰。对不稳定的水质，对同一批次的补充水应混合均匀。在连续补水、定期排污、水质按批次变化的条件下，应考虑动态模拟装置的循环水容积、每次排污量、排污次数等诸多因素，采取一定的数学模型进行计算。 3 防垢处理日常监督项目频次和控制 为确保循环水系统安全、经济、稳定运行，循环水运行日常化学监督工作显得十分必要和重要。结垢控制的监督项目、频度，如表1和表2所示。   4 结语 循环冷却水是火电厂化学监督工作的重要组成部分，也是确保机组安全、经济、稳定运行的保障。控制循环冷却水结垢是水处理工作者的重要任务之一。水处理工作者应了解、熟悉并掌握循环水各种不同处理方式的特点，根据不同的处理方式对循环水结垢趋势正确判断，并加以控制。 推荐参考 王绪文. 火力发电厂循环冷却水不同处理方式下结垢控制探讨[J].净水技术,2017,36(8):94-96. Wang Xuwen. Exploration on different scale control methods for recirculated cooling water in power station[J]. Water Purification Technology, 2017,36(8):94-96.  |
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