东北郊电厂试验报告草稿0403.docx

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东北郊电厂试验报告草稿0403

前言

天津市东北郊热电厂是华北地区第一个利用再生水、冲灰水，集脱硫、脱硝、烟塔合一等国际先进电力环保技术于一体的绿色环保工程，对节能减排、发展循环经济起到重要作用。

作为一个集多项环保技术于一体的发电厂，对水处理的要求也不同于传统火力电厂。

鼎泰蓝星公司在电厂有关人员的配合下，查阅了相关的水质检测数据，发现东北郊电厂循环水水质的异常的现象，通过了解现场工况，初步判断是烟气中的杂质进入造成的。

据此，我们制订了合理细致的试验方案，对循环水处理药剂重新进行优选试验，制定出最适合该系统运行的水处理方案。

第一部分：

试验

1、循环水系统情况

见《招标文件》

2、水质分析：

见附表《东北郊电厂水质分析结果》

3、情况分析：

该厂凝汽器采用的是317不锈钢，DL/T712-2000《电厂凝汽器选材导则》规定有317不锈钢的循环冷却水中氯离子宜低于5000mg/l；GB50050—95《工业循环冷却水设计》中规定有碳钢设备的循环冷却水中氯离子含量宜小于1000mg/l，所以系统中主要考虑碳钢的缓蚀问题，还应当采用不含氯或含氯较低的杀菌灭藻剂。

补充水主水源是城市再生水，备用水源是一厂的冲灰澄清水。

两个水源水质氯离子、硫酸根离子都较高，硬度大，冲灰水本身就有很大的结垢趋势，所以阻垢分散是处理的关键。

据了解，东北郊电厂脱硫率达到95%，脱硝率达到80%，粉尘含量20mg/l，经过各级处理后的烟气主要成分有：

粉尘、CO2、SO2、SO3、HCl、HF、NOx、CaSO3、CaSO4、MgSO3、MgSO4等，烟气流量为120万m³/h。

大量的烟气通过冷却塔排放，在上升过程中接触冷的湿饱和空气，烟气中的部分水蒸汽、可溶性气体和固体颗粒会遇冷凝结成雾滴，聚集，下落；在冷却塔壁也会形成大液滴落入冷却塔水池，进入循环水系统，这样就造成循环水杂质和盐类浓度的增加。

CO2、SO2、SO3等酸性气体进入循环水后会造成PH、碱度降低，CaSO3、CaSO4、MgSO3等进入后会造成硬度增加。

该厂的检测数据也显示出循环水在不加酸的情况下PH在8.1—8.5之间（见附表《循环水水质检测记录》，低于该厂补充水正常浓缩后的PH，所以可以初步判定部分烟气进入循环水。

根据DL/T806—2002《火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂》相关规定和补充水水质特点，我们采用螯合分散性能好，钙容忍度高的、不易水解、无毒无污染的第三代水处理单体作为主剂进行试验。

4、试验方案：

控制PH在8.1—8.5之间，先用快速鼓泡测定仪筛选最适合该系统的药剂，再用半动态模拟实验确定最佳加药量以及控制指标。

5、试验

5.1.静态模拟试验：

基于碳酸钙沉集法基础上利用快速鼓泡测定仪,采用DT-S501缓蚀阻垢剂进行静态实验结果如下：

仪器：

快速鼓泡分析仪温度：

80±1℃

气流量：

80L/h时间：

8h

试验结果，见表二：

表二静态实验测试结果

药剂型号

DT-S501

DT-S415

DT-S425

浓缩倍数

测定项目

投药量

阻垢率%

阻垢率%

阻垢率%

20.00（mg/L）

89.57

82.62

82.55

5.0

25.00（mg/L）

98.57

83.32

80.78

5.0

30.00（mg/L）

90.27

84.58

81.08

5.0

 （此处体现现在实际加药量不是最佳，最佳量高于实际加药量）

  根据表二的试验结果,DT-S501阻垢剂加药量在25mg/L时，阻垢率可达98.57%，浓缩倍率5.0倍时为最佳。

5.2半动态模拟实验

半动态模拟试验法试验中多以控制氯离子的浓缩倍数同碱度浓缩倍数之差ΔA≤0.2的情况下进行。

5.2.1仪器材料:

76-1型玻璃恒温水浴.

5.2.2实验条件

实验用水:

用户循环冷却水系统补水

实验用药:

DT-S501阻垢缓蚀剂

测试温度:

45±1℃

实验用水总量:

5L×极限浓缩倍率

5.2.3操作方法

5.2.3.1取原水5L置于玻璃缸中,同时将DT-S501按25mg/L加入玻璃缸中搅拌均匀,同时挂片测定腐蚀速率.

5.2.3.2控制温度45±1℃不断浓缩，同时不断补加实验用水,保持玻璃缸中的水容积不变.

5.2.3.3定时测试缸中水的碱度和氯根浓度并记录于表三（略）中，直至缸中水出现沉淀。

     CL-循（JD）循

ΔA=____________－____________________≥0.2时为止。

CL-补（JD）补

式中:

CL-循--------缸中水（浓缩水）CL-浓度,mg/L            CL-补---------补充水CL-度,mg/L           

            （JD）循--------缸中水（浓缩水）碱度,mmol/L   （JD）补--------补充水碱度,mmol/L

5.2.3.4实验结果

由以上静态和半动态的阻垢模拟实验结果，可知阻垢剂DT-S501在加药量为25mg/L时阻垢效果优良。

5.2.8以上试验同时挂入碳钢腐蚀指示管，监测其腐蚀速率，腐蚀试验结果见表6

表6

序号

表面积（mm2）

失重（g）

时间（h）

腐蚀速率（mm/a）

表面状况

实验一

实验二

实验三

从实验可看出，在使用DT-S501碳钢的腐蚀速率达到中要求的0.075mm/a的要求。

6.结论

DT-S501投加20PPM时在两组试验中阻垢率均达到90%以上，碳钢缓蚀率也达到要求，所以选定DT-S501作为东北郊热电厂的阻垢缓蚀剂。

第二部分：

 药剂简介与日常管理

4.1产品性能：

本品由羧酸盐、磺酸盐共聚物及特效缓蚀剂等组成，是一种新型的多功能复合缓蚀阻垢剂。

一个时期以来，我公司针对该种冷却循环水的特点，研究了DT-S501型低膦系配方及与其相应的水处理技术，经过多年的实际运转证明，该配方具有以下特点：

4.1.1DT-S501型配方中不含无机聚膦酸盐，采用有机羧酸多元共聚物兼缓蚀剂与阻垢剂、分散剂。

整个配方阻垢、分散与缓蚀效果均十分理想，而无使用无机聚膦酸盐的弊病。

因而免去了水质分析中要经常进行监测的膦酸盐与正磷酸盐的项目，分析项目减少易于控制和管理。

4.1.2具有无膦且不含有重金属离子，适用PH值范围广。

4.1.3加入水中后，会吸附到CaCO3晶体的活性增长点上，与Ca2+螯合，抑制了晶格向一定方向成长，因此使晶格歪曲长不大，另外部分吸附在晶体上的化合物随着晶体的增长被卷入晶格中，使CaCO3晶格发生错位，在垢层中形成一些空间，分子与分子间的相互作用减少，使硬垢变软，直至脱落。

4.1.4本品只需几个mg/L就可以使几百个mg/L成垢物质稳定的保持在水中，即便在高温下也不会水解成正磷酸盐。

4.1.5该配方在使用中一般不加酸调节PH值，循环水在自然PH值下运行，免去了加酸操作和加酸设备。

4.1.6该配方在使用中不需特殊的加药装置，采用连续加药或间断加药方法均可。

4.1.7由于此药剂在复配过程中添加了缓蚀剂，对铜、碳钢及多种设备材质具有优良的缓蚀作用，能有效的防止金属的腐蚀。

4.1.8由于本品属于无膦产品，其排污不会对环境造成影响。

4.2缓蚀阻垢剂的投加及注意事项

4.2.1用于运行系统的腐蚀阻垢剂采用的是国内外领先的无膦琥珀酸羧酸，其阻垢机理为螯合、包裹、分子包围，在结垢成分还处于离子状态时就将其包围起来，限制其与负电荷的离子碰撞与结合来达到阻垢目的，首次投加按下式算：

      容水量（m3）×加药量（mg/L）

______________________________=kg

1000

正常运行时的日投药量按下式计算：

补水量（m3/h）×加药量（mg/L）

_______________________________=kg

1000

4.2.2加药点的选择：

尽量靠近循环泵的吸入口。

4.2.3投加方式及注意事项：

连续投加到运行水系统。

加药器应每旬清洗一次保持清洁。

4.2.4本品显弱酸性，无毒害，不燃烧。

储存时应放置通风避光处。

冬季结晶影响质量效果，使用操作中无须配戴防护用品。

不慎接触皮肤或溅入眼睛，立即清水冲洗即可。

产品的保质期为十二个月。

4.2.5药剂在循环水中（允许停留）时间为150小时。

最后随排污水排出水系统。

由于属低膦产品，其排污水不会对环境造成危害。

4.2.6本品采用塑料筒包装主要目的是：

产品保洁。

使用过程中不能践踏、摔打，以防破裂。

出现漏液时更换容器，泄漏物无需特别处理，清水冲洗即可。

4.4.2投药运行系统的监测

运行系统的日常分析与监测应一式三份，分别报部门领导、主管经理和留底存查，分析项目及频率如下表：

指标名称

单位

数据

分析频率

分析方法

循环水

补充水

PH值

---

＜9.1

次/8小时

次/10天

循环水及补充水分析方法

电导率

us/cm

＜700

次/日

次/10天

总硬度

mg/L

＜470

次/8小时

次/10天

钙硬度

mg/L

＜280

次/8小时

次/10天

总碱度

mg/L

＜250

次/8小时

次/10天

氯离子

mg/L

＜70

次/8小时

次/10天

浓缩倍数

不大于5.0

4.4.3.相关计算

4.4.3.1.在不通氯气的情况下，以CL-为依据（或SiO2·K）计算浓缩倍数，使指标控制在5.0倍以内。

浓缩倍数计算公式：

循环水CL-循环水K+

K=———————或——————

一次水CL-一次水K+

4.4.3.2循环水系统浓缩倍数超标时，应采取增大排污量来调整，排污量计算公式为：

实测浓缩倍数—应控浓缩倍数

系统排污量（m3）=——————————————×总容水量

实测浓缩倍数—1

五、循环冷却水系统投加杀菌灭藻剂

在冷却循环水中有四大危害，即腐蚀危害、结垢危害、粘泥（菌藻）危害、其它离子危害。

其中粘泥（菌藻）危害较之其它三种对冷却循环水系统造成的危害更大，因为它是造成垢下腐蚀的主要原因。

微生物在自然界无处不在，水系统也是微生物生存的良好环境。

微生物在水中既有有利的一面，也有有害的一面。

其中有害一面：

如饮水中含有大肠杆菌等细菌会使人生病；冷却水中含真菌和细菌，会增加水对设备腐蚀和结垢，水中的细菌还会使水发臭等。

5.1冷却水中微生物的来源及控制

冷却水中微生物的来源主要有两方面：

一是在冷却塔中，当水与空气接触时空气中的微生物进入水体，二是在补充水中含有微生物。

粘泥是指金属列管等内壁附着的粘质膜，生物粘泥主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬浮杂质而形成，生物粘泥的产生主要会导致传热下降，列管堵塞，增加局部腐蚀等危害，影响粘泥生成主要因素与水温、pH值、溶解氧、营养源等有关。

5.2循环冷却水菌藻控制如下：

监测项目

控制指标

监测频率

异氧菌

＜5×105个/ml（平皿计数法）

2~3次/周

真菌

＜10个/ml

1次/周

硫酸盐还原菌

＜50个/ml

1次/月

铁细菌

＜100个/ml

1次/月

黏泥量

＜4ml/m3（生物过滤网法）

1次/天

＜1ml/m3（碘化钾法）

1次/天

5.3、杀菌灭藻剂应具备的条件：

a.广谱、高效、低毒，对黏泥有分散和剥离作用。

b.不与循环水系统内的阻垢剂、缓蚀剂等药剂发生反应，不产生干扰作用。

c.对系统的金属材质无腐蚀作用。

d.水系统的PH值、温度、漏料对药剂的活性无明显影响。

e.使用方便、安全、价格（主要指单位用水量的花费）低。

f.排放后的残毒易于降解，不污染环境。

5.4、杀菌灭藻剂的种类及作用机理

杀菌灭藻剂可以分为氧化型杀生剂和非氧化型杀生剂。

氧化型杀生剂时具有强烈氧化性的杀生剂，通常是一种强氧化剂，对水中的微生物的杀生使用很强；而非氧化型杀生剂不以氧化作用杀死微生物，而是以微毒剂作用于微生物的特殊部位，因而非氧化型杀生剂不受水中还原性物质的影响。

5.5、杀菌灭藻剂的选择及性能介绍

选用杀菌灭藻剂要根据不同水质特点、不同时期具体情况，选用氧化型或非氧化型杀生剂。

我公司是专业生产工业水处理药剂的厂家，生产的杀菌灭藻剂系列有：

DT-S401、DT-S404、DT-S405、DT-S406等。

通过菌藻培植试验及杀菌试验，我公司技术部决定采用DT-S405同DT-S406交替使用的方法来处理贵公司的菌藻繁殖问题。

DT-S405是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂，是工业循环冷却水水处理中理想的杀生剂。

DT-S406是一种强氧化剂。

由于它具有高效、广谱、无毒、无刺激性，是一种新一代安全型多功能的杀菌消毒剂。

1、正常投加杀菌灭藻剂的具体操作方法：

1.1系统投加DT-S405杀菌灭藻剂按总容水量×（150---200）克/吨水，一次性投加到循环水池中；并及时按补水量投加相应数量的杀菌剂，以保证系统中的药剂浓度。

投加DT-S405杀菌灭藻剂后应停止排污，超过48小时后采取大排大补的处理方法。

1.2加DT-S406时，先将活化剂按1：

10的比例倒在塑料容器中进行活化，放置5分钟，然后按总容水量×（150---200）克/吨水，一次性投加到循环水池中，24小时后排污补水。

1.3投加DT-S405和DT-S406两种杀菌灭藻剂可采用交替使用的方法投加，例如：

本周期采用DT-S405型杀菌剂，则下周期采用DT-S406型杀菌剂。

具体交替周期，视现场运行情况而定，当系统有粘泥时可以加大DT-S405的投加量，对粘泥有很好的剥离效果。

2、由于杀菌剂本身含有特种缓蚀剂，故此不会对金属设备造成腐蚀。

3、杀菌灭藻剂过程中，运行水系统产生泡沫属正常现象。

在生物粘泥剥离时，泡沫有它一定的特性，可使被剥离下来的微生物粘泥和污垢，更易悬浮于水中。

4、全年投加杀菌灭藻剂周期一般按下列间隔周期掌握：

1、2、3、4、11、12月按每月投加一次；5、10月可以按每二十天投加一次；6、9月间菌藻繁殖旺盛期采取15天投加一次，7、8月菌藻繁殖最旺盛期采取一周投加一次。

第三部分：

不确定因素

1不确定因素分析

据了解，电厂的脱硫率达到95%，脱硝率达到80%，粉尘含量20mg/l，经过各级处理后的烟气主要成分有：

粉尘、SO2、SO3、HCl、HF、NOx、CaSO3、CaSO4、MgSO3、MgSO4等，烟气流量为120万m³/h，大量的烟气通过冷却塔排放，在上升过程中接触冷的湿饱和空气，烟气中的部分水蒸汽、可溶性气体和固体颗粒会遇冷凝结成雾滴，聚集，下落；在冷却塔壁也会形成大液滴落入冷却塔水池，进入循环水系统，这样就造成循环水杂质和盐类浓度的增加。

从烟气进入循环水杂质的组成和量取决于烟气的成份、气候、风速等不可控因素，进入循环水的杂质含量无法确定，给循环水处理带来风险。

2.不确定因素解决措施

为了确保系统安全运行，做好循环水药剂处理的同时，建议安装监测式换热器来监测凝汽器的真实情况。

（同时也反映出对自己处理效果的怀疑）

河北鼎泰蓝星化工建材有限公司

检测分析中心

2010年3月22日