循环冷却水处理方案.docx
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循环冷却水处理方案
循环冷却水处理方案
1.0概述
现代化大型电厂的运行经验表明，水系统是电力企业的血脉，是连续、安全、高效生产的重要保障。
冷却水系统的良好运行，对于减少检修频度及费用，延长设备寿命，稳定/提高生产的质量产量，降低综合生产成本具有重要意义。
电厂的敞开式循环冷却水系统，在长期运行中一般有三大问题：
结垢、腐蚀和微生物粘泥。
对于发电厂而言，凝汽器换热管上的结垢、粘泥，极易导致换热效果的下降，具体表现在真空度下降、端差上升，从而降低发电量，增加能耗；腐蚀主要表现为不锈钢、黄铜的点蚀穿孔等。
为了确保装置正常运行及节约用水，在循环水中投加阻垢缓蚀剂、杀菌灭藻剂等化学药品，来控制冷却水对设备的腐蚀、结垢及粘泥等故障，实践证明这是一项行之有效的、比较经济的方法。
本方案的设计过程中，我们充分吸收了同类企业水处理的经验，认真分析贵公司的水质特点、工艺特点，以及以往运行中出现的水质障碍，本着技术先进、安全可靠、操作管理方便、经济合理的宗旨，提出以下运行方案。
2.0系统运行条件
2.1系统参数：
项目
单位
数据
循环水量Rc
m3/h
1335（最大量）
保有水量Hc
m3
800（估算）
蒸发水量E
m3/h
12
风吹损失W
m3/h
~0.1
进出塔水温差
℃
6~10
补充水量M
m3/h
~15
排水量B
m3/h
~3
浓缩倍数N
3.0~4.0
换热设备
不锈钢、黄铜、20#碳钢
备注
技术参数由贵公司提供，如有出入望通知我公司及时改进方案
2.2水质分析如下：
表：
水质分析
项目
单位
补充水（自来水）
PH
7.24
浊度
NTUormg/l
0.45
电导率
μs/cm
59.9
总硬度
mg/L
20.61
Ca2+
mg/l
15.85
Mg2+
mg/l
4.76
总碱度
mg/l
12.27
酚酞碱度
mg/l
0.00
总铁
mg/l
0.061
CL-
mg/l
1.72
总磷
mg/l
/
（此水为自来水，作为方案设计参考，运行以实际河水絮凝为主。
）
2.3水质特点
●补充水为低硬低碱水质，补入冷却水系统，随着浓缩倍数的提高，碱度、PH会随之上升，结垢性增加,主要为结碳酸钙垢。
●从水质分析判断：
硅酸镁的浓度积Isp=（1.8~2.4）×103≯15000，因此浓缩倍数5.0±0.5时没有硅酸镁结垢的倾向。
●循环水浓缩倍数≥3.0，自然PH上升，最高可达到8.8以上，呈现出结垢倾向；PH大于9.2,有超出缓蚀阻垢剂的承受能力的状况。
●循环水的全面腐蚀性轻微，但循环水溶解氧充足、含有腐蚀性CL-，对TP304、316L不锈钢均存在点腐蚀的隐患，严重时可导致穿孔泄漏。
●循环水温度适中，日照充足，细菌藻类容易繁殖，会产生粘附性很强的菌藻粘泥，附着形成软垢、分散形成浑浊物。
根据循环水水质，连续投加缓蚀阻垢剂，以阻碳酸钙垢为主、兼顾局部点腐蚀，控制循环水PH≯9.0，可以达到有效的阻垢、缓蚀、稳定水质的效果。
3．0系统冷却水问题预测
3.1换热器结垢
冷却水在浓缩倍数3.0~4.0运行时，开始结垢的趋势。
水中Ca2+、Mg2+、HCO3—等浓缩，产生CaCO3、MgCO3垢等，尤其在换热器器出口高温端以及波纹管低凹部位；水中悬浮物、粘泥等也易在低凹低流速处沉积，造成不良结果：
a.降低热传递效率，影响真空度和端差
b.减少冷却水流量，泵压上升，增加能耗
3.2不锈钢的点腐蚀：
Cl-属于强腐蚀性离子，会破坏金属表面钝化膜，穿过膜孔而产生点蚀。
在点蚀孔中，Cl-可以富集，而腐蚀产生的氯化物又能水解产生HCl，从而使腐蚀小孔中溶液不断酸化，产生独特的自催化酸化作用，加速点蚀的速度。
脱锌、点蚀均可造成不锈钢的穿孔泄漏，导致冷却水泄漏到凝结水中，恶化水质，使发电机组降低出力甚至停机。
3.3、生物粘泥
冷却水系统中细菌、真菌及藻类极易生长繁殖，其分泌物粘合悬浮物形成粘泥，粘附管壁、填料、池壁之上，引起故障：
a.堵塞凝汽器，降低热交换效率，降低冷却塔效率
b.促进腐蚀，且产生粘泥下腐蚀
粘泥附着在凝汽器管壁，因高温脱水也能转化成泥垢。
在高温季节，菌藻的迅速繁殖经常会造成粘泥的爆发，在短时间内大量堆积而严重影响换热效果。
4．0水处理药剂选择
针对水质分析、运行工艺、问题预测，电厂阻垢缓蚀剂ML-D-06在此类中硬碱碱补水、高浓缩倍数的循环冷却水中可以适用。
4.1阻垢缓蚀剂ML-D-06特点：
1ML-D-06含有阻垢剂、分散剂、特效缓蚀剂等多元成分，采用最新型的大分子无磷环保阻垢剂、分散剂替代传统有机膦，并保持了优异的阻垢分散效果。
2ML-D-06可与结垢性Ca2+、Mg2+形成可溶性螯合物，增大了离子的饱和溶解度，达到防止结垢的目的。
适合浓缩倍数5.0~6.0倍的设计要求。
3ML-D-06阻碍微垢晶格成形，扭曲晶体成长，使微晶不会堆积成垢；并可使旧垢疏松，逐渐脱落旧垢。
4ML-D-06中的特效缓蚀剂与阻垢剂的缓蚀作用产生协同效应，成膜补膜加快，从而保证膜的致密稳定，有效控制不锈钢的的点蚀。
5ML-D-06化学稳定性好，抗氧化性强，与本公司ML-621有很好的兼容性。
6ML-D-06属于低磷产品，对环境友好，不造成二次污染，符合环保要求。
4.2阻垢缓蚀剂的认证试验——阻碳酸钙垢试验
根据浓缩倍数4.0~5.0的分析，循环水主要为碳酸钙结垢，据此进行静态阻碳酸钙垢试验。
a.试验方法：
中石化《冷却水分析和试验方法》“碳酸钙沉积法”（401）
b.试验水质：
模拟冷却水浓缩4.0~5.0的循环水水质，调节PH=9.0
c.试验条件：
温度：
80℃，时间：
10小时
d.试验数据：
药剂
投加剂量（mg/L）
阻垢率%
浓缩倍数
阻垢缓蚀剂ML-D-06
15
94.22
3.0
25
99.37
35
99.50
ML-D-06
15
93.32
4.0
25
98.73
35
99.10
ML-D-06
15
90.97
5.0
25
97.02
35
98.15
上述试验表明：
随着浓缩倍数的提高，控制ML-D-06缓蚀阻垢剂的投加量在30mg/L以上，可以使阻垢率达到98%以上。
4.3阻垢缓蚀剂的认证试验——旋转挂片缓蚀试验
针对出现腐蚀的问题，通过挂片试验来测定药剂的缓蚀性能，主要针对不锈钢、黄铜的缓蚀。
a.试验方法：
中石化《冷却水分析和试验方法》“旋转挂片失重法”（404）
b.试验水质：
模拟浓缩倍数4.0倍的试验水质。
c.试验条件：
温度：
60±1℃；转速：
75转/分；时间：
72小时
试片：
Ⅱ型标准试片，材质为不锈钢和黄铜
药剂
投加量
mg/L
材质
腐蚀失重g
腐蚀率
mm/a
试片现象
ML-D-06
15
不锈钢
0.0001
0.0008
挂片光洁
黄铜
0.0002
0.0013
挂片光洁
25
不锈钢
0.0001
0.0008
挂片光洁
黄铜
0.0003
0.0021
挂片光洁
35
不锈钢
0.0001
0.0008
挂片光洁
黄铜
0.0002
0.0013
挂片光洁
ML-D-06缓蚀阻垢剂投加量25-35mg/L，试验数据均可达到GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》腐蚀率标准.
4.5试验结论
由阻垢试验数据可以看出，循环冷却水系统投加阻垢缓蚀剂ML-D-06，投加剂量在35mg/L以上，可适应浓缩倍数3.0-5.0，阻垢率达到98%以上，完全能达到阻垢的目的；同时，挂片腐蚀率都能达到《中华人民共和国国家标准—工业循环冷却水处理设计规范》很好级的要求：
不锈钢、铜及其合金腐蚀率≤0.005mm/a；
5．0水处理方案
根据水质倾向、材质、工艺，结合药剂性能，确定以下水处理设计方案：
5.1、冷却水处理工艺
（1）系统清洗预膜（建议）
按照GB50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求，对于新建装置或运行超过一年，停车超过48小时的循环水系统必须进行化学清洗，将系统设备及管线清洗洁净，形成活化状态，并在洁净活化的金属表面形成缓蚀保护膜。
据此需开展系统开车前的清洗、预膜工作。
（2）稳定浓缩倍数N：
浓缩倍数控制3.0~4.0，循环率≥96%，节约补水、减少排污。
（3）控制合理的PH值：
循环水PH控制8.3~9.1，大于9.1必要时可加酸调节。
（4）结垢和腐蚀控制：
连续投加阻垢缓蚀剂ML-D-06，其中的阻垢剂、分散剂可螯合Ca2+、Mg2+等金属离子，从而持久防止产生碳酸钙、磷酸钙、硅垢等水垢。
ML-D-06中含有的碳钢、不锈钢缓蚀剂成分、铜缓蚀剂能迅速在换热管表面形成致密的保护膜层，从而起到防腐蚀效果。
ML-D-06H中主要针对不锈钢缓蚀剂成分、特效铜缓蚀剂，能迅速在换热管表面形成纳米级保护膜层，从而起到防腐蚀效果。
（5）菌藻粘泥控制：
A、氧化性杀菌：
定期投加杀菌灭藻剂ML-621，可有效杀灭细菌、藻类；
1．ML-621含有机溴、有机氯，具有高效、快速、持久（作用时间长）的特点，而传统次氯酸钠、二氧化氯作为氧化性杀菌剂无法达到持续杀菌效果；
2．对藻类、各类细菌均有很好的杀生作用，杀灭速度快。
3．对顽固性的蓝藻、绿藻、硅藻、青苔的杀灭有特别明显的效果。
而传统次氯酸钠、二氧化氯作为氧化性杀菌剂对于顽固菌藻细菌、粘泥等杀生作用不明想；
4．固体粉状产品，在水中能迅速溶解，使用简单、方便、安全。
5．药剂复合有机类配方，药剂有效含量高，盐分残留非常低，而传统次氯酸钠、二氧化氯作为氧化性杀菌剂药剂含量偏低，一般次氯酸钠有效含量为10%-14%左右，盐分高达90%左右，对系统影响非常大；
B、非氧化性杀菌：
定期投加杀菌剂ML-630，可强化抑菌、控制粘泥，并防止细菌的抗药性；
C、粘泥剥离：
根据粘泥状况选择投加粘泥剥离剂ML-624，分散剥离生物粘泥、洁净冷却水系统。
5.2、日常水处理方案
项目
药剂
投加剂量
投加方式
阻垢缓蚀
阻垢缓蚀剂
ML-D-06
浓缩倍数≤2.0：
投加剂量35~45mg/L
浓缩倍数3.0~4.0：
投加剂量30~40mg/L
浓缩倍数4.0~5.0：
投加剂量35~40mg/L
按补充水量计，
用计量泵连续投加
杀菌灭藻
杀菌灭藻剂ML-621
50mg/L
2次/周，冲击式投加
杀菌抑菌剂ML-630
100mg/L
1~2次/月，冲击式投加
粘泥控制
粘泥剥离剂ML-624
200mg/L
1~2次/月，视粘泥量投加
注：
每年我司将针对杀菌工艺进行调整，防止细菌产生抗药性；
6．0循环水操作管理
正常运行时的冷却水化学处理管理主要包括以下内容：
Ø循环冷却水及工业水的水质管理：
控制在规定的水质管理目标值内。
Ø药剂管理：
使循环冷却水维持规定的药剂浓度及投加频率。
Ø效果的评价：
通过评价确认水处理效果是否在允许的腐蚀及结垢范围内。
6.1水质控制目标值
项目
单位
目标值
操作方法
浊度
mg/L
≤ 20
超标换水、过滤
PH
8.3~9.0
超标换水
电导率
μs/cm
≤3000
超标换水
总硬度
mg/L
≤750
超标换水
钙硬
mg/L
200~550
超标换水
碱
升级会员 