第6章临界机组循环冷却水处理.ppt

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第六章循环冷却水处理第六章循环冷却水处理一、冷却水系统类型一、冷却水系统类型在在火火力力发发电电厂厂，凝凝汽汽器器采采用用的的冷冷却却水水系系统统分分直直流流式式、密密闭闭循循环环式式和和敞敞开开循环式三种。

循环式三种。

11、直流式冷却水系统、直流式冷却水系统在在直直流流式式冷冷却却水水系系统统中中冷冷却却水水只只通通过过设设备备一一次次，用用过过后后直直接接排排走走，该该系系统统用用水水量量大大。

一一般般在在水水源源充充足足及及水水一一次次通通过过不不易易引引起起结结垢垢的的地地方方采采用用。

该该系系统统不不需需要要冷冷却却塔塔处处理理，故故投投资资少少，操操作作简简单单，但但是是占占据据了了大大量量水水资资源源，不不符符合经济可持续发展战略的要求。

合经济可持续发展战略的要求。

22、封闭式循环冷却水系统、封闭式循环冷却水系统封封闭闭式式循循环环冷冷却却水水系系统统是是指指冷冷却却水水在在一一个个完完全全密密闭闭的的系系统统中中不不断断地地循循环环运运行行。

在在此此系系统统中中，冷冷却却水水在在凝凝汽汽器器中中获获得得的的热热量量通通过过一一个个面面式式冷冷却却器器散散发发至至大大气气中中（称称“干干式式冷冷却却”或或“空空气气冷冷却却”），随随后后又又重重复复使使用用。

此此种种冷冷却却系系统统的的特特点点是是：

冷冷却却水水不不与与空空气气接接触触，不不受受阳阳光光照照射射，进进行行密密闭闭循循环环，基基本本上上不需补充水。

此系统中，常采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。

不需补充水。

此系统中，常采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。

第一节第一节凝汽器冷却水系统凝汽器冷却水系统33、敞开式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统在敞开式循环冷却水系统中，循环冷却水在凝汽器中获得的热量，在敞开式循环冷却水系统中，循环冷却水在凝汽器中获得的热量，直接在冷却塔或其它设备散发至大气中，失去热后再回至热交换器，直接在冷却塔或其它设备散发至大气中，失去热后再回至热交换器，重复其传递热量的过程。

在水源水量比较紧张和天然水污染日趋严重重复其传递热量的过程。

在水源水量比较紧张和天然水污染日趋严重的今日，此种系统应用最广。

本章着重介绍敞开循环冷却水系统。

的今日，此种系统应用最广。

本章着重介绍敞开循环冷却水系统。

在敞开循环冷却水系统中，水不断蒸发而损失，因而水中各种物在敞开循环冷却水系统中，水不断蒸发而损失，因而水中各种物质不断浓缩，水质随着浓缩倍数（循环冷却水中的含盐量与补充水中质不断浓缩，水质随着浓缩倍数（循环冷却水中的含盐量与补充水中的含盐量的比值或循环冷却水中的氯离子浓度与补充水中的氯离子浓的含盐量的比值或循环冷却水中的氯离子浓度与补充水中的氯离子浓度的比值表示。

）的增加而变差。

导致系统的结垢、腐蚀和微生物繁度的比值表示。

）的增加而变差。

导致系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖。

为防止水质恶化，必须排放一部分浓缩了的水，补充一部分新鲜殖。

为防止水质恶化，必须排放一部分浓缩了的水，补充一部分新鲜水。

水。

二、敞开循环式冷却水系统二、敞开循环式冷却水系统在敞开循环式冷却水系统中，因水质问题可能发生的故障之一是在敞开循环式冷却水系统中，因水质问题可能发生的故障之一是水中杂质附着在冷却设备的传热面上或其他通道中。

此种物质称为水中杂质附着在冷却设备的传热面上或其他通道中。

此种物质称为沉沉积物或污垢积物或污垢。

沉积物的组成通常很复杂，本章把沉积物分为水垢和污。

沉积物的组成通常很复杂，本章把沉积物分为水垢和污泥两类，这是根据它们的物理特性和形成原因而加以区分的。

泥两类，这是根据它们的物理特性和形成原因而加以区分的。

水垢水垢是以盐类化合物为主要组成的沉积物。

它通常是致密和坚硬是以盐类化合物为主要组成的沉积物。

它通常是致密和坚硬的、牢固地附着在设备的过水通道中，特别是水、汽受热面上。

在冷的、牢固地附着在设备的过水通道中，特别是水、汽受热面上。

在冷却水系统中也能会形成水垢，是一些难溶的化合物，如碳酸钙、磷酸却水系统中也能会形成水垢，是一些难溶的化合物，如碳酸钙、磷酸镁和硅酸镁等。

当采用未经处理的天然水作为冷却水时，最常见的水镁和硅酸镁等。

当采用未经处理的天然水作为冷却水时，最常见的水垢是碳酸钙型的水垢。

垢是碳酸钙型的水垢。

污泥污泥是指那些比较疏松的、多孔的或呈凝胶状的沉积物。

污泥的是指那些比较疏松的、多孔的或呈凝胶状的沉积物。

污泥的组成物质通常很多，它们常常夹杂有泥砂、各种腐蚀产物、微生物或组成物质通常很多，它们常常夹杂有泥砂、各种腐蚀产物、微生物或其分泌的粘液以及生物的代谢产物及其腐烂产物等。

有时候，在冷却其分泌的粘液以及生物的代谢产物及其腐烂产物等。

有时候，在冷却水系统中形成的沉积物是水垢与污泥的混杂体，难以区分。

水系统中形成的沉积物是水垢与污泥的混杂体，难以区分。

1、工艺流程、工艺流程循环冷却水经过循环水泵打至凝汽器，在凝汽器中，循环冷却水经过循环水泵打至凝汽器，在凝汽器中，冷却水冷却汽轮机作功后的乏汽，然后回至双曲线冷却塔，冷却水冷却汽轮机作功后的乏汽，然后回至双曲线冷却塔，使冷却水的热量散发至大气中；然后，再由循环水泵打至使冷却水的热量散发至大气中；然后，再由循环水泵打至凝汽器。

补充水补充系统因蒸发、风吹、泄漏和排污而损凝汽器。

补充水补充系统因蒸发、风吹、泄漏和排污而损失的水，补充水补至冷却塔中。

失的水，补充水补至冷却塔中。

2、水量平衡、水量平衡循环水系统中补充水量是按照各种损失量之和来确定循环水系统中补充水量是按照各种损失量之和来确定的，所以在正常运行的条件下循环水系统中的水量保持恒的，所以在正常运行的条件下循环水系统中的水量保持恒定。

这样，便可作如下衡算：

定。

这样，便可作如下衡算：

3、水质稳定性的判断、水质稳定性的判断1）循环冷却水的稳定性）循环冷却水的稳定性在循环式冷却水系统中，最容易形成水垢的物质是在循环式冷却水系统中，最容易形成水垢的物质是CaCO3，如果水中如果水中CO2小于平衡值，反应向左进行，水中有小于平衡值，反应向左进行，水中有CaCO3析出，析出，CaCO3附着在受热面上形成水垢；如果水中附着在受热面上形成水垢；如果水中CO2大于平衡值，水具大于平衡值，水具有侵蚀性且有侵蚀性且CaCO3溶解，可引起金属等的腐蚀；溶解，可引起金属等的腐蚀；如果恰好维持上述平衡关系，则这种水既不会如果恰好维持上述平衡关系，则这种水既不会在管道中结垢，又不会产生腐蚀，这种水即为稳定的水。

不稳定的水在管道中结垢，又不会产生腐蚀，这种水即为稳定的水。

不稳定的水一个明显的标志是有一个明显的标志是有CaCO3析出或在加入析出或在加入CaCO3后会溶解。

后会溶解。

CaCO3垢的形成必然是因水中垢的形成必然是因水中CaCO3超过了它的溶解度。

但是，超过了它的溶解度。

但是，并不是并不是CaCO3超过溶解度时一定会成垢，因为在天然水中还存在着超过溶解度时一定会成垢，因为在天然水中还存在着许多干扰成垢过程的物质。

典型的物质是有机物，它们常常会抑制垢许多干扰成垢过程的物质。

典型的物质是有机物，它们常常会抑制垢的形成。

为此，的形成。

为此，CaCO3是否会成垢的问题不仅仅凭溶度积判断，而是否会成垢的问题不仅仅凭溶度积判断，而需采用理论与经验相结合的方法。

需采用理论与经验相结合的方法。

2）水质稳定性的判断方法）水质稳定性的判断方法

（1）极限碳酸盐硬度法极限碳酸盐硬度法如果将循环水的补充水，在其工作温度下进行蒸发，则通常可如果将循环水的补充水，在其工作温度下进行蒸发，则通常可以发现在其浓缩的初期水中碳酸盐硬度随着升高，但当达到某一极限以发现在其浓缩的初期水中碳酸盐硬度随着升高，但当达到某一极限值时，它便不再升高，而是停留在某一数值上。

这个值称为此循环水值时，它便不再升高，而是停留在某一数值上。

这个值称为此循环水在此温度下的在此温度下的极限碳酸盐硬度极限碳酸盐硬度，其所以有一个极限是因为在此后的浓，其所以有一个极限是因为在此后的浓缩过程中有缩过程中有CaCO3沉淀物析出，水中碳酸盐硬度不再随着升高的关沉淀物析出，水中碳酸盐硬度不再随着升高的关系。

系。

各种循环水的极限碳酸硬度值可由运行经验或通过调试寻求，各种循环水的极限碳酸硬度值可由运行经验或通过调试寻求，在设计工作中可用模拟试验求取。

在设计工作中可用模拟试验求取。

（2）朗格里尔饱和指数（简称饱和指数）朗格里尔饱和指数（简称饱和指数）IL法法水的实际水的实际PH值与水中碳酸钙处于平衡时的值与水中碳酸钙处于平衡时的PH值间的差值称为饱值间的差值称为饱和指数。

和指数。

当当IL0不结垢不腐蚀不结垢不腐蚀IL0结垢；结垢；IL0腐蚀。

腐蚀。

在实用上，在实用上，IL在在0.250.30范围内时，可以认为是稳定水。

范围内时，可以认为是稳定水。

第二节防垢处理第二节防垢处理为了防止结垢，我国火电厂敞开式循环冷却系统广泛为了防止结垢，我国火电厂敞开式循环冷却系统广泛使用了水质稳定剂，常用的药剂类别有无机聚合磷酸盐、使用了水质稳定剂，常用的药剂类别有无机聚合磷酸盐、有机膦酸盐、聚羧酸类聚合物等。

过去采用单一药剂，现有机膦酸盐、聚羧酸类聚合物等。

过去采用单一药剂，现在则采用复合配方。

在则采用复合配方。

一、阻垢剂的种类一、阻垢剂的种类1、天然有机高分子阻垢剂、天然有机高分子阻垢剂：

最早使用的有淀粉、纤维素、单宁、磺化木：

最早使用的有淀粉、纤维素、单宁、磺化木质素等天然有机高分子化合物，现在基本上不单独使用。

质素等天然有机高分子化合物，现在基本上不单独使用。

2、聚磷酸盐、聚磷酸盐：

聚磷酸盐是由磷酸脱水而衍生出来的一系列缩合磷酸盐，：

聚磷酸盐是由磷酸脱水而衍生出来的一系列缩合磷酸盐，主要有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。

主要有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。

3、有机膦类阻垢剂、有机膦类阻垢剂：

有机膦类阻垢剂与无机聚磷酸盐相比，具有良好的：

有机膦类阻垢剂与无机聚磷酸盐相比，具有良好的化学稳定性，不易水解和降解，能耐较高的水温。

它可分为两类：

第化学稳定性，不易水解和降解，能耐较高的水温。

它可分为两类：

第一类有机磷阻垢剂是有机多元膦酸，其分子中有两个或两个以上膦酸一类有机磷阻垢剂是有机多元膦酸，其分子中有两个或两个以上膦酸基直接与碳原子相连的有机膦化合物。

常用的主要有基直接与碳原子相连的有机膦化合物。

常用的主要有ATMP、HEDP等。

等。

4、有机低分子量聚合物阻垢剂、有机低分子量聚合物阻垢剂：

根据它们的官能团分，可分为三类：

根据它们的官能团分，可分为三类：

（1）阴离子型，如含有）阴离子型，如含有COONa、SO3Na官能团；官能团；

（2）阳离子型，如含有）阳离子型，如含有NH3Cl官能团；官能团；（3）非离子型，如含有）非离子型，如含有CONH2、OH官能团；官能团；常用的主要有聚丙烯酸（或钠盐）、聚马来酸、聚甲基丙烯酸（或钠盐）常用的主要有聚丙烯酸（或钠盐）、聚马来酸、聚甲基丙烯酸（或钠盐）等。

等。

二、阻垢剂的选择原则二、阻垢剂的选择原则

（1）阻垢效果好，对金属的腐蚀影响小。

阻垢效果好，对金属的腐蚀影响小。

（2）化学稳定性好。

在高浓缩倍率和高温情况下，以及与化学稳定性好。

在高浓缩倍率和高温情况下，以及与缓蚀剂、杀菌灭藻并用时，阻垢效果均缓蚀剂、杀菌灭藻并用时，阻垢效果均无明显下降。

无明显下降。

（3）无毒或低毒，对环境无污染。

无毒或低毒，对环境无污染。

（4）易于制备、运输、贮存，价格低廉。

易于制备、运输、贮存，价格低廉。

（5）配制、投加、操作简便。

配制、投加、操作简便。

第三节污泥的形成与防止第三节污泥的形成与防止冷却水系统中的污泥主要来源于循环冷却水中各种悬冷却水系统中的污泥主要来源于循环冷却水中各种悬浮物和浮物和微生物新陈代谢过程中生成的黏泥微生物新陈代谢过程中生成的黏泥。

循环冷却水系统中水温和循环冷却水系统中水温和pH值适宜多种微生物的生值适宜多种微生物的生长，微生物的数量和它们生长所需的营养源均随循环水的长，微生物的数量和它们生长所需的营养源均随循环水的浓缩而增加，冷水塔水池常年露置室外，阳光充足，也有浓缩而增加，冷水塔