發(fā)電廠循環(huán)水靜電極化處理裝置的應用

唐培全

華能萊蕪發(fā)電廠 山東 萊蕪 271102

發(fā)電廠的循環(huán)水主要是用于汽輪機凝汽器的冷卻介質(zhì)，如果循環(huán)水水質(zhì)不合格，就會使鋼管生成附著物，造成傳熱差，凝結(jié)水溫度升高，從而使其真空下降，影響汽輪機的出力和運行經(jīng)濟性。另外循環(huán)水水質(zhì)不良還會引起鋼管腐蝕，甚至穿孔，使凝結(jié)水品質(zhì)惡化，污染爐水，直接影響機組的安全運行。

對循環(huán)水處理的主要目的是防止凝汽器鋼管結(jié)垢、腐蝕和有機物的形成，保證機組安全經(jīng)濟運行。目前，發(fā)電廠循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)大多采用化學處理方法，即采取添加水質(zhì)穩(wěn)定劑和濃硫酸加藥方式，以達到防止系統(tǒng)形成碳酸鈣垢及產(chǎn)生腐蝕為目的，但循環(huán)水中藥劑的大量加入及冷卻系統(tǒng)的不斷排污，對水體污染嚴重，增加加藥處理費用。循環(huán)水靜電極化處理技術，通過在極化電場的作用下，完成對水分子的極化作用，能夠完全代替循環(huán)水加藥處理，滿足電廠循環(huán)水處理的要求，可以保證循環(huán)水系統(tǒng)在高濃縮倍數(shù)下安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

1 循環(huán)水靜電極化處理的技術原理

靜電極化水處理系統(tǒng)是在極化電場的作用下，完成對水分子的極化作用，它克服了循環(huán)水含鹽量高，靜電場對水分子作用減小這一根本缺點，而是通過高壓極化場的作用，改變水分子結(jié)構(gòu)、改變水分子中電子構(gòu)造，致使水中所含陽離子不致趨向循環(huán)水管壁，更不致在管壁聚集，從而達到防垢、除垢、殺菌、滅菌、緩蝕的目的。

2 循環(huán)水靜電極化處理裝置的結(jié)構(gòu)

循環(huán)水靜電極化裝置構(gòu)成。循環(huán)水靜電極化裝置主要有兩部分組成：

1）安裝在循環(huán)水管道上的極化器，它是陰極和陽極的組成體，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2）給主體提供極化能量和模式的數(shù)字控制電源。主體部分材質(zhì)為碳鋼，與循環(huán)水的管道直徑相同，兩端法蘭直接連接在循環(huán)水管道上的圓筒，作為陰極。陽極為直徑72mm的不銹鋼柱，外部用聚四氟乙烯覆蓋絕緣，用引線連接控制部分。

圖1 靜電極化裝置結(jié)構(gòu)圖

3 循環(huán)水靜電極化處理裝置的安裝方式

根據(jù)電廠現(xiàn)場的實際情況，如圖2所示，在循環(huán)水A、B側(cè)進水管道上，分別安裝循環(huán)水靜電極化處理裝置，數(shù)字智能控制儀安裝在控制室，便于運行人員運行監(jiān)督和維護，系統(tǒng)設定自動排污。

圖2 循環(huán)水靜電極化處理裝置安裝示意圖

4 循環(huán)水靜電極化處理裝置的功能

當裝置接通電源時，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)換提供給誰處理其能量，使陰陽極的環(huán)狀空間形成高壓靜電場，被處理的水，流經(jīng)環(huán)狀空間時，在極化電場的作用下，水分子的偶極矩增大，并按正負取向有序的連續(xù)排列，處理后的水具有以下功能：

1）防垢。當水中含有溶解鹽類，這些鹽類的陰陽離子分別趨向極性水分子的正負極兩端，不能自由運動，防止陰陽離子結(jié)合，從而防止水垢的形成。

2）除垢。增大了偶極矩的水分子與鹽類正負離子的水和能力增強，更容易與管壁上的垢分子水合，使原有的老垢龜裂、疏松，最終逐漸溶解和脫落。

3）殺菌滅藻。水在極化電場的極化作用下，產(chǎn)生大量的“自由”電子，這些電子被O2吸收后，容易生成O2-、H2O2等活性氧自由基，可使微生物細胞壁破裂，原生物流出而死亡。

4）緩蝕。水中的菌藻被殺滅，使循環(huán)水系統(tǒng)中生物服飾得到抑制，被極化的水分子，在金屬壁上形成水膜，減少陰離子與管壁的接觸，水中溶解氧大大降低，減緩了氧化腐蝕。

5 循環(huán)水靜電極化處理裝置在華能萊蕪電廠的應用

華能萊蕪電廠2009年初新投運2臺30萬千瓦機組，其循環(huán)水采用深度處理后的中水作為補充水源，為防止循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采取添加水質(zhì)穩(wěn)定劑和濃硫酸加藥方式進行處理，藥劑用量大，運行費用高。2011年5月份，利用#4機組B修機會，在該機組循環(huán)水A、B側(cè)進水管道上各安裝了一套循環(huán)水極化裝置，裝置投用后，循環(huán)水停止了原水質(zhì)穩(wěn)定劑（HEDP和HPMA）加藥，仍然加硫酸調(diào)整循環(huán)水堿度小于7.0mmol/L，循環(huán)水濃縮倍率控制在5.0以下，運行兩個月后停止向#4機循環(huán)水中投加濃硫酸。

裝置投運后，機組指標同期對比情況

1）運行指標情況

表1 運行指標

2）運行指標分析

①2011年6月份＃4機真空度94.14%，較同期高0.42%；7月份＃4機真空度完成94.02%，較同期高1.15%，較上月低0.12%。較上月低的原因是：7月份環(huán)境溫度較6月份高。6、7月份與同期相差較大的原因：去年同期＃4機因軸封供、回汽管路膨脹節(jié)泄漏造成真空嚴密性較差，2011年#4機真空嚴密性較好。

②6月份＃4機凝汽器平均端差1.1℃，與同期持平。7月份＃4機凝汽器平均端差1℃，較上月低0.1℃，較同期低0.3℃。

3）真空泵板式換熱器解體檢查情況

8月對#4機B真空泵板片進行解體檢查，如圖3所示，循環(huán)水側(cè)板片上有一層黃褐色淤泥，用水沖去后，無腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象，除鹽水側(cè)板片上有少量雜質(zhì)，水沖后表面光滑，無腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。

圖3 循環(huán)水側(cè)檢查圖

裝置投運后，循環(huán)水水質(zhì)指標情況如表2。

表2 循環(huán)水水質(zhì)指標

分析循環(huán)水的水質(zhì)指標，堿度和硬度沒有達到使循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢的條件，目前凝結(jié)器內(nèi)從理論分析無結(jié)垢、腐蝕的可能。

裝置投運后，經(jīng)濟效益分析

1）#4機組因安裝極化水處理裝置，6、7兩個月份停止了加HEDP和HPMA藥品。7月底開始停止加濃硫酸，每年節(jié)約費用120萬元

2）#4機組安裝極化水處理裝置后，循環(huán)水塔補水量及換水量逐步減少，節(jié)水效果較明顯，每年節(jié)約水水量150萬噸，節(jié)約水費165萬元。

6 結(jié)論

1）循環(huán)水靜電極化處理裝置是在極化電場的作用下，完成對水分子的極化作用，它克服了循環(huán)水含鹽量高，靜電場對水分子作用減小這一根本缺點。經(jīng)過靜電極化處理的循環(huán)水水質(zhì)各項指標，符合電廠循環(huán)冷卻水處理水質(zhì)要求。

2）循環(huán)水靜電極化處理技術能夠代替循環(huán)水加藥處理工藝，可使循環(huán)水在高濃縮倍率下運行，且采用不加藥處理工藝，降低外排水量，有利于環(huán)境保護。

3）循環(huán)水靜電極化處理裝置運行穩(wěn)定，可年節(jié)約新鮮水源150噸，節(jié)約循環(huán)水加藥費用120萬元，有效降低水處理運行成本，節(jié)約水資源效益和經(jīng)濟效益顯著。

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