敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行控制淺析

何建濤

(華能淮陰電廠，江蘇 淮安 223001)

0 引言

循環(huán)水系統(tǒng)對于發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行是非常重要的，華能淮陰電廠以及揚(yáng)州電廠330 MW 機(jī)組都曾因為系統(tǒng)結(jié)垢而造成凝汽器真空下降，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行，同時循環(huán)水系統(tǒng)又是耗水大戶，在水資源日益匱乏的今天，節(jié)約用水是發(fā)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展必由之路。從華能淮陰電廠2006年3號機(jī)組B 修中對凝汽器的檢查看，凝汽器水側(cè)內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重，垢層厚度達(dá)到1 mm 以上，不得不采用機(jī)械方法進(jìn)行清除，這是光注重提高循環(huán)水的濃縮倍率，但處理措施不當(dāng)所致。華能淮陰電廠經(jīng)過幾年的探索，總結(jié)出了一套循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行控制經(jīng)驗。從近年來機(jī)組大小修凝汽器的檢查情況來看，基本無結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，同時凝汽器的真空及端差等指標(biāo)均處于較好的水平。由于提高了濃縮倍率，2010年新鮮水取水量較2006年下降了約30%以上，節(jié)約了水費近300 萬元。本文擬對電廠循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行控制經(jīng)驗作一概述。

1 循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢的原因分析

經(jīng)對華能淮陰電廠3號機(jī)組B 修中對凝汽器的垢層取樣分析，垢呈灰色，主要成分為碳酸鈣、二氧化硅、有機(jī)物等，分析主要有循環(huán)濃縮倍率、原水預(yù)處理、微生物代謝產(chǎn)生粘泥等幾方面的因素。

1.1 循環(huán)水的濃縮倍率的控制

華能淮陰電廠冷卻塔補(bǔ)充水的Cl－含量一般在40～50 mg/L，鈣硬在1.5～2.5 mmol/L，全堿度在2～3 mmol/L，經(jīng)用指數(shù)判斷該補(bǔ)充水為偏腐蝕型的水，但當(dāng)濃縮4 倍后經(jīng)計算為嚴(yán)重結(jié)垢型的水。華能淮陰電廠凝汽器管材為304 不銹鋼，要求循環(huán)水的Cl－含量最好在200 mg/L 以下，所以循環(huán)水的濃縮倍率應(yīng)控制在4.0 左右，此時通過冷卻塔的排污門來控制循環(huán)水的鈣硬在8～10 mmol/L。據(jù)西安熱工研究院分析結(jié)果，循環(huán)水濃縮倍率在2.29 以上必須要加酸處理，這樣才能達(dá)到阻垢的目的。而2005年－2006年華能淮陰電廠3號機(jī)組在未加酸的情況，濃縮倍率2.5 左右，這樣必然導(dǎo)致結(jié)垢，同時浪費了大量的新鮮水。

1.2 原水預(yù)處理效果

華能淮陰電廠的原水預(yù)處理設(shè)備是機(jī)械加速澄清池，共4 臺，每臺出力1330 t/h，原水經(jīng)機(jī)械加速澄清池澄清后補(bǔ)入冷卻塔，從而進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，從2005年6月至2006年3月期間，由于加礬管的接口在原水母管上，采用鍍鋅管與母管相接，導(dǎo)致加礬管的接口在運(yùn)行不到半年就開始出現(xiàn)了腐蝕，經(jīng)常性地出現(xiàn)漏礬，導(dǎo)致機(jī)械加速澄清池的出水濁度較大，補(bǔ)充到循環(huán)水系統(tǒng)后，必然產(chǎn)生較多的泥垢。

1.3 微生物新陳代謝所產(chǎn)生的粘泥

由于循環(huán)冷卻水的水溫、光照條件和營養(yǎng)物質(zhì)都適合于微生物的生長，循環(huán)水中微生物的種類和數(shù)量比一般天然水中的還要多。這些微生物會形成粘泥，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生污垢及腐蝕。

2 循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行控制措施

2.1 控制好循環(huán)水的加藥處理

通過加入硫酸及緩蝕阻垢劑等手段，控制循環(huán)水的pH 值在8.0～8.5，全堿度在5.0 mmol/L 以下，鈣硬在8～10 mmol/L 左右，阻垢劑的加藥量在4 mg/L 左右。冷卻塔的殺菌原設(shè)計采用電解飽和食鹽水產(chǎn)生次氯酸鈉，這種方法有以下幾個缺點:人為地增加了循環(huán)水中的氯離子含量，循環(huán)水的濃縮倍率的控制要減小;次氯酸鈉只有在酸性的條件下，殺菌效果較好，其本身殺菌效果差;設(shè)備缺陷較多，維護(hù)量大，配藥的工作量很大。

根據(jù)以上情況，日常殺菌采用氧化性的溴類殺菌劑，在澄清池入口流道中放入固體溴類殺菌劑，采用自然溶解的方法來對澄清池及冷卻塔等進(jìn)行殺菌;另外當(dāng)塔池立柱上青苔長至5 cm 左右時加入異噻唑啉酮來控制循環(huán)水的微生物，加藥量150 mg/L左右，取得了較好的效果。

2.2 改造了機(jī)械加速澄清池的加藥方式

原機(jī)械加速澄清池的加藥點采用鍍鋅管與母管焊接相連，由于焊接處腐蝕造成藥液泄漏而影響機(jī)械加速澄清池的出水水質(zhì)，為此將機(jī)械加速澄清池的加藥點由原來的原水母管改為機(jī)械加速澄清池入口的配水井，直接采用橡膠管插到水流中，事實證明，這種加藥方式保證了機(jī)械加速澄清池的出水水質(zhì)，一般可達(dá)到小于3FTU，但要注意通過控制機(jī)械加速澄清池的排污而使澄清池的二反沉降比在10%～15%。二反沉降比太高會引起澄清池的泥渣上翻到清水區(qū);二反沉降比太低則既浪費水又容易造成澄清效果變差。

2.3 控制好循環(huán)水的濃縮倍率

華能淮陰電廠3號機(jī)冷卻塔和4號機(jī)冷卻塔是通過塔池聯(lián)絡(luò)門相連，正常情況下塔池聯(lián)絡(luò)門是處于全開狀態(tài)，這兩個塔池的水質(zhì)應(yīng)該基本一致，實際上塔池的水質(zhì)與其補(bǔ)水量有著直接的關(guān)系，補(bǔ)水量大的塔池循環(huán)水的濃縮倍率比補(bǔ)水量小的塔池循環(huán)水的濃縮倍率有時要小1.5 以上，不僅導(dǎo)致大量水的浪費，而且易引起結(jié)垢、腐蝕，應(yīng)盡量保持各塔池補(bǔ)水量的一致。

另外還要注意脫硫等其他系統(tǒng)復(fù)用循環(huán)水的數(shù)量。脫硫、沖洗用水要盡可能維持二、三期循環(huán)水的水量基本一致，不出現(xiàn)二期或三期用水量過大而導(dǎo)致循環(huán)水的水質(zhì)無法維持一定的范圍內(nèi)。每天對循環(huán)水的水質(zhì)進(jìn)行全面測定，根據(jù)測定結(jié)果，及時調(diào)整塔池補(bǔ)水、排污門的開度。

2.4 合理調(diào)節(jié)冷卻塔的內(nèi)圍配水

減少冷卻塔的內(nèi)圍配水，可明顯地減少塔池的蒸發(fā)量，從而減少塔池的補(bǔ)水，但是冷卻塔的水溫會上升，凝汽器的真空會下降，一般在天氣較冷的季節(jié)可關(guān)小冷卻塔的內(nèi)圍配水，可節(jié)約大量的新鮮水，但在氣溫較高時，必須開大冷卻塔的內(nèi)圍配水。

2.5 加強(qiáng)凝汽器膠球清洗工作

每天早班投入凝汽器的膠球清洗，提高了凝汽器鋼管的清潔度。

2.6 機(jī)械清除塔池內(nèi)的污垢

利用機(jī)組大小修的機(jī)會，將塔池水放空后清理，一般在每年夏季來臨前清理一次。

3 結(jié)語

針對華能淮陰電廠敞開式循環(huán)水系統(tǒng)的出現(xiàn)的結(jié)垢、腐蝕問題，實施了一系列優(yōu)化運(yùn)行控制措施。實踐證明，優(yōu)化措施可在確保機(jī)組幾乎不發(fā)生結(jié)垢、腐蝕的前提下，提高濃縮倍率，節(jié)約大量發(fā)電用水，既保證華能淮陰電廠的凝汽器真空及端差均始終維持在較好水平，又保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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