綠色低磷緩蝕阻垢劑在空冷發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用

王明祥，邱振華

（淄博華諾水處理技術(shù)有限公司，山東 淄博 255086）

綠色低磷緩蝕阻垢劑在空冷發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用

王明祥，邱振華

（淄博華諾水處理技術(shù)有限公司，山東 淄博 255086）

采用聚天冬氨酸和低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸復(fù)配，能起到良好的協(xié)同增效作用。在高硬高堿和低濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水中，都能起到良好的緩蝕阻垢作用。能有效解決空冷發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。

循環(huán)冷卻水；空冷發(fā)電機(jī)組；低磷

0 前言

我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，特別是在西北地區(qū)尤其嚴(yán)重，水資源緊缺已成為嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)的因素?；鹆Πl(fā)電廠又是用水大戶，因此空冷機(jī)組發(fā)電機(jī)組在當(dāng)?shù)氐玫搅舜笠?guī)模應(yīng)用。筆者針對(duì)西北某2×600MW超臨界空冷機(jī)組循環(huán)水的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，對(duì)其使用的緩蝕阻垢劑進(jìn)行了一列的實(shí)驗(yàn)及開發(fā)應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)以聚天冬氨酸和低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTC?。橹鞯木徫g阻垢劑能有效的解決其目前的問題，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了滿意的效果。

1 現(xiàn)場(chǎng)工藝狀況

1.1 系統(tǒng)概述

某發(fā)電廠為2×600MW 超臨界空冷機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水采用經(jīng)過絮凝沉淀處理后的水庫水，循環(huán)水設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)為1.5～3.5。由于其空冷機(jī)組特點(diǎn)，夏季低負(fù)荷，循環(huán)水濃縮倍數(shù)低，對(duì)藥劑緩蝕能力要求高；冬季高負(fù)荷，循環(huán)水濃縮倍數(shù)高，對(duì)藥劑阻垢能力要求高。多采用板式換熱器，對(duì)水質(zhì)要求較高，有結(jié)垢問題時(shí)極易造成污堵，對(duì)生產(chǎn)造成影響。

1.2 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

循環(huán)冷卻水流量：3000m3/h 冷卻水保有水量：2000m3冷卻水溫差：7～10℃ 換熱器類型：列管式、板式換熱器設(shè)備材質(zhì)：TP316L不銹鋼、黃銅、碳鋼 設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)：1.5～3.5。

1.3 水質(zhì)狀況（表1）

表1 水質(zhì)分析

2 藥劑篩選試驗(yàn)

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況，進(jìn)行了靜態(tài)阻垢試驗(yàn)及動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，篩選出了適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的緩蝕阻垢劑配方。

2.1 水質(zhì)狀況分析［1］

運(yùn)用指數(shù)判斷水質(zhì)情況比較直觀，但水質(zhì)的結(jié)垢和腐蝕傾向由多方面因素決定，因此我們同時(shí)用飽和指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù)和結(jié)垢指數(shù)來判定水質(zhì)的狀況。

表2 水質(zhì)情況判斷

依據(jù)補(bǔ)充水各項(xiàng)指標(biāo)綜合判斷，該補(bǔ)充水屬于偏結(jié)垢型水質(zhì)。同時(shí)水中存在大量腐蝕性離子，應(yīng)該兼顧緩蝕

2.2 緩蝕阻垢劑配方選定

為了環(huán)保需要，緩蝕阻垢劑采用低磷配方；同時(shí)廠家換熱設(shè)備中存在大量高溫設(shè)備，藥劑中應(yīng)添加耐高溫阻垢劑；現(xiàn)場(chǎng)殺菌滅藻劑為氧化性氯系殺菌劑，緩蝕阻垢劑應(yīng)有良好的抗氯性。

2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸在高溫下緩蝕阻垢性能，以及耐氯性遠(yuǎn)優(yōu)于其他有機(jī)膦酸鹽，同時(shí)含磷量低，是優(yōu)良的低磷緩蝕阻垢劑單體［2］。聚天冬氨酸是一種綠色環(huán)保型水處理劑，在相對(duì)分子質(zhì)量2000～5000時(shí)具有優(yōu)良的阻垢效果。同時(shí)配合其他水處理劑我們進(jìn)行了大量的靜態(tài)阻垢及旋轉(zhuǎn)掛片實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)聚天冬氨酸與2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸復(fù)配能起到良好的協(xié)同增效作用，有效解決其循環(huán)水目前存在的問題。因此最終確定了緩蝕阻垢劑的成分主要由低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、聚天冬氨酸、共聚物阻垢分散劑、唑類等構(gòu)成。同時(shí)為了驗(yàn)證藥劑的實(shí)際使用效果，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用水浴鍋加熱，向水樣中加入緩蝕阻垢劑，加藥濃度為50mg/l，80℃加熱濃縮，濃縮至4.0倍，實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)束后測(cè)定水中氯離子、鈣硬度等計(jì)算阻垢率，靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，緩蝕阻垢劑在濃縮倍數(shù)1.5～3.5具有良好的阻垢效果。

2.3.2 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)［3］

分別將加入緩蝕阻垢劑50mg/l后，再將分別濃縮1.5倍跟3.5倍后的水樣作為腐蝕試驗(yàn)水樣。掛片材質(zhì)為碳鋼、不銹鋼、銅，試驗(yàn)溫度45±1℃，轉(zhuǎn)速75轉(zhuǎn)/分，試驗(yàn)時(shí)間72小時(shí)，同時(shí)分別做空白試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由上表旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，該緩蝕阻垢劑在各個(gè)濃縮倍數(shù)下都具有良好的緩蝕性能，各個(gè)材質(zhì)腐蝕速率［4］均符合GB50050-2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

2.3.3 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)［5］

表5 主要模擬試驗(yàn)參數(shù)

根據(jù)《HGT 2160-2008 冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法》要求，結(jié)合試驗(yàn)條件及試驗(yàn)工藝參數(shù)，將水樣加入試驗(yàn)系統(tǒng)，至水容積符合要求，加入緩蝕阻垢劑，啟動(dòng)主循環(huán)泵，在要求的循環(huán)水流量下進(jìn)行循環(huán)；啟動(dòng)加熱器和熱水循環(huán)泵，控制換熱器出口水溫，并定期補(bǔ)水以保持系統(tǒng)水容積不變。當(dāng)濃縮倍數(shù)達(dá)到要求后，系統(tǒng)開始排污，并調(diào)節(jié)流量，保持濃縮倍數(shù)在試驗(yàn)范圍內(nèi)，試驗(yàn)進(jìn)入穩(wěn)定工況運(yùn)行階段，通過15天的連續(xù)工況試驗(yàn)后，動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該緩蝕阻垢劑在模擬工況下，緩蝕效果和阻垢效果均能達(dá)到GB50050-2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。完全能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的需求。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

中國水利建設(shè)集團(tuán)崇信發(fā)電廠為2×600MW 超臨界空冷機(jī)組循環(huán)冷卻水從2014年10月開始使用目前緩蝕阻垢劑運(yùn)行期間控制循環(huán)水中總磷1.0～1.5mg/l，濃縮倍數(shù)控制在2.5～3.0，運(yùn)行期間各個(gè)換熱器運(yùn)行穩(wěn)定，日常每月掛入監(jiān)測(cè)掛片，各項(xiàng)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，在高負(fù)荷下?lián)Q熱效率穩(wěn)定沒有下降。檢修時(shí)拆開換熱器發(fā)現(xiàn)，換熱器表面光滑，無結(jié)垢腐蝕存在。說明循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行良好，此緩蝕阻垢劑完全適合該系統(tǒng)使用要求。

4 結(jié)論

（1）聚天冬氨酸跟2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸復(fù)配能到良好的協(xié)同增效作用。（2）運(yùn)行情況表明該緩蝕阻垢劑完全能滿足該系統(tǒng)需求，在鈣硬度達(dá)到600mg/l、總堿度600mg/l時(shí)，仍能保持系統(tǒng)穩(wěn)定，最大限度的減少循環(huán)冷卻水排污量。（3）此緩蝕阻垢劑為低磷配方，常規(guī)含磷配方需控制循環(huán)水中總磷大于3.0mg/l才能起到良好的效果，此配方只需控制總磷1.0～1.5mg/l即可，能最大程度減少對(duì)環(huán)境影響。（4）從檢修時(shí)拆下?lián)Q熱器來看，換熱器表面光潔，無結(jié)垢腐蝕現(xiàn)象，該緩蝕阻垢劑有優(yōu)良的緩蝕阻垢效果。（5）此緩蝕阻垢劑在該電廠實(shí)際運(yùn)行效果良好，可以在當(dāng)?shù)乜绽浒l(fā)電機(jī)組中推廣使用。

［1］金熙，項(xiàng)成林等.工業(yè)水處理技術(shù)問答（第三版）［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2003（06）∶484-492.

［2］嚴(yán)蓮荷.水處理藥劑及配方手冊(cè)［M］.中國石化出版社，2004（01）：120-121.

［3］GBT 18175-2014，水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法［S］.

［4］GB50050-2007，工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］HGT 2160-2008，冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.212