火電廠冷卻塔填料堵塞原因及預(yù)防

徐來彬 杭志瑩

摘要：火電廠循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性影響較大，循環(huán)水溫度直接影響凝汽器背壓，每升高一度影響供電煤耗約1克。因此做好循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行是節(jié)能運(yùn)行的重要工作。

關(guān)鍵詞：填料堵塞

經(jīng)濟(jì)性

原因分析

1概述

冷卻塔是用水作為循環(huán)冷卻劑，從系統(tǒng)中吸收熱量排放至大氣中，降低水溫的裝置。某發(fā)電廠裝機(jī)容量為2X320MW機(jī)組，1996年9月兩臺機(jī)組先后投入運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)一直運(yùn)行正常。2020年2月發(fā)現(xiàn)#2循環(huán)水溫度比#l循環(huán)水溫度偏高2攝氏度。4月29日對停機(jī)后的#1、#2機(jī)組冷卻塔進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組冷卻塔外圍區(qū)域下層舊填料存在大面積堵塞現(xiàn)象，2019年新?lián)Q填料有少量白色薄垢，中間位置未發(fā)現(xiàn)堵塞。冷卻塔塔底有大量淤泥。

2原因分析

2.1#2冷卻塔填料外觀檢查情況

填料板沉積物，較為疏松，很容易用手碾碎。經(jīng)拍打后沉積物極易脫落（見圖3拍打后的填料）。用稀鹽酸浸泡沉積物，冒出大量氣泡，說明沉積物很可能含有大量碳酸鹽，遇酸反應(yīng)放出CO2。期間下過一次小雨，經(jīng)過小雨沖淋后堵塞物明顯脫落（見圖4雨淋后的填料和沉積物）。

2.2填料沉積物成分分析

5月26日，#2機(jī)組冷卻塔填料垢樣分析報告見表l：

2.3沉積物生成原因分析

從表1可知，#2塔填料沉積物中，鈣、硅、鋁的含量排位前三，根據(jù)冷卻塔的實際運(yùn)行環(huán)境可以判斷：沉積物中含有CaCO3垢，約占三分之一，主要來自循環(huán)水中碳酸鹽硬度成分Ca（HCO3）2的結(jié)垢析出。硅和鋁來自于土壤的主要成分SiO2和AlzO3，部分來源于生水中的懸浮物，部分來源于空氣中的浮塵被冷卻塔水流洗滌進(jìn)入循環(huán)水中。灼燒失重達(dá)35.1%說明冷卻塔填料的沉積物中含有較多的有機(jī)物，來自于循環(huán)水在長期運(yùn)行過程生成的生物粘泥。

#2機(jī)組循環(huán)水運(yùn)行化驗報表，主要水質(zhì)指標(biāo)平均值見表2：

根據(jù)表2，觀機(jī)組循環(huán)水除pH值8.85稍有偏高以外，其它指標(biāo)沒有明顯異常。

冷卻塔配水方式為均勻配水，該方式下噴淋到填料各處的水量是均勻的，所以流經(jīng)填料的冷卻水水速在水平截面上的分布可近似看作是均勻的。經(jīng)過模擬實驗得出無風(fēng)情況下化學(xué)反應(yīng)污垢熱阻分布圖（如圖5無風(fēng)情況下化學(xué)反應(yīng)污垢熱阻分布圖）?？梢钥闯鲈诶鋮s塔中心和最外圍區(qū)域容易結(jié)垢，正常運(yùn)行下，要考慮主要側(cè)風(fēng)的影響。

2019年初，循環(huán)水加藥管堵塞，凝汽器、冷卻塔填料出現(xiàn)結(jié)垢，從填料堵塞沉積物成分分析報告中也可以反映出，部分堵塞物為結(jié)垢造成。

循環(huán)水采用的殺菌滅藻方式為：連續(xù)式投加氧化性殺菌劑（二氧化氯），結(jié)合沖擊式投加非氧化性殺菌劑。在2016年以前用于循環(huán)水沖擊式殺菌的非氧化性殺菌劑為1227（十二烷基二甲基芐基氯化銨），2017年至今改為使用異噻唑啉酮。相比異噻唑啉酮，1227具有更好的粘泥剝離效果。

為循環(huán)水泵電耗，將循泵改成高低雙速循泵，氣溫低時采用低速循泵。為了提高冷卻塔的冷卻能力，降低循環(huán)水溫度，采用一機(jī)雙塔的運(yùn)行方式，對于單臺冷卻塔來講，循環(huán)水量和流速都降低明顯，循環(huán)水大都在中心部位噴淋，不能達(dá)到冷卻塔周邊，不利于沉積物的脫落。

為了提高工業(yè)水的利用率，全廠廢水及反滲透濃水經(jīng)過工業(yè)廢水泵輸送至進(jìn)水反應(yīng)器，經(jīng)過澄清過濾后作為循環(huán)水補(bǔ)充水，工業(yè)廢水泵出口管道與虹吸濾池出口有連通門，閥門經(jīng)過長期運(yùn)行腐蝕穿孔，出現(xiàn)內(nèi)漏情況，造成大量渾濁的工業(yè)廢水直接補(bǔ)人冷卻塔。此閥門內(nèi)漏比較隱蔽，雖然發(fā)現(xiàn)循環(huán)水發(fā)渾但一直未找到原因，時間持續(xù)月20天，從表2中可以看到循環(huán)水濁度最大到119.8NTU。

其他原因還包含：全廠的酸堿再生廢水主要通過廢水處理站直接回收至循環(huán)水系統(tǒng)，也對填料結(jié)垢造成一定的影響。生活污水經(jīng)過處理后補(bǔ)充至循環(huán)水造成循環(huán)水有機(jī)物增多，根據(jù)以前運(yùn)行經(jīng)驗，冬季停止殺菌設(shè)備的運(yùn)行，造成有機(jī)物滋生。

根據(jù)以上情況，分析認(rèn)為：觀機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中，由于水中微生物和懸浮物的存在，冷卻塔填料上逐漸生成生物粘泥，但由于近兩年使用的殺菌劑（異噻唑啉酮）的粘泥剝離效果相對較差，也未投加專用的粘泥剝離劑，使得填料上的粘泥積累較多。此外，#2機(jī)組循環(huán)水pH值略有偏高（查閱2019年循環(huán)水水質(zhì)分析報表，2019年平均值約8.85），水質(zhì)存在一定的結(jié)垢傾向，綜合種種原因首先在冷卻塔填料的下層發(fā)生了結(jié)垢，最終形成了填料板上垢、泥同時存在的現(xiàn)象。

3預(yù)防措施

改進(jìn)非氧化性殺菌劑的配方，增加粘泥剝離劑，提高粘泥剝離效果。進(jìn)行沖擊性殺菌時退出一機(jī)雙塔運(yùn)行方式，保證冷卻塔填料有充分水量，均勻分布到各個部位。

循環(huán)水殺菌工作應(yīng)常年進(jìn)行，選用兩種或以上種類的殺菌劑，交替使用。建議采用氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑交替使用的殺菌方式。日常選用氧化型殺菌劑，控制循環(huán)水余氯為0.1-0.5mg/L范圍內(nèi)，根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整加藥量，夏季余氯控制在高限，冬季控制在低限。氧化型殺菌劑采用連續(xù)加入方式，使用一段時間后，沖擊式加入非氧化型殺菌劑。

適當(dāng)增加循環(huán)水加酸量，將循環(huán)水的pH值控制在8.5～8.7范圍內(nèi)。

全面加強(qiáng)對循環(huán)水的水質(zhì)監(jiān)督，確保各項指標(biāo)在期望值控制范圍內(nèi);應(yīng)密切監(jiān)督機(jī)組凝汽器端差變化情況。

機(jī)組有檢修機(jī)會時，及時對冷卻塔塔池進(jìn)行清淤，防止塔池內(nèi)的淤泥、填料碎片等雜物污染整個循環(huán)水系統(tǒng)。

當(dāng)更換循環(huán)水阻垢緩蝕劑時，委托具有一定資質(zhì)的第三方試驗研究單位重新進(jìn)行循環(huán)水處理工藝動態(tài)模擬試驗，確認(rèn)阻垢性能是否滿足要求。