大型電廠循環(huán)水綠色無(wú)磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用

大型電廠循環(huán)水綠色無(wú)磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用

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1、大型電廠循環(huán)水綠色無(wú)磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用[摘要]目前國(guó)內(nèi)工業(yè)循環(huán)冷卻水大多采用磷系配方,易引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。隨著環(huán)保要求的不斷提髙,磷系配方的應(yīng)用越來(lái)越受到限制。鳳臺(tái)發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用綠色無(wú)磷方案,系統(tǒng)可長(zhǎng)期在自然pH條件下堿性運(yùn)行,濃縮倍數(shù)控制在3?4倍,并且可以減少殺菌滅藻劑的用量。運(yùn)行結(jié)果表明,該方案達(dá)到了優(yōu)異的防腐蝕、阻垢和微生物控制效果,同時(shí)具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。[關(guān)鍵詞]無(wú)磷;綠色;緩蝕阻垢;電廠我國(guó)屬缺水國(guó)家。隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展,工業(yè)用水量逐年增加,水資源危機(jī)和水環(huán)境污

2、染越來(lái)越嚴(yán)重,已經(jīng)成為制約地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。火電廠是工業(yè)用水大戶,全國(guó)火電用水約占全部工業(yè)用水量的40%以上。而電廠循環(huán)冷卻水用量占全廠用水量的80%—90%,所以減少循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水量是工業(yè)企業(yè)節(jié)水的重要途徑,而提高濃縮倍數(shù)是循環(huán)冷卻系統(tǒng)節(jié)水的最直接和最有效的措施之一。濃縮倍率的提高,會(huì)使循環(huán)水結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題更加突出。為解決循環(huán)系統(tǒng)中腐蝕和沉積物帶來(lái)的危害后果,需用水處理藥劑進(jìn)行化學(xué)處理。目前,磷系水處理劑因其無(wú)毒、低價(jià)、具有較好的緩蝕、阻垢性能,占當(dāng)今水處理劑的70%?80%以上

3、,但是磷的排放易引起水體富營(yíng)養(yǎng)化,暴發(fā)大面積“赤潮”等水質(zhì)故障事件,嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。對(duì)此,國(guó)際上限磷和禁磷呼聲越來(lái)越高,在歐美、日本等一些國(guó)家已提出了禁磷措施,我國(guó)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求磷(以P03-4計(jì))W1.5mg/L。21世紀(jì)以來(lái),節(jié)能減排、綠色能源聲勢(shì)日高,從可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的角度來(lái)看,為了保護(hù)有限的水資源,無(wú)機(jī)磷及有機(jī)勝系藥劑的應(yīng)用必將受到限制,高效環(huán)保無(wú)磷水處理劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用無(wú)疑是21世紀(jì)水處理行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。1.大型火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)1.1冷卻水量大。對(duì)于一個(gè)采用開(kāi)式循環(huán)

4、冷卻系統(tǒng)的2X600MW的火電廠,循環(huán)冷卻水量達(dá)到6X104?12X104t/h,如其濃縮倍率為3,補(bǔ)充水率約為2.4%,則補(bǔ)充水量為1440?2880t/h,如此數(shù)量使循環(huán)冷卻水的處理成本成為主要考量因素。1.2冷卻系統(tǒng)容積與小時(shí)循環(huán)水量的比值大。GB50050《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》指出:“敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水容積宜小于小時(shí)循環(huán)冷卻水量的1/3”o而實(shí)際上300MW以上機(jī)組一般為1:1-1:2,大大增加了藥劑在系統(tǒng)中的停留時(shí)間,予阻垢分散不利,對(duì)藥劑抗分解和水解性能要求更高。1.3冷卻

5、系統(tǒng)簡(jiǎn)單。換熱器數(shù)量少,一般只有凝汽器和閉冷水冷卻器等,換熱器材質(zhì)多為不銹鋼,殼體及管道為碳鋼,簡(jiǎn)化了緩蝕的研究對(duì)象。1.4冷卻水溫不高。凝汽器出口最高水溫一般在4(TC左右,在多數(shù)情況下,電廠循環(huán)水溫度不超過(guò)45£,降低了對(duì)藥劑的耐熱性能要求。1.國(guó)內(nèi)綠色無(wú)磷方案應(yīng)用進(jìn)展國(guó)內(nèi)華東理工大學(xué)較早對(duì)無(wú)磷環(huán)保型水處理劑進(jìn)行了研究?;粲钅乳_(kāi)發(fā)了一種由聚天冬氨酸(PASP)、葡萄糖酸鈉、鴿酸鹽和鋅鹽組成的緩蝕阻垢劑。之后也有人開(kāi)發(fā)了鈕系、硅系等無(wú)磷配方,但由于鈕酸酸鹽價(jià)格昂貴,經(jīng)濟(jì)上不合理,鵠酸鹽及硅酸鹽

6、效果不理想,都未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。中國(guó)專利CN101077810A公開(kāi)了一種不銹鋼凝汽器的綠色緩蝕阻垢劑,由聚天冬氨酸和聚馬來(lái)酸肝組成,但僅在實(shí)驗(yàn)室就其極化電位和靜態(tài)阻垢來(lái)評(píng)定其緩蝕阻垢效果,未有現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)論。目前國(guó)內(nèi)大型電廠采用綠色無(wú)磷水處理劑的還鮮有報(bào)道。綜合國(guó)內(nèi)外水處理劑發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用情況,考慮性能、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三大目標(biāo),將PASP、S-800(PESA)、S-710(AMPS四元復(fù)配物)作為主要阻垢組分,以鋅鹽作緩蝕劑,利用PESA與鋅鹽良好的協(xié)同緩蝕效應(yīng),可以有效地抑制碳鋼的腐蝕。通過(guò)大量

7、的配方研究和篩選工作,最終開(kāi)發(fā)出無(wú)磷、環(huán)保、阻垢緩蝕性能及配伍性能優(yōu)良的緩蝕阻垢劑HZ80BZN。ZH80BZN緩蝕阻垢劑經(jīng)上海市疾病預(yù)防控制中心檢測(cè)屬實(shí)際無(wú)毒型藥品,經(jīng)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)生物降解率達(dá)到269%,具有生物可降解性。1.無(wú)磷方案在鳳臺(tái)發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用3.1鳳臺(tái)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況安徽鳳臺(tái)電廠一期工程新建2*600MW超臨界燃煤機(jī)組,其循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水量為71748*2m3/h,保有水量約35000*加3。凝汽器管材質(zhì)為TP316L不銹鋼,循

8、環(huán)水管道為碳鋼。系統(tǒng)采用淮河水經(jīng)混凝澄清殺菌后作為補(bǔ)充水,補(bǔ)充水水質(zhì)見(jiàn)表1、表2o淮河水硬度、堿度、腐蝕性離子含量中等,系總體偏結(jié)垢型水質(zhì),水質(zhì)波動(dòng)較大。從2011年兩次現(xiàn)場(chǎng)取樣的分析數(shù)據(jù)看,補(bǔ)充水中含少量磷,說(shuō)明水質(zhì)被輕度污染,使用無(wú)磷配方后,循環(huán)水中仍然會(huì)含有少量的磷。根據(jù)補(bǔ)水水質(zhì),計(jì)算出32£的朗格利爾飽和指數(shù)(L.S.I.)和雷茲納穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)見(jiàn)表2,以此判斷循環(huán)水在不同濃縮倍數(shù)下的腐蝕或結(jié)垢情況。由表2數(shù)據(jù)可看出,系統(tǒng)循環(huán)水碳酸鈣結(jié)垢趨勢(shì)比較明顯。該水隨著濃縮

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