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煤氣發(fā)電廠節(jié)約水資源生產(chǎn)實踐

文檔作者：王明輝文檔來源：河南濟源鋼鐵（集團）有限公司動力廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月11日
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冶金動力
2012年第3期
38
 METALLURGICAL POWEF
總第151期
煤氣發(fā)電廠節(jié)約水資源生產(chǎn)實踐
王明輝
(河南濟源鋼鐵(集團)有限公司動力廠,河南濟源,454650)
【摘要】分析了發(fā)電廠用水工藝特點及水質(zhì)要求,通過廢水回收及循環(huán)水加酸技術的使用,提升循環(huán)水的
濃縮倍率,減少工業(yè)新水的補量,實現(xiàn)水資源的節(jié)約利用。
【關鍵詞】節(jié)水;循環(huán)水;加酸;濃縮倍率
【中圖分類號】TM611【文獻標識碼】B【文章編號號1006-6764(12030-0
 Production Practice of Water Saving of Coal Gas Power Plant
 WANG Ming-hui
 (Power Plant, Henan Jiyuan Iron Steel (Group) Ca, Ltd., Jyuan, Henan 454650, China)
 [Abstract] The process characteristics of water using and water quality requirements of
 the power plant are analyzed. Concentrate rate of circulating water is enhanced by means of
 wastewater recovery and adding acid in the circulating water, decreasing consumption of in-
 dustrial fresh water to save water source.
 [Key words] water saving: circulating water; acid adding; concentrate rate
1前言
蝕劑而產(chǎn)生換熱面結垢,影響換熱效果,造成無法正
濟源市地處河南省西北部邊緣,年均降水量為常取樣,不得不經(jīng)常清理換熱器的積垢。
630mm,年平均蒸發(fā)量890mm。濟源市平均水資
若射水箱的補水和化學取樣冷卻水改為工業(yè)新
源量為3.54億m3,人均占有水資源量為537m3水和經(jīng)緩蝕阻垢劑處理過的循環(huán)水兩種水源,夏季
人,約為全國人均水資源量(2140m3人)的1/4,不根據(jù)冷卻要求可調(diào)整補水配比,冬季可全關工業(yè)新
及世界人均水資源量的1/16,屬重度缺水地區(qū)。
水,全部使用循環(huán)水進行冷卻,有效減少了射水抽氣
國泰發(fā)電公司是河南濟源鋼鐵的一個自備電器和取樣冷卻器的結垢現(xiàn)象。
廠,鍋爐主要燃料為高爐煤氣,目前有兩臺12MW轉動機械冷卻水和高爐煤氣冷排溢流水對水質(zhì)
機組運行。
要求不高,可直接改工業(yè)新水為循環(huán)水。
2工藝改造
工藝優(yōu)化前,使用工業(yè)新水的汽輪機射水抽氣
國泰發(fā)電耗水較多的設備為循環(huán)水補水、轉動器冷卻水、化學取樣冷卻水轉動機械冷卻水高爐
機械冷卻水、高爐煤氣冷排溢流水、汽輪機射水抽氣煤氣冷排溢流水等各路回水均直接外排,水資源利
器冷卻水、化學取樣冷卻水。在對水資源的節(jié)約利用用效率很低水源改造結束后,工藝上又增加兩臺節(jié)
方法上我們從以下兩個大的方面著手改造。
水泵,一用一備,一個中間水池。因高爐煤氣冷排溢
21水資源循環(huán)利用工藝優(yōu)化
流水含有部分煤氣疏水而排地溝,其它三路回水均
汽輪機射水泵的運行是以射水箱的工業(yè)新水為介回收至中間水池,中間水池液位在0.5~1.5m之間
質(zhì),帶動射水抽氣器工作,使凝汽器形成真空。工藝可實現(xiàn)節(jié)水泵自動啟停,重新將回水輸送進循環(huán)池。
上要求必須連續(xù)向射水箱供給工業(yè)新水,來達到補工藝優(yōu)化后,雖然增加了部分電能消耗但因此而節(jié)
充損耗并使射水箱內(nèi)液位保持溢流和冷卻降溫的目約的水資源效益可觀。
的。若僅依賴連續(xù)補人工業(yè)新水作為射水泵的工作2.2循環(huán)水加酸技術的應用
介質(zhì),則因為工業(yè)新水沒有添加緩蝕阻垢劑,容易造22.1循環(huán)水運行品質(zhì)標準及普通加藥方法
成射水系統(tǒng)設備結垢,降低其工作效率,影響機組效
我們在循環(huán)水中采用計量泵連續(xù)添加阻垢緩蝕
率,結垢嚴重時,甚至需停機清理。化學取樣冷卻水劑及周期性投加氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑的
采用工業(yè)新水為冷卻水也會因水中沒有添加阻垢緩方法,通過補入工業(yè)新水和強制性連續(xù)排污保持循
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2012年第3期
總第151期
冶金動力
 METALLURGICAL POWER
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環(huán)水質(zhì)平穩(wěn)運行,表1為2010年國泰發(fā)電循環(huán)水運
濟源市工業(yè)新水指標中碳酸鹽硬度偏高(見表
行的水質(zhì)標準。
2),遠高于同類型電廠使用的河水水質(zhì)標準,工業(yè)新
表12010年國泰發(fā)電循環(huán)水質(zhì)標準
水堿度偏高,這就增大了工業(yè)新水用量和循環(huán)池的
水質(zhì)項日
化驗標準化驗額次
排污量
表2工業(yè)新水和加酸前的循環(huán)冷卻水指標
 pH
7-9
一次天
結垢性指標mgL)<1000一次兩小時
項目
工業(yè)新水循環(huán)冷卻水
度NTU
<20
一次天
 pH
723
8.47
離子mg/<300
一次天
濁度TU
3.8
鐵離子(mg/)
<2
一次天
電導率u/cm)
5741051
總磷mg
2-4
一次天
鐵離子mg
0.3
工業(yè)水中含有許多有機雜質(zhì)和無機雜質(zhì),補
總磷mg
3
循環(huán)池后作為凝氣器銅管的冷卻水會因為換熱在銅
氯離子mg
35.266.68
管內(nèi)壁產(chǎn)生水垢、污垢、滋生微生物,從而減弱凝汽甲基橙堿度(以CaO3計254465
器銅管的換熱效果,導致凝結水溫度上升,端差增大
鈣硬度(以CaCO3計mg245474
以及凝汽器真空度下降,影響機組出力和經(jīng)濟運行,
通過現(xiàn)場取循環(huán)水樣,添加硫酸測得濟源地區(qū)
嚴重的還可導致凝汽器銅管腐蝕泄露,循環(huán)水串入循環(huán)水的實際pH值和甲基橙堿度的對應關系為圖
凝結水,污染鍋爐水,產(chǎn)生安全運行隱患。
1,因此,我們對循環(huán)水中的堿度控制標準規(guī)定在
化學軟化法、酸化法、碳化法以及阻垢劑的應用150~220mg/L范圍內(nèi)。
都屬于化學方法。添加了聚磷酸鹽的阻垢劑與循環(huán)
400甲基橙堿度/(mg
水中的鈣、鎂離子形成單環(huán)或雙環(huán)離子,其生成的長350
鏈吸附在碳酸鈣品粒上,抑制碳酸鈣晶粒進一步長30
大,但添加阻垢劑并非沒有量的限制,通過運行實驗200
發(fā)現(xiàn),藥劑量的增加和阻垢效果并非成正比,相反,150
當投放的阻垢劑超過最優(yōu)劑量后阻垢效果開始減
100
50
弱,在經(jīng)濟上也不可行。
7.57.67.787.98.08.18.28.38.48.5
依賴向循環(huán)水中添加緩蝕阻垢劑和定期投放殺
pH值
菌劑,需要補充大量的工業(yè)新水并且要保持較高的圖1循環(huán)冷卻水的pH值與甲基橙堿度變化曲線圖
排污量,造成單位發(fā)電量對應的水耗較高。目前國內(nèi)2.2.3加酸工藝
許多電廠對循環(huán)水采用加硫酸的處理技術已經(jīng)較為
增加一個儲酸罐和兩臺加酸計量泵及相關管
成熟。
線,向循環(huán)水中添加硫酸,嚴格控制循環(huán)水的pH值
2.2.2加酸原理
在7.5~8.2之間,若pH值低于7.7時則停止加酸
工業(yè)新水進人循環(huán)水系統(tǒng)后,循環(huán)運行至冷卻環(huán)水加酸的位置要選擇在工業(yè)新水補充位置,且濃
塔時與大氣充分接觸,水中游離的和半結合的二氧硫酸不宜直接補入,應在補人前先定量稀釋再補人
化碳逃逸進入大氣。
水池,防止局部循環(huán)水H值過低產(chǎn)生腐蝕。
2HCO3→Co32+h2O+CO2↑
2.2.4計量方法
Ca2+CO32→CaCO3↓
除了循環(huán)水回水取樣,另外在循環(huán)泵出口母管
碳酸鈣溶于含有二氧化碳的水中形成碳酸氫管道上增加一個循環(huán)水取樣點,兩個取樣值同時取
鈣,碳酸氫鈣為工業(yè)新水中含有主要的結垢物質(zhì),相樣并對比兩者之差控制的數(shù)據(jù)要穩(wěn)定且合理,必要
對分子質(zhì)量162.06,粉末成白色,晶體無色透明。加時可調(diào)整加酸量。
硫酸的目的主要是降低循環(huán)水中的碳酸鹽硬度,防
每日的加酸總量的控制,使用公式計算得出。
止其分解水垢,化學反應式為:
循環(huán)冷卻水加酸調(diào)pH值,是為提高濃縮倍數(shù)
 Ca(HCO)+H,.=CaS0.++2H20
及阻垢的需要。根據(jù)酸堿中和原理,理論上加酸量等
于堿度降低量。Mm、Mr可由現(xiàn)場實測或由自然pH
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冶金動力
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 METALLIRGICAL, POWER
總第151期
值與堿度計算相關公式計算求得。如用98%硫酸調(diào)好每日系統(tǒng)運行加酸總量。
pH值,循環(huán)水單位用量的計算公式為:
2.3.2循環(huán)池水泥硫酸鹽腐蝕預防
 Ac=(Mm-Mr/N) Om
結晶性侵蝕是水中硫酸鹽類與混凝土中的固態(tài)
=1000
游離石灰質(zhì)或水泥結石作用,產(chǎn)生結晶。結晶體的形
式中:Ac循環(huán)水單位加硫酸量,(kgh,純度成使體積增大產(chǎn)生膨脹壓力導致混凝土破壞循環(huán)
為98%硫酸)
水添加硫酸后,產(chǎn)生了硫酸鈣、硫酸鎂等硫酸鹽,硫
Mm一補充水堿度(mg/L,以CaCO3計)
酸鹽導致了水泥石中產(chǎn)生石膏,鈣礬石,最終致使水
Mr循環(huán)冷卻水控制堿度(mg/L,以CaCO3計)泥膨脹開裂,產(chǎn)生結晶性侵蝕作用。
N濃縮倍率
表4結晶性侵蝕判定標準
Qm一補充水量(mh,
硫酸根含量mg判斷標準宜采用的水泥品種
我們以循環(huán)水的pH值8對應下的甲基橙堿度
180mg/L為暫定調(diào)控目標,補充的工業(yè)新水堿度取
500
無侵蝕普通硅酸鹽水泥
(水泥標號不低
254mg/L,濃縮倍率取3.0,補充的工業(yè)新水量根據(jù)0-00
弱侵蝕500水灰比不大于
0.55.C3A小于8%)
國泰發(fā)電的工藝條件取94th,計算得出需添加的5000中等普抗硫酸鹽水泥
硫酸量為18.2kg/h
25-1000
強侵蝕
抗硫酸鹽水泥
2.3硫酸腐蝕預防
2.3.1凝汽器銅管酸腐蝕預防。
我廠循環(huán)泵進水處水泥池采用的是普通硅酸鹽
循環(huán)水中添加緩蝕阻垢劑和硫酸后,須滿足的水泥,參考表4,將循環(huán)水中硫酸根離子含量控制在
處理效果參考表3。
500mg/L以內(nèi),就不會產(chǎn)生大的影響
表3處理效果
3結語
項目
化驗標準
通過對舊工藝的優(yōu)化改造和新工藝的引進,循
碳鋼腐蝕率(mm/a)
<0.125
環(huán)水濃縮倍率從1.8提升到了3.0,可實現(xiàn)減少55
銅及不銹鋼腐蝕率/mma)<0.005
m3h的工業(yè)新水補入量,除去向石灰車間供水外,
污泥附著速度mg/m)
<15
減少20m3h的排污量。我們在逐步嘗試對加酸量
生物粘泥量/mLm
<3
進行調(diào)整,使?jié)饪s倍率在安全、經(jīng)濟運行前提下有進
一步提升的空間,實現(xiàn)水資源的節(jié)約利用。
循環(huán)水加酸裝置投運前可對凝氣器銅管進行預
參考文獻
膜,加酸裝置投用后,應加強監(jiān)視反應凝汽器銅管腐【)楊祖榮淺談?chuàng)Q熱面的成垢和控制方法口化學工121
蝕情況的監(jiān)測換熱器和腐蝕監(jiān)測掛片的運行情況。2中國程建設標準化協(xié)會化工分會編工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計
GB50050-2007規(guī)定,工業(yè)循環(huán)水運行中銅管的腐規(guī)范[M北京中國計劃出版社2008年3月
蝕速率小于0.005mma。循環(huán)水中銅離子含量的高[國家基本建設委員會建筑科學研究院工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)
低反映了凝汽器銅管均勻腐蝕程度的大小,另外汽
勘察規(guī)范T21-77M北京中國建筑工業(yè)出版社出版1984年
收稿日期:2011-11-21
輪機凝結水的水質(zhì)也要嚴密監(jiān)控,通過定期對凝汽作者簡介:王輝(19-)男2004年華業(yè)于黃河水利職業(yè)技術學
器銅管和管道設備的腐蝕情況進行綜合評價,控制院助理工程師現(xiàn)從事煤氣發(fā)電廠運行管理工作。
≈
(上接第37頁)
3]婁馬寶燃氣輪機增加功率的幾種途徑燃氣輪機技術2004,17
[參考文獻
(320-22
1楊虎燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設備及運行M北京:中國電力
收稿日期:2012-03-28
出版社2003
作者簡介:吳小原(1964-),男,1986年畢業(yè)于南京工學院,大學本
2羅國平三菱M701F燃氣輪機燃燒控制技術分析自動化技術與科學歷高級工程師現(xiàn)從事電廠技術管理工作。
用2076()-1,13.

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