【摘要】 針對(duì)目前電廠除灰系統(tǒng)存在的結(jié)垢現(xiàn)象,通過(guò)介紹漳澤電

1、【摘 要】 針對(duì)目前電廠除灰系統(tǒng)存在的結(jié)垢現(xiàn)象，通過(guò)介紹漳澤電廠除灰系統(tǒng)結(jié)垢情況和實(shí)施高鈣低碳加阻垢劑技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)防止電廠除灰系統(tǒng)的結(jié)垢，具有一定的參考價(jià)值?！娟P(guān)鍵詞】 除灰系統(tǒng) 結(jié)垢機(jī)理 阻垢1 引言漳澤發(fā)電廠現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組100MW2臺(tái)，210MW4臺(tái)，總裝機(jī)容量1040MW，全年燃煤量250萬(wàn)t左右，按設(shè)計(jì)煤種灰分21.5%，計(jì)算排灰渣量71.4萬(wàn)t。除灰方式為：灰渣混除，濕法排灰。1985年11月投產(chǎn)以后，除灰系統(tǒng)渣泵、回水泵、灰管、回收水管、沖灰水管結(jié)垢非常嚴(yán)重，一項(xiàng)273灰管結(jié)垢率約30mm/年，二期325管結(jié)垢率約35mm/年，478回收水管結(jié)垢率約40mm/年，到灰場(chǎng)273

2、灰管結(jié)垢率約30mm/年，嚴(yán)重威脅除灰系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為此該廠從1990年開(kāi)始進(jìn)行了除灰系統(tǒng)的防垢技術(shù)的研究工作，到1992年3月在除灰系統(tǒng)實(shí)施了高鈣低碳加阻垢劑的防垢措施。1997年4月和蘇州熱工研究所合作又成功地對(duì)除灰系統(tǒng)回水加藥系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了除灰系統(tǒng)的自動(dòng)加藥。自除灰系統(tǒng)實(shí)施高鈣低碳加阻垢劑以來(lái)，整個(gè)除灰系統(tǒng)防垢效果比較明顯，特別是灰水回收系統(tǒng)防垢效果十分顯著，有效地保證了除灰系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2 除灰系統(tǒng)概況    該廠除灰系統(tǒng)除灰方式為：灰渣混除，高濃度水力輸送灰渣漿及汽車運(yùn)渣。其中主要包括一級(jí)泵房2座，二級(jí)泵房1座。系統(tǒng)流程如下圖1：

3、0; 圖113號(hào)爐灰渣漿經(jīng)自流溝由一期一級(jí)灰漿泵打至振動(dòng)篩。46號(hào)爐灰渣漿經(jīng)自流溝由二期一級(jí)灰漿泵打至振動(dòng)篩間。兩期一級(jí)灰漿泵至振動(dòng)篩間為低濃度灰渣混除方式。經(jīng)振動(dòng)篩分后的粗渣用汽車運(yùn)到灰場(chǎng)。細(xì)渣各灰漿進(jìn)入濃縮池，經(jīng)濃縮成灰沙比1：3左右的高濃度灰漿后，由2臺(tái)串聯(lián)的二級(jí)灰漿輸送至灰場(chǎng)。3結(jié)垢機(jī)理除灰管道內(nèi)的灰垢，是一種呈灰白色，有如頁(yè)巖形狀質(zhì)地堅(jiān)硬的物質(zhì)。其化學(xué)成分與灰渣的化學(xué)成分是不同的，如灰渣的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO的含量只有2.0%3.0%；而灰垢的CaO含量卻高達(dá)50%左右，SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量只在2%左右，因此除灰管道內(nèi)的結(jié)垢不

4、是一種簡(jiǎn)單的物理沉淀現(xiàn)象，而是一種化學(xué)反應(yīng)生成的結(jié)晶物，其主要成分是CaCO3。表1為該廠垢樣分析數(shù)據(jù)：表1垢樣分析數(shù)據(jù)表組  成灰漿管內(nèi)垢樣（%）回水管內(nèi)垢樣（%）CaO47.6454.37MgO1.260.53Al2O37.880.48Fe2O31.060.35SiO23.631.21CuO0.070.007SO30.160.16P2O50.160.01灼燒減量（900）38.4543.11合計(jì)CaCO385.0797.09 灰管垢樣的CaCO3含量比回水管管內(nèi)略低，而SiO2、Al2O3等較高，表明在灰漿管內(nèi)沉積物中攜帶有較大的灰量。從化學(xué)分析得知CaCO3垢物的生成

5、，是因?yàn)榛以泻杏坞x的氧化鈣經(jīng)水解后生成Ca（OH）2，與沖灰水中Ca（HCO3）2，反應(yīng)所生成的。其化學(xué)反應(yīng)式為：CaO+H2O=Ca（OH）2Ca（OH）2+ Ca（HCO3）22CaCO3+2H2O從以上化學(xué)反應(yīng)式看出，水中的一個(gè)克分子的重碳酸鈣，可生成兩個(gè)克分子的CaCO3，而灰中的CaO一般又在3%左右，有的煤種高達(dá)12%，這比沖灰水中自身含有的游離CaO雜質(zhì)要高得多，所以在除灰系統(tǒng)內(nèi)CaCO3是很容易形成的。由于常溫的除灰水對(duì)CaCO3的溶解度很低，當(dāng)PH值大于8.5時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)CaCO3離析現(xiàn)象，即從飽和的溶液中結(jié)晶出來(lái)，在靜電吸附作用下，附著在被外界空氣冷卻的除灰管道的內(nèi)壁上

6、。因此，只要灰水游離CaO含量和水中重碳酸鹽硬度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，灰管的結(jié)垢就不可避免。該廠回收水系統(tǒng)在不加阻垢劑情況下結(jié)垢，主要是因灰水比為1：15，相對(duì)較大，沖灰水雖在濃縮池中進(jìn)行了沉積和反應(yīng)，但由于沖灰水量大，沖灰水對(duì)CaO溶解的充分，則形成量大，成垢的機(jī)會(huì)多。4阻垢技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施高鈣低碳加阻垢劑技術(shù)，主要是防止除灰系統(tǒng)產(chǎn)生CaCO3水垢。在運(yùn)行中判斷產(chǎn)生的主要指標(biāo)為PH、Ca2+、CO32-、HCO3-等，即主要用PH、硬度和堿度的變化來(lái)判斷除灰系統(tǒng)中結(jié)垢傾向。該廠和蘇州熱工研究所合作，在除灰系統(tǒng)回收水泵出口加裝了一套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，解決了回收水系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題，也大大緩解了灰管結(jié)垢。其加

7、藥系統(tǒng)圖如下（圖2）：  圖2其工作流程是：將阻垢劑卸入藥液儲(chǔ)罐中，打開(kāi)儲(chǔ)罐和計(jì)量箱之間的連接閥，打開(kāi)混合器的進(jìn)出口閥門，原液通過(guò)計(jì)量泵準(zhǔn)確計(jì)量后直接到混合器與回水管旁路來(lái)水相互混合，再回到回水泵入口，完成加藥過(guò)程。日常運(yùn)行時(shí)，將計(jì)量泵的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)定在自動(dòng)位置，此時(shí)計(jì)量泵約48h至72h自動(dòng)切換一次。在加藥量上，該廠通過(guò)和山西省電力公司環(huán)境監(jiān)測(cè)中心合作，確定最佳加藥量。其試驗(yàn)為室溫下，分別量取定量的回水箱入口800ml，加入不同劑量的阻垢劑，攪拌、溶解靜置后，測(cè)定各項(xiàng)控制指標(biāo)。結(jié)果見(jiàn)表2、3。 表2阻垢劑劑量與阻垢率關(guān)系統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目時(shí)間回水箱入口阻垢劑劑量（ppm）1

8、.001.502.002.503.004.00阻垢率（%）開(kāi)始10010010010010010010025m98.7694.4194.4194.4194.4196.8996.89  圖3阻垢劑劑量與阻垢率關(guān)系圖表3（靜態(tài)）阻垢劑劑量選擇試驗(yàn)結(jié)果表項(xiàng)目時(shí)間回水箱入口水阻垢劑劑量（ppm）1.001.502.002.503.004.00PH開(kāi)始12.1412.1412.1412.1412.1412.1412.1425m12.1412.0612.0912.1012.1112.1212.1316h12.1011.9411.9711.9811.9611.9811.9824h12.0

9、511.6811.7311.7311.6911.7411.75OH（mmol/L）開(kāi)始9.509.509.509.509.509.509.5025m9.509.259.259.009.008.758.7516h9.006.006.006.005.755.756.0024h5.004.004.004.003.753.503.50CO32（mmol/L）開(kāi)始3.003.003.003.003.003.003.0025m2.002.002.002.502.503.003.0016h2.002.002.002.002.503.003.0024h2.002.002.002.002.503.003.00H

10、CO3（mmol/L）開(kāi)始0.000.000.000.000.000.000.0025m0.000.000.000.000.000.000.0016h0.000.000.000.000.000.000.0024h0.000.000.000.000.000.000.00總堿度（mmol/L）開(kāi)始12.512.512.512.512.512.512.525m12.0011.2511.2511.5011.5011.7511.7516h11.008.008.008.008.258.759.0024h7.006.006.006.006.256.506.50總硬度（mmol/L）開(kāi)始7.817.817.8

11、17.817.817.817.8125m7.717.377.377.377.377.577.5716h7.475.635.725.825.875.925.9724h6.794.905.045.045.045.095.14鈣硬度（mmol/L）開(kāi)始7.817.817.817.817.817.817.8125m7.717.377.377.377.377.577.5716h7.475.635.725.825.875.925.1424h6.794.905.045.045.045.095.14Cl（mmol/L）開(kāi)始155.0155.0155.0155.0155.0155.0155.025m155.01

12、55.0155.0155.0155.0155.0155.016h155.0155.0155.0155.0155.0155.0155.024h155.0155.0155.0155.0155.0155.0155.0阻垢率開(kāi)始10010010010010010010025m98.7694.4194.4194.4194.4196.8996.8916h94.6372.0573.2974.5375.1675.7876.4024h84.3962.7364.6064.6064.6065.2265.84由表2、表3、圖3可以看出，在回水加入不同劑量的阻垢劑，其阻垢率是不同的。隨著阻垢劑劑量的增大，阻垢率隨之增高

13、，比較可靠的阻垢劑劑量為3.00ppm以上。同時(shí)還可以看出，在回水中加入不同劑量的阻垢劑后，其阻垢率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷降低。不論加入阻垢劑劑量有多大，保證較高阻垢率的有效的時(shí)間約在25min左右，之后，阻垢率將逐步降低。通過(guò)以上試驗(yàn)，該廠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定了嚴(yán)格加藥制度，在保證回收水系統(tǒng)不結(jié)垢的情況下，力爭(zhēng)降低成本，阻垢劑劑量控制在3.005.2ppm左右，回水系統(tǒng)防垢效果十分顯著，同時(shí)也延長(zhǎng)了灰管的結(jié)垢周期。5防垢措施在防垢方面，除對(duì)除灰系統(tǒng)加藥外，以下幾點(diǎn)也可以起到防垢的效果。（1）選擇合適的灰水濃度，可以起到防垢的作用。除灰系統(tǒng)的沖灰水量，決定灰水混合物的濃度，和除灰系統(tǒng)管道內(nèi)灰水混合物的流速。在一定的除灰量情況下，灰水濃度要選擇得適當(dāng)。若增加沖灰水量勢(shì)必造成除灰系統(tǒng)的Ca(HCO3)2的數(shù)量增多，因而生成的垢物更我。若適當(dāng)?shù)販p少?zèng)_灰水量，可使帶入除灰系統(tǒng)內(nèi)的碳酸氫鈣的數(shù)量減少，減少結(jié)垢的數(shù)量。但要防止灰水濃度提高后，管速下降，引起的灰渣沉積現(xiàn)象