發(fā)電廠冷卻水處理知識(shí)講解

1、發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)1冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備1.1 冷卻水系統(tǒng)用水作冷卻介質(zhì)的系統(tǒng)稱為冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)可分為直流冷卻水系 統(tǒng)、開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)二種，如表4-1所示。表4-1冷卻水系統(tǒng)的分類冷卻水系統(tǒng)類型特點(diǎn)備注直流冷卻水系統(tǒng)濕式冷卻冷卻水只利用一 次采用人工和天然冷卻池時(shí)，如冷卻池 容積與循環(huán)水量比大于 100，可按直流 系統(tǒng)對(duì)待開(kāi)式循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)濕式冷卻冷卻水經(jīng)冷卻設(shè) 備冷卻后重復(fù)利用閉式循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)干式冷卻利用空氣冷卻1.1.1 直流式冷卻水系統(tǒng)直流式冷卻水系統(tǒng)如圖4-1所示。此系統(tǒng)的冷卻水直接從河、湖、海洋中抽 取，一次通過(guò)凝汽器后，即排回天

2、然水體，不循環(huán)使用。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是：用水 量大；水質(zhì)沒(méi)有明顯的變化。由于此系統(tǒng)必需具備充足的水源，因此在我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)及海濱電廠采用較多。1.1.2 開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)如圖4-2所示。該系統(tǒng)中、冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵送入凝汽 器，進(jìn)行熱交換，被加熱的冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后，流入冷卻塔底部水池，再由 循環(huán)水泵送入凝汽器循環(huán)使用。此循環(huán)利用的冷卻水則稱循環(huán)冷卻水。 此系統(tǒng)的 特點(diǎn)是：有CO2散失和鹽類濃縮，易產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題；水中有充足的溶解 氧，有光照，再加上溫度適宜，有利于微生物的孽生；由于冷卻水在冷卻塔內(nèi)洗滌空氣，會(huì)增加粘泥的生成1 凝汽器；2河流；3循環(huán)水泵圖4-2開(kāi)式循環(huán)冷

3、卻水系統(tǒng)1凝汽器；2冷卻塔；3循環(huán)水泵；Pb補(bǔ)充水；PZ蒸發(fā)損失；Pf吹散及泄漏損失；Pp排污損失此系統(tǒng)較直流式系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)水， 對(duì)一臺(tái)300MW的機(jī)組，循環(huán)水量 按3.2 X04t/h計(jì)，如果補(bǔ)充水量為2.5%,則每小時(shí)的耗水量?jī)H800t,因此該系統(tǒng) 在水資源短缺的我國(guó)北方地區(qū)被廣泛采用。隨著今后水資源短缺現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán) 重，我國(guó)將有更多的火電廠采用開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。1.1.3 閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在火電廠有三種應(yīng)用場(chǎng)合。一是空冷系統(tǒng)冷卻汽輪機(jī)的 乏汽，如在嚴(yán)重缺水地區(qū)建設(shè)的空冷機(jī)組，多采用此系統(tǒng)，目前，我國(guó)大同第二 電廠、豐鎮(zhèn)電廠的海勒式間接空冷系統(tǒng)已投入運(yùn)行，如圖4

4、-3所示。哈蒙式間接空冷系統(tǒng)也已在太原第二熱電廠投入運(yùn)行。如圖 4-4所示。二是有些電廠將軸瓦 冷卻水等組成一個(gè)專門的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)（亦稱二次冷卻系統(tǒng)）。三是裝有水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的電廠，將內(nèi)冷水也組成一個(gè)閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是：沒(méi)有蒸發(fā)而引起的濃縮，補(bǔ)充水量少，一般都使用除鹽水作為補(bǔ)充水圖4-3閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（海勒間接空冷系統(tǒng)）1汽輪機(jī)；2混合式凝汽器；3冷卻塔；4空冷元件；5循環(huán)水泵圖4-4閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（哈蒙間接空冷系統(tǒng)）1汽輪機(jī)；2凝汽器；3冷卻塔；4空冷元件；5循環(huán)水泵；6凝結(jié)水泵1.2 凝汽器在火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其換熱設(shè)備為凝汽器。凝汽器是用水冷卻汽輪機(jī)排汽的設(shè)

5、備，在火電廠使用的主要是管式表面式凝汽器，如圖4-5所示圖4-5管式表面式凝汽器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1蒸汽入口； 2冷卻水管；3管板；4冷卻水進(jìn)水管；5冷卻水回流水室；6冷卻水出水管；7凝結(jié)水集水箱(熱井)，8空氣冷卻區(qū)；9氣氣冷卻區(qū)擋板；10主凝結(jié)區(qū)；11空氣抽出口 凝汽器由殼體、管板、管子等組成，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，蒸汽在管外被凝結(jié) 成水。凝汽器的殼體和管板一般為碳鋼，管子為黃銅，不銹鋼或鈦管等材質(zhì)。管 與管板的連接為脹接或焊接。凝汽器傳熱性能的好壞，可由凝汽器的真空度和端差來(lái)判斷。1.2.1 凝汽器的真空度在正常運(yùn)行時(shí)，凝汽器內(nèi)會(huì)形成一定的真空度，其值一般為0.005MPa。1.2.2 凝汽器的端差汽

6、輪機(jī)的排汽溫度tp與凝汽器冷卻水的出口溫度t2之差，稱為端差，用 備 表示。它與汽輪機(jī)排汽溫度和冷卻水溫度之間有以下關(guān)系：tp= t1+At +(1-1)At = t2 t1式中t1冷卻水的進(jìn)口溫度，°C;t2冷卻水的出口溫度，C；正常運(yùn)行條件下，端差一般為 35C。如銅管內(nèi)結(jié)垢或附著粘泥，端差甚 至可上長(zhǎng)升到20C以上。此外，汽輪機(jī)排汽量的增加和凝汽器中抽汽量的減小， 冷卻水流量的減少，都會(huì)使凝結(jié)水溫度升高、端差上升或凝汽器內(nèi)壓力升高、 真 空度降低，影響機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。1.2.3 凝汽器的傳熱設(shè)凝汽器的排汽溫度為tp,冷卻水溫度為tw，S為傳熱面積，K為總傳熱系 數(shù)，則可用以下的

7、基本方程式來(lái)表示凝汽器的傳熱過(guò)程：Q = KS (tp tw) =KSAtm(1-2)式中 Q傳熱量，J/h;S傳熱面積，m2;K 總傳熱系數(shù)，W/(m2K);Atm流體間溫差的平均值，°C。在上式中，傳熱量越大，冷卻水的熱負(fù)荷越高，也越容易發(fā)生水垢故障。 總傳熱系數(shù)K值愈高，則導(dǎo)熱愈佳?？倐鳠嵯禂?shù)可按下式求出。(1-3)112 2式中 a蒸汽側(cè)界膜傳熱系數(shù)，W/ (m2 K);a冷卻水側(cè)界膜傳熱系數(shù)，W/ (m2 K);21管材的熱導(dǎo)率，W/ (m2 K);力一一附著物的熱導(dǎo)率，W/ (m2 K);a管壁厚度，m；竝附著物厚度，m。1Ko在凝汽器的運(yùn)行中，K值隨結(jié)垢、腐蝕產(chǎn)物和粘泥

8、附著的增長(zhǎng)而減小。 總傳熱系數(shù)K的倒數(shù)稱之為總污垢熱阻，表示某換熱器的污垢程度，亦稱 污垢系數(shù)，可由1-4式計(jì)算：(1-4)式中 y污垢系數(shù)，(m2 K) /W;Ks 運(yùn)行一定時(shí)間后的總傳熱系數(shù)，(m2 K) /W;Ko 運(yùn)行初期的設(shè)計(jì)總傳熱系數(shù)，(m2K) /W ;。污垢系數(shù)還可根據(jù)污垢的熱導(dǎo)率和厚度，按下式計(jì)算：式中a 污垢厚度，m；2附著物的熱導(dǎo)率，W/ (m-K)。對(duì)開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的年污垢熱阻值，我國(guó)目前的控制標(biāo)準(zhǔn)是小于3.44 >10-4 (m2K) /W，約相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的3mg/ (cm2月)垢附著速度。1.3 冷卻設(shè)備冷卻設(shè)備有噴淋冷卻水池、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔、自然通風(fēng)冷卻

9、塔三種。第一種 多用于小容量的火力發(fā)電機(jī)組，第二種多在占地面積小的火電廠中使用。 目前應(yīng) 用最多的是自然通風(fēng)冷卻塔。1.3.1 噴淋冷卻水池噴淋冷卻水池由水池和在冷卻水池上面加裝的噴水設(shè)備（噴水管道和噴嘴）組成，增加噴水設(shè)備的目的是為了增加水與空氣的接觸面積，便于散熱。噴淋冷卻水池的缺點(diǎn)是占地面積大，冷卻效果差，水損失大，且增加了水中懸浮物的含 量。此外由于良好的日照，會(huì)促進(jìn)苗、藻類的繁殖。1.3.2 機(jī)力通風(fēng)冷卻塔機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，由于在塔內(nèi)加裝了風(fēng)扇，進(jìn)行強(qiáng)力通風(fēng)，因而可以降低冷 卻塔的面積和高度，但由于要另外消耗動(dòng)力，且風(fēng)扇的維護(hù)工作量較大，所以限 制了它的使用。1.3.3 自然通風(fēng)冷卻塔

10、自然通風(fēng)冷卻塔一般為雙曲線型。它是由通風(fēng)筒、配水系統(tǒng)、填料，捕水器、 集水池組成。自然通風(fēng)冷卻塔是依靠塔內(nèi)外的空氣溫度差所形成的壓差來(lái)抽風(fēng) 的，因此通風(fēng)筒的外型和高度對(duì)氣流的影響很大，風(fēng)筒高度可達(dá)100m以上，直徑可達(dá)6080m。熱的循環(huán)水送至冷卻塔腰部，通過(guò)配水系統(tǒng)將水均勻的分布在 塔的橫截面上，然后進(jìn)入填料層，以增加水與空氣的接觸面積和延長(zhǎng)接觸時(shí)間， 從而增加水與空氣的熱交換。以往的填料多為水泥網(wǎng)格板（50>50>50，mm）,目前多為PVC制造的點(diǎn)波、斜波等膜式填料。被冷卻的水，收集在冷卻水池中， 經(jīng)溝道，重新引至循環(huán)水泵吸水井。為了降低吹散損失，目前多數(shù)冷卻塔都裝有捕水器，

11、捕水器設(shè)置在配水系統(tǒng) 上面，它是由弧形除水片組成，當(dāng)塔內(nèi)氣流夾帶細(xì)小水滴上升時(shí)， 撞擊到捕水器 的弧形片上，在慣性力和重力作用下，水滴從氣流中分離出來(lái)而被回收。134 水的冷卻原理在冷卻塔中，循環(huán)水的冷卻是通過(guò)水和空氣接觸，由蒸發(fā)散熱、接觸散熱和 輻射散熱三個(gè)過(guò)程共同作用的結(jié)果。借傳導(dǎo)和對(duì)流散熱，稱為接觸散熱，較高溫度的水與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。因水的蒸發(fā)而消耗的熱量，稱為蒸發(fā)散熱，進(jìn)入冷卻塔的空氣，濕分含 量一般均低于飽和狀態(tài)，而在水汽界面上的空氣已達(dá)飽和狀態(tài)， 這種含濕量的差 別，使水、汽不斷擴(kuò)散到空氣中去，隨著水汽的擴(kuò)散，界面上的水分就不斷

12、蒸發(fā)， 把熱量傳給空氣。所以水的蒸發(fā)冷卻，可使水溫低于空氣的溫度。假如冷卻塔進(jìn) 水溫度為35C,貝U蒸發(fā)1kg水大約要吸收24094J的熱量，帶走的這些熱量大約 可以使576kg的水降低1C。除冷卻池外，輻射散熱對(duì)其他各型冷卻構(gòu)筑物的影 響不大，一般可忽略不計(jì)。這三種散熱過(guò)程在水冷卻中所起的作用，隨空氣的物理性質(zhì)不同而異，春、 夏、秋三季，室外氣溫較高，表面蒸發(fā)起主要作用，以蒸發(fā)散熱為主。夏季的蒸 發(fā)散熱量占總散熱量的90%以上，冬季、由于氣溫低，接觸散熱為主，可以從夏 季的10%20%增加至50%，嚴(yán)寒天氣甚至可增至70%。2循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行操作參數(shù)包括：循環(huán)水量；系

13、統(tǒng)水容積；水滯留時(shí)間； 凝汽器出水最高水溫；冷卻塔進(jìn)、出水溫差；蒸發(fā)損失；吹散及泄漏損失；排污 損失；補(bǔ)充水量、凝汽器管中水的流速等。2.1 循環(huán)水量一般冷卻1kg蒸汽用5080kg水是經(jīng)濟(jì)的。通常用50kg水冷卻1kg蒸汽來(lái) 估算循環(huán)水量。如果氣溫偏冷，循環(huán)水量的設(shè)計(jì)值還可以再降低。 如北方某電廠 2 000MW機(jī)組，鍋爐額定蒸發(fā)量為 2008t/h,凝結(jié)水流量1548 t/h,設(shè)計(jì)循環(huán)水 量?jī)H為72000t/h,即冷卻1kg蒸汽用46.5kg冷卻水。2.2 系統(tǒng)水容積火電廠冷卻系統(tǒng)的水容積一般選擇的比其他工業(yè)大。 GB50050工業(yè)企業(yè)循 環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水容積（

14、 V）與循環(huán)水量（q） 的比，一般選用V/q 1丄，而我國(guó)火電廠由于多數(shù)采用大直徑的自然通風(fēng)塔，53塔底集水池的容積較大，所以多數(shù)電廠的此比值在 1之間。V/q比值越小，1.51系統(tǒng)濃縮得越快，即達(dá)到某一濃縮倍率的時(shí)間就比較短，可參見(jiàn)表 4-2。此外， 冷卻系統(tǒng)的水容積對(duì)冷卻系統(tǒng)中水的滯留時(shí)間 （算術(shù)平均時(shí)間）及藥劑在冷卻系 統(tǒng)中的停留時(shí)間（藥齡）有影響。表4-2 V/q對(duì)達(dá)到某一濃縮倍率©時(shí)所需時(shí)間時(shí)間（h）' wq濃縮倍率011/21/31/51.111.95.953.972.381.223.811.97.934.761.559.529.819.811.92.011959

15、.539.723.82.517989.359.535.73.023811979.347.64.035717911971.45.047623815995.4注：計(jì)算條件為Pz=0.84%, Pf+Pp=0.2%，冷卻塔溫差 t=7C02.3 水滯留時(shí)間水的滯留時(shí)間表示水在冷卻系統(tǒng)中的停留時(shí)間，也可表示冷卻水系統(tǒng)中水的(1-6)輪換程度，滯留時(shí)間可用下式計(jì)算：PfPptR式中tR滯留時(shí)間，h；V系統(tǒng)水容積，m3;Pf吹散及泄漏損失，m3/h;Pp排污損失，m3/h。顯然，系統(tǒng)水容積大，水的滯留時(shí)間長(zhǎng)，排污量少，滯留時(shí)間長(zhǎng)。2.4 凝汽器出口最高水溫當(dāng)冷卻塔和凝汽器正常工作時(shí)，凝汽器出口最高水溫一般

16、均小于45 °C。以往只有一些采用機(jī)力塔的電廠，凝汽器出口最高水溫曾達(dá)到50C。2.5 冷卻塔進(jìn)出水溫度差此溫度差一般為612C，多數(shù)為810C。2.6 蒸發(fā)損失蒸發(fā)損失是指因蒸發(fā)而損失的水量。蒸發(fā)損失量以每小時(shí)損失的水量表示(m3/h)。蒸發(fā)損失率用蒸發(fā)損失量占循環(huán)水量的百分?jǐn)?shù)表示。此值一般為1.0%1.5%左右。蒸發(fā)損失率PZ可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式估算：Pz k t(1-7)式中k系數(shù)，夏季采用0.16，春、秋季采用0.12，冬季采用0.08; t卻塔進(jìn)出口水的溫差，C。Pz還可參見(jiàn)表4-3。表4-3冷卻設(shè)備的蒸發(fā)損失率Pz冷卻設(shè)備名稱每5C溫差的蒸發(fā)損失(%)夏季春、秋季冬季噴水池

17、1.30.90.6機(jī)力通風(fēng)冷卻塔0.80.60.4自然通風(fēng)冷卻塔0.80.60.42.7 吹散及泄漏損失吹散及泄漏損失是指以水滴的形式由冷卻塔吹散出去和系統(tǒng)泄漏而損失的 水量，吹散及泄漏損失率Pf因冷卻設(shè)備的不同而異，參見(jiàn)表 4-4。表4-4冷卻設(shè)備的吹散和泄漏損失率Pf冷卻設(shè)備名稱Pf (%)冷卻設(shè)備名稱Pf (%)小型噴水池（400m3）1.5 3.5自然通風(fēng)冷卻塔（有捕水 器）0.1大型和中型噴水池1 2.5自然通風(fēng)冷卻塔（無(wú)捕水 器）0.3 0.5機(jī)力通風(fēng)冷卻塔（有輔水 器）0.2 0.32.8 排污損失排污損失是指從防止結(jié)垢和腐蝕的角度出發(fā)，控制系統(tǒng)的濃縮倍率而強(qiáng)制排 污的水量。濃縮

18、倍率是指循環(huán)冷卻水中某種不結(jié)垢離子的濃度與其補(bǔ)充水的濃度 比值，由于水中CI-不會(huì)與陽(yáng)離子生成難溶性化合物，所以通常用下式表示：CCI ,X （1-8）CC I ,B式中（|冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率；Cci-，x循環(huán)水中CI-的質(zhì)量濃度，mg/L;Cci-，b補(bǔ)充水中CI-的質(zhì)量濃度，mg/L;如果知道Pz、Pf和©值，就可求出排污損失率 Pp。2.9 補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量是指補(bǔ)入循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的水量。當(dāng)冷卻系統(tǒng)中的總水量保持一定 時(shí)，補(bǔ)充水量相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)，因蒸發(fā)、吹散、排污損失的總和。對(duì)于一定的 冷卻系統(tǒng)，蒸發(fā)、吹散損失是一定的，也就是說(shuō)排污損失的大小決定了補(bǔ)充水量 的多少。2.10 凝

19、汽器管中水的流速?gòu)恼衬嗉拔⑸锏母街慕嵌群脱h(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)性考慮，凝汽器管中水的流速一般設(shè)計(jì)在2m/s左右，但有些電廠，為了節(jié)省廠用電，在冬季少開(kāi)循環(huán)水泵， 此時(shí)銅管中實(shí)際水流速可能小于lm/s，應(yīng)注意粘泥的沉積。3開(kāi)式循杯冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡3.1 水量平衡開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，水的損失包括蒸發(fā)損失、吹散和泄漏損失、排污損失。 要使冷卻系統(tǒng)維持正常運(yùn)行，對(duì)這些損失量必須進(jìn)行補(bǔ)充，因此，水的平衡方程 式如下：Pb = Pz+Pf+P p(1-9)補(bǔ)充水量PB循環(huán)水量100%式中Pb補(bǔ)充水率，%；Pz蒸發(fā)損失率，%；Pf吹散及泄漏損失率，%；Pp排污損失率，。3.2濃縮倍率由于蒸發(fā)損失不帶走水中

20、鹽分，而吹散、泄漏、排污損失帶走水中鹽分，假如補(bǔ)充水中的鹽分在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中不析出，則循環(huán)冷卻系統(tǒng)將建立如下的鹽類平衡：(Pz Pf Pp )Cb (Pf Pp)Cx( 1-10)式中 Cb補(bǔ)充水中的含鹽量，mg/L;Cx環(huán)水中的含鹽量，mg/L。將上式移項(xiàng)得：(1-11)(Pz Pf Pp ) Cx(Pf Pp )CB式中（|開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率。如果冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行條件一定，那么蒸發(fā)損失量和吹散損失量就是定值,通過(guò)調(diào)整排污量可以控制循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率。PpPzPfPf1(1-12)由公式計(jì)算出的補(bǔ)充水量、排污水量和濃縮倍率的關(guān)系，如圖4-6所示。從圖4-6中可看出，提高冷卻水的濃

21、縮倍率，可大幅度減少排污量（也意味著減少 藥劑用量）和補(bǔ)充水量。從圖1-6中還可看出，隨著濃縮倍率的提高，補(bǔ)充水量 明顯降低，但當(dāng)濃縮倍率超過(guò)5時(shí)，補(bǔ)充水量的減少已不顯著。此外，過(guò)高的濃 縮倍率，嚴(yán)重惡化了循環(huán)水質(zhì)，容易發(fā)生各種類型的腐蝕故障。 各種水質(zhì)穩(wěn)定藥 劑的效果與持續(xù)時(shí)間有關(guān)，過(guò)高的濃縮倍率，使藥劑在冷卻系統(tǒng)中的停留時(shí)間超 過(guò)其藥齡，將降低處理效果。上述情況說(shuō)明，需要選定合適的濃縮倍率。一般開(kāi) 式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率應(yīng)控制在 46。1k d-ga:押i i45 6rt » 10 I圖4-6開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中濃縮倍率與補(bǔ)給量的關(guān)系減少循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污，提高濃縮倍率，可取得良好

22、的節(jié)水效果。現(xiàn)舉一實(shí)例來(lái)分析：某火電廠總裝機(jī)容量為1000MW，設(shè)Pz=1.4%, Pf =0.1% （Pf =0.5%,加捕水器后可節(jié)水80%),循環(huán)水量12.6為04t/h。由式1-11可以得出：Pp PzPf，濃縮倍率與節(jié)水關(guān)系的計(jì)算結(jié)果列于表4-5中。從表中可看1出，濃縮倍率為5時(shí)比濃縮倍率為1.5時(shí)節(jié)水3087t/h,而濃縮倍率為6只比濃 縮倍率為5節(jié)水88t/h。表4-5濃縮倍率與節(jié)水量的關(guān)系濃縮倍率©1.522.5345610排污率Pp (%)2.71.30.830.60.370.250.180.056排污量(m /h)3402163810467564663152277

23、1以© =1.5為基數(shù)的節(jié)水量 (m3/h)01764235626462936308731753331由1-11式可以推導(dǎo)出補(bǔ)充水率 Pb與濃縮倍率©的關(guān)系為：PBPZ ；11 1藥劑耗量D PZd , PZPP PZ，不同的濃縮倍率影響見(jiàn)表4-6。從表1 1中可看出，隨著濃縮倍率的提高，藥劑的耗量也顯著降低。表4-6 濃縮倍率(©)對(duì)Pb， Pf+Pp，D的影響©PbPf+PpD©PbPf+PpD1.111 Pz10Pz10Pzd2.51.67 Pz0.67Pz0.67Pzd1.26Pz5Pz5Pzd3.01.5Pz0.5PZ0.5Pzd1.

24、53Pz2Pz2Pzd4.01.33PZ0.33PZ0.33Pzd2.02PzPzPzd5.01.25Pz0.25Pz0.25Pzd注 D藥劑耗量，g/h; d循環(huán)水中藥劑濃度，mg/L第二節(jié)水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)1.1 碳酸鈣在開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，水中的重碳酸鈣由于受熱分解及二氧化碳在冷卻塔 中的散失，使下列平衡破壞，而析出碳酸鈣。Ca(HCO3)2CaCO3+COT +HO(2-1)水在冷卻塔中冷卻時(shí)，由于水是以水滴及水膜的形式與大量空氣接觸，水中二氧化碳散失，造成碳酸鈣析出。水溫決定于水中殘留二氧化碳，如圖4-7所示。碳酸鈣為難溶鹽類，它在蒸餾水中的溶解度如圖 4-

25、8所示。$dia 旳tofit.!：1»帥甜虻鈾圖4-7水中殘留CO2與水溫的關(guān)系圖4-8蒸餾水中碳酸鈣的溶解度1大氣壓下；2完全除去CO2后隨著水在開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的濃縮， 各種離子濃度不斷升高，碳酸鈣因達(dá) 到其溶度積而成為過(guò)飽和溶液。不同溫度下，碳酸鈣的溶度積列于表4-7。表4-7不同溫度下，碳酸鈣的溶度積溫度C)碳酸鈣的溶度積Ksp溫度(C)碳酸鈣的溶度積Ksp09.55 X0-9254.57 10-95-98.13 10 930-93.98 10 9107.08 10-9403.02 10-9156.03 10-9502.34 10-9205.25 10-91.2 硫酸鈣當(dāng)

26、溫度升高，pH降低時(shí)，硫酸鈣的溶解度降低，硫酸鈣在普通水中的溶解 度如圖4-9所示。從圖4-9中可見(jiàn)，它的溶解度約為碳酸鈣的 40倍以上。這也 就是凝汽器很少發(fā)生硫酸鈣水垢的原因。只有在高濃縮倍率下運(yùn)行的換熱設(shè)備，硫酸鈣才可能在水溫高部位析出。1.3 磷酸鈣和磷酸鋅為了緩蝕、阻垢，往往向冷卻水系統(tǒng)中加入聚磷酸鹽和有機(jī)膦， 隨著溫度的 升高及藥劑在冷卻傳統(tǒng)中停留時(shí)間的增長(zhǎng)， 它們會(huì)部分水解為正磷酸鹽，正磷酸 鹽與鈣離子反應(yīng)，生成非晶體的磷酸鈣。目前在很多復(fù)合配方中，為了緩蝕，都添加了鋅，而一般復(fù)合配方中都含有 機(jī)磷，因此有可能形成磷酸鋅的沉積。1.4 二氧化硅水中所含硅酸濃度，與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，如

27、火山地區(qū)，水中硅酸濃度就高。硅酸的離解按下式進(jìn)行：H2SQ3HSiOa +H+（ 2-2）HSiO3SlOl +H +(2-3)硅酸的第一電離常數(shù) Ki=7.9 X0-10;圖4-10 不同pH值與偏硅酸存在比率的關(guān)系硅酸的第二電離常數(shù)K2=1.7 X0_2o在不同pH值時(shí)，偏硅酸的存在比率 如圖4-10所示。從圖4-10可看出，當(dāng)pH值小于8.0 時(shí)，硅酸幾乎處于非離解狀態(tài)，此時(shí)幾乎 無(wú)HSiO-3存在。當(dāng)pH值大于9時(shí)，由于HSiO-3量明顯增加，因而硅酸的溶解度也明顯上升。 當(dāng)硅酸的含量超過(guò)其溶解度時(shí)，硅酸縮聚，以聚合體存在。隨著聚合體分子量的 增加，就會(huì)析出成為堅(jiān)硬的硅垢。當(dāng)循環(huán)冷卻水

28、中二氧化硅含量小于150mg/L時(shí)，一般不會(huì)析出沉淀。如循環(huán)水的pH值大于8.5,二氧化硅含量達(dá)到200mg/L， 也不會(huì)析出沉淀。1.5硅酸鎂硅酸鎂有橄欖石(Mg2SiO4)、蛇紋石Mg3Si2O5(OH)4和滑石Mg3Si4O10(OH)2 等冷卻水系統(tǒng)中，一般常見(jiàn)的硅酸鎂垢是滑石。溫度對(duì)硅酸鎂的沉淀影響很大，例如在20C時(shí)，放置一個(gè)月，硅酸鎂也不會(huì)產(chǎn)生沉淀，而70E在時(shí)，則很快會(huì)產(chǎn)生。關(guān)于硅酸鎂指數(shù)，工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定如下：lMgsiO3 Mg2 (以 CaCO3 計(jì),mg/L) SiO2 (mg/L) 15000(2-4)硅酸鎂的形成可分為兩步，鎂硬先以氫氧化鎂沉淀，而后

29、氫氧化物與溶硅和 膠硅反應(yīng)形成硅酸鎂。2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷當(dāng)水中碳酸鈣含量超過(guò)飽和值時(shí)，就會(huì)引起結(jié)垢現(xiàn)象。當(dāng)?shù)陀陲柡椭禃r(shí)，原 先析出的CaCO3又會(huì)溶于水中，水對(duì)金屬管壁產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)水中碳酸鈣含量正 好處于飽和狀態(tài)時(shí)，無(wú)結(jié)垢也無(wú)腐蝕現(xiàn)象，稱為穩(wěn)定型水。下面介紹一些常用的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的方法。2.1 極限碳酸鹽硬度開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，過(guò)一段時(shí)間，就會(huì)達(dá)到鹽類平衡，即循環(huán)水中的 鹽量在某個(gè)數(shù)值上穩(wěn)定下來(lái)，不再繼續(xù)上升，此值即為循環(huán)水鹽類濃度的最大值。 實(shí)際上，往往沒(méi)有達(dá)到此最大值前，碳酸鹽硬度便開(kāi)始下降，此開(kāi)始下降的碳酸 鹽硬度值，叫作水的極限碳酸鹽硬度，也可以說(shuō)，極限碳酸鹽硬度是開(kāi)式循環(huán)冷 卻

30、系統(tǒng)中不結(jié)碳酸鹽垢時(shí)，循環(huán)水的最大碳酸鹽硬度值。用此值的判斷方法為：©Hb，tvHtj，不結(jié)垢©Hb，t>Htj，結(jié)垢式中 Htj水的極限碳酸鹽硬度，mmol/L。Ht，b補(bǔ)充水碳酸鹽硬度，mmol/L。©縮倍率水的極限碳酸鹽硬度值，通常是由模擬試驗(yàn)求得，也可用經(jīng)驗(yàn)公式估算。2.1.1 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算在循環(huán)冷卻水未進(jìn)行任何處理的情況下，前蘇聯(lián)學(xué)者提出了很多計(jì)算極限碳 酸鹽硬度的公式，常用的有阿貝爾金公式。HTJ=k(CO2)+b-0.1HF(2-5)式中 Htj水的極限碳酸鹽硬度，mmol/L ;k與水溫有關(guān)的系數(shù)，參見(jiàn)表 2-2;b水中基本無(wú)CO2極限碳酸鹽

31、硬度值mmol/L，參見(jiàn)表4-8;Hf循環(huán)水的非碳酸鹽硬度(永久硬度)，mmol/L。表4-8計(jì)算極限碳酸鹽硬度的k，b值水溫C)k值b值循環(huán)水的耗氧量(mg/L)5102030300.263.23.84.34.6400.172.53.03.43.8500.102.12.63.03.32.1.2 西安熱工研究所經(jīng)驗(yàn)公式西安熱工所經(jīng)試驗(yàn)歸納整理，提出了如下計(jì)算極限碳酸鹽硬度的經(jīng)驗(yàn)公式：HTj=fHB，t(A+B-C-D)( 2-6)式中 Htj極限碳酸鹽硬度，mmol/L;f用于工業(yè)冷卻系統(tǒng)控制時(shí)的系數(shù)，取 0.80.85;Hb, t補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度，mmol/L ;A 與水中碳酸鹽硬度有關(guān)的

32、系數(shù)；B與水中鎂硬有關(guān)的系數(shù)；C與水中重碳酸要有關(guān)的系數(shù)；D與水中鈣硬有關(guān)的系數(shù)。處理循環(huán)冷卻水，采用的藥劑不同，其計(jì)算系數(shù)也不同。詳見(jiàn)熱工技術(shù)手 冊(cè)電廠化學(xué)篇。2.2 飽和指數(shù)IB (Langelier指數(shù))飽和指數(shù)是根據(jù)碳酸鈣的溶度積的各種碳酸化合物之間的平衡關(guān)系指導(dǎo)出來(lái)的一種指數(shù)概念，用以判斷某種水質(zhì)在一定的運(yùn)行條件下是否有CaCO3水垢析出。lB=pHY-pHB(2-7)式中IB碳酸鈣飽和指數(shù)；pHY水的實(shí)測(cè)pH值；pHB碳酸鈣飽和pH值。IB=0時(shí)，水質(zhì)是穩(wěn)定的。Ib>0時(shí)，水中CaC03呈過(guò)飽和狀態(tài)，有CaCO3析出的傾向。Ib<0時(shí)，水中CaCO3呈未飽和狀態(tài)，有溶解

33、 CaCO3固體的傾向，對(duì)鋼材有 腐蝕性。一般情況下，Ib值在±（ 0.250.30）范圍內(nèi)，可以認(rèn)為水質(zhì)是穩(wěn)定的2.3 穩(wěn)定指數(shù)IW （ Ryznar指數(shù)）在朗格里爾（Langelier）所做工作的基礎(chǔ)上，雷茲納（Ryznar）進(jìn)行了一些 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)校正試驗(yàn)，提出了雷茲納穩(wěn)定指數(shù)Iw :lw=2pHB pHY（2-8）pHY=1.465lgA+7.03（2-9）式中 A水的全堿度，mmol/L。穩(wěn)定指數(shù)（Iw）和飽和指數(shù)（Ib）與結(jié)垢程度的關(guān)系見(jiàn)表4-9。表4-9 Ib、Iw與結(jié)垢程度的關(guān)系I BIw結(jié)垢程度IbIw結(jié)垢程度3.03.0非常嚴(yán)重-0.26.5無(wú)垢2.04.0很

34、嚴(yán)重-0.57.0無(wú)垢，垢稍有溶解傾向t1.05.0嚴(yán)重-1.08.0無(wú)垢，垢有中等溶解傾向0.55.5中等-2.09.0無(wú)垢，垢有明顯溶解傾向0.25.8稍許-3.010.0無(wú)垢，垢有非常明顯的溶解傾 向06.0穩(wěn)定水對(duì)于穩(wěn)定劑處理的開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，由于腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題不能只由碳酸鈣 的溶解平衡來(lái)決定，加之出現(xiàn)了一個(gè)很寬的介質(zhì)穩(wěn)定區(qū)，同時(shí)冷卻水的腐蝕和結(jié) 垢傾向已被其中的緩蝕劑和阻垢劑所抑制，因此難以用單一的飽和指數(shù)來(lái)判定。 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果說(shuō)明，在火電廠，對(duì)于不處理的直流式冷卻系統(tǒng)及用酸和爐煙處理 的開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，一般可用飽和指數(shù)來(lái)判定水的結(jié)垢性。3粘泥附著以微生物（細(xì)菌、霉菌、藻類等微生

35、物群）和其粘在一起的粘質(zhì)物（多糖類、 蛋白質(zhì)等）為主體，混有泥砂、無(wú)機(jī)物等，形成軟泥性的污物，稱為粘泥。粘泥可分為附著型粘泥和堆積型淤泥兩種。 一般地說(shuō)，附著型粘泥，其灼燒 減量超過(guò)25%，含有大量的有機(jī)物（以微生物為主體）。堆積型淤泥，其灼燒減 量在25%以下，相對(duì)微生物含量較低，泥砂等無(wú)機(jī)成分較多。當(dāng)然，在灼燒減量中，還包括微生物以外的有機(jī)物量，因此要準(zhǔn)確判別，還應(yīng)測(cè)定蛋白質(zhì)量（僅微 生物含有）。粘泥附著型污垢和淤泥堆積型污垢的發(fā)生部位見(jiàn)表4-10。表4-10冷卻系統(tǒng)各部位粘泥的類型發(fā)生部位粘泥類型熱交換器管內(nèi)粘泥附著型冷卻塔水池底部淤泥堆積型池壁粘泥附著型填料粘泥附著型在決定粘泥的處理方

36、法時(shí)，必須了解構(gòu)成粘泥的微生物種類、性質(zhì)和特點(diǎn)見(jiàn) 表 4-11。在開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，由菌膠團(tuán)狀細(xì)菌引起的故障最多，其次是絲狀真菌、 絲狀細(xì)菌、藻類引起的故障。表4-11開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中組成粘泥成分的微生物微生物種類特點(diǎn)藻類藍(lán)藻類細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素，利用光能進(jìn)行碳酸同化作用，在冷 卻塔下部接觸光的場(chǎng)所常見(jiàn)綠藻類硅藻類細(xì)困類菌膠團(tuán)狀細(xì)菌是塊狀瓊脂，細(xì)菌分用于其中，在有機(jī)物污染的水系中 常見(jiàn)絲狀細(xì)菌稍做水棉，在有機(jī)物污染的水系中呈棉絮狀集聚鐵細(xì)菌氧化水中的亞鐵離子，使咼鐵化合物沉積在細(xì)胞周圍:硫細(xì)菌污水中常見(jiàn)，一般在體內(nèi)含有硫磺顆粒，使水中的硫化 氫等氧化硝化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽的細(xì)菌和使亞硝酸

37、鹽氧化成硝酸鹽 的細(xì)菌，在循環(huán)水系統(tǒng)中有氨的地區(qū)繁殖硫酸鹽還原菌使硫酸鹽還原生成硫化氫真菌類澡困類（水霉困）在菌絲中沒(méi)有隔膜，全部菌絲成為一個(gè)細(xì)胞不元全菌類（綠菌 類）在菌絲中有隔膜3.1 影響粘泥生成的因素微生物的營(yíng)養(yǎng)源內(nèi)流速小于0.3m/h時(shí)，淤泥容易堆積。3.2 粘泥附著和淤泥堆積的機(jī)理3.2.1 粘泥附著機(jī)理一般認(rèn)為，水中的微生物附著在某個(gè)固體表面上，對(duì)利用營(yíng)養(yǎng)成分是有利的， 所以微生物有附著固體表面生長(zhǎng)的傾向。熱交換器上附著粘泥的模式如圖4-11所示。這種附著形態(tài)也在水中的懸浮物表面進(jìn)行，生成微生物絮凝物，這種絮凝 物附著在金屬表面，并使粘泥附著加速進(jìn)行。粘泥附著過(guò)程分為三個(gè)時(shí)期，即

38、附著初期、對(duì)數(shù)附著期和穩(wěn)定附著期。穩(wěn)定 附著期是指粘泥附著速度與水流引起的粘泥剝離速度處于平衡狀態(tài)。fd)圖4-11粘泥附著模式圖（a）微生物在固體表面附著；（b）微生物周圍生成粘著性質(zhì)；（c）粘著性物質(zhì)發(fā)生粘結(jié)作用，附著無(wú)機(jī)懸濁物質(zhì)；（d）隨著又重新進(jìn)行3.2.2 淤泥堆積機(jī)理冷卻水中的懸浮物，由于微生物生成的粘質(zhì)物的作用， 而使其絮凝化，生成 絮疑物，在低流速部位，它會(huì)沉降而形成淤泥。人們把有微生物參與的絮凝現(xiàn)象 稱為生物絮凝。此外無(wú)機(jī)物相互間的絮凝作用也是淤泥堆積的原因。但在冷卻水系統(tǒng)中，通常以生物絮凝為主。3.3 影響污垢沉積的因素（1）水質(zhì)水質(zhì)是影響污垢沉積的最主要因素之一。 循環(huán)水

39、水質(zhì)的各項(xiàng)控制指標(biāo)，絕大 部分是根據(jù)污垢控制的要求而制訂的。除了成垢離子和濁度等外，水的 pH值對(duì) 污垢沉積也有較大影響。因?yàn)殁}、鎂垢和鐵的氧化物在 pH大于8時(shí)幾乎完全不 溶解。有機(jī)膠體在堿性溶液中比在酸性溶液中更易混凝析出。 微生物粘泥在堿性 溶液中也更難以清除，氯的殺菌作用在堿性溶液中會(huì)明顯下降。(2) 流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)包括流體的流速、流體的湍流或?qū)恿鞒潭群退鞣植嫉葞讉€(gè)方面。流動(dòng)狀態(tài)對(duì)污垢的沉積與剝離有重要作用。 在流動(dòng)體系中，如有高流速突變 為低流速的突變區(qū)域，容易產(chǎn)生污垢的沉積。(3) 水溫各種微生物都有一個(gè)最佳的繁殖溫度，此溫度為 3040C。對(duì)于冷卻系統(tǒng)， 除考慮水溫外，還要考

40、慮傳熱管的表面溫度。(4) pH 值一般來(lái)說(shuō)，細(xì)菌宜在中性或堿性環(huán)境中繁殖。絲狀菌(霉菌類)宜在酸性環(huán) 境中繁殖。多數(shù)細(xì)菌群最佳繁殖的pH值在69之間。一般循環(huán)水的pH值就在 此范圍內(nèi)。(5) 溶解氧40沖岡水中的*1桶我t/mL圖4-12 細(xì)菌數(shù)和粘泥故障發(fā)生頻率的關(guān)系so加14¥+胥»護(hù)冀a訴£春臨£»倉(cāng)申好氣性細(xì)菌和絲狀菌(霉菌類)利用 溶解氧，氧化分解有機(jī)物，吸收細(xì)菌繁殖 所需的能量。在開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，冷 卻塔為微生物增值提供了充分的溶解氧。(6) 光在冷卻水系統(tǒng)中，藻類的繁殖需利用 光能，而其它微生物的繁殖無(wú)需光能。(7) 細(xì)菌數(shù)

41、粘泥故障和冷卻水中細(xì)菌數(shù)的關(guān)系， 見(jiàn)圖4-12。由圖可知，細(xì)菌數(shù)在在10000個(gè)/mL以上，容易發(fā)生粘泥故障。(8) 濁度為防止粘泥附著，淤泥堆積，濁度應(yīng)盡量控制低，但不能說(shuō)濁度低，粘泥故障就一定不會(huì)發(fā)生。（9）粘泥體積粘泥體積指1m3的冷卻水通過(guò)浮游生物網(wǎng)所得到的取樣量（ml）。粘泥體積 在10ml/m3以上的冷卻水系統(tǒng)中，粘泥故障的發(fā)生率高。 工業(yè)循環(huán)冷卻水處理 設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定：粘泥量4ml/m3 （生物過(guò)濾網(wǎng)法）。（10）粘泥附著度粘泥附著度是衡量冷卻水中粘泥附著性的有效指標(biāo)。把玻璃片浸漬在冷卻水 中一定時(shí)間，然后干燥，附著在玻璃表面上的粘泥，然后進(jìn)行微生物染色，測(cè)定 玻璃片的吸光度，通

42、過(guò)換算可得出粘泥附著度。（11）流速流速對(duì)淤泥堆積有影響，當(dāng)管內(nèi)流速大于 0.5m/s時(shí)，幾乎不發(fā)生淤泥堆積， 但當(dāng)管子污堵后或流速極慢，此區(qū)域內(nèi)污垢最易沉積。例如熱交換器冷卻水進(jìn)口 端花扳，淤泥等污垢最容易積聚。再如熱交換器管內(nèi)流動(dòng)的水往往是處于湍流狀 態(tài)的，但在管壁附近總有一層滯流層，在滯流層內(nèi)水的流速較低，而水的溫度將 高于水的總體溫度，因此，水垢將易于在管壁上生成。（12）溫度在冷卻水系統(tǒng)中，有兩種溫度影響，即主體水溫和熱交換管的壁溫。 火電廠 冷卻水的主體水溫為 3040 °C時(shí)，最適宜于微生物繁殖，它的影響主要是促進(jìn) 微生物生長(zhǎng)。熱交換器管壁溫度高，會(huì)明顯加快污垢的沉積。

43、這是因?yàn)椋簻囟?高會(huì)使微溶鹽類的溶解度下降，導(dǎo)致水垢析出；溫度高有利于解析過(guò)程，促使 膠體脫穩(wěn)如絮凝；溫度高加快了傳質(zhì)速度和粒子的碰撞，使沉降作用增加。（13）表面狀態(tài)粗糙表面比光滑表面更容易造成污垢沉積。 這是因?yàn)榇植诒砻姹仍瓉?lái)光滑表 面的面積要大很多倍，表面積的增大，增加了金屬表面和污垢接觸的機(jī)會(huì)和粘著 力。此外，一個(gè)粗糙的表面好比有許多空腔，表面越粗糙，空腔的密度也越大。 在這些空腔內(nèi)的溶液是處在滯流區(qū)，如果這個(gè)表面是傳熱面，則還是高溫滯流區(qū)。 濃縮、結(jié)晶、沉降、聚合等各種作用都在這里發(fā)生，促進(jìn)了污垢的沉積。第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法1循環(huán)冷卻水防垢處理方法的選擇循環(huán)冷卻水防垢處理

44、方法，按處理場(chǎng)合，可分類為:排務(wù)法防垢處理方法酸化法訥部處理法V加藥法I爐煙法也可按處理方法的作用分類為:石灰處理 降低碳IS鹽硬度或結(jié)垢物質(zhì)含ib離子交換酸化法防垢處厘方法穩(wěn)定碟酸鹽硬度費(fèi)化（無(wú)機(jī)聚磷酸鹽法 全有機(jī)穩(wěn)定處理復(fù)合處理（無(wú)機(jī)確一有機(jī)藥劑處理） I爐煙（利用法聯(lián)厶孫理J酸化磷化法聯(lián)口醸化一有機(jī)藥劑處理循環(huán)冷卻水防垢處理方法有很多種， 選用時(shí)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)條件、循環(huán)冷卻系統(tǒng) 的水工況、環(huán)境保護(hù)的要求、水資源短缺情況及水價(jià)、藥品供應(yīng)情況等因素，因 地制宜地選擇有效、安全、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的方法。在選擇處理方法時(shí)，應(yīng)注意節(jié)約 用水，同時(shí)要十分重視凝汽器鋼管的腐蝕和防護(hù)。各種循環(huán)水處理方法的適用條件

45、及優(yōu)缺點(diǎn)列于表4-12。表4-12各種循環(huán)水處理方法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1.排污法 補(bǔ)充水碳酸鹽硬 度與濃縮倍率的乘積 小于循環(huán)水的極限碳 酸鹽硬度； 水源水量充足 方法簡(jiǎn)單，不需任 何處理設(shè)備和藥品； 運(yùn)行維護(hù)工作量 小。 適用水質(zhì)范圍窄； 受水資源限制； 排污水量大時(shí)，將 造成受給水體的熱污 染。2酸化法 可處理碳酸鹽硬 度較咼的補(bǔ)充水； 使用硫酸時(shí)，應(yīng)注 意防止硫酸鈣沉淀及 高含量so2對(duì)普通硅 酸鹽水泥的侵蝕 設(shè)備簡(jiǎn)單； 運(yùn)行維護(hù)工作量 小。 酸消耗量大，濃縮 倍率低時(shí)，處理費(fèi)用較 高； 硫酸是一種危險(xiǎn) 性較大的藥劑，需米取 完善的安全措施

46、。3.爐煙處理法炭化法 適用于低濃縮倍 率運(yùn)行； 燃煤中含硫量<2%; 循環(huán)水中所需的 平衡CO2,必須小于一 定條件下水中所能溶 解C02量； 不適于高負(fù)硬水 綜合利用煙氣，有 利于環(huán)保； 適用于水質(zhì)不穩(wěn) 定的直流式冷卻系統(tǒng) 的防垢。 基建投資高； 目前的處理系統(tǒng)， 易造成水塔嚴(yán)重結(jié)垢； 維護(hù)工作量大。SO2法 燃煤可燃硫量 >2%； 適用于中、小容量 電廠； 其他同酸化法 綜合利用爐煙，有 利于環(huán)保； 運(yùn)行費(fèi)用較低。 適用范圍受煤質(zhì) 含硫量限制； 處理系統(tǒng)和設(shè)備 要防腐； 維護(hù)工作量大； 銅管腐蝕冋題較 嚴(yán)重。4.阻垢 劑處理法（1）三聚磷酸鈉 適用于低濃縮倍率，通常©

47、; <1.6 循環(huán)水溫度<50 C 設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行維 護(hù)方便； 基建投資小； 處理費(fèi)用較低 穩(wěn)定的極限濃縮 倍率較低； 有利于循環(huán)冷卻 系統(tǒng)中菌、藻類的繁殖（2）有 機(jī)磷酸鹽在通常水質(zhì)條件下， 適用于較高濃縮倍率（©2.5） 運(yùn)行維護(hù)方便； 加藥設(shè)備簡(jiǎn)單 在未加緩蝕劑時(shí) 凝汽器銅管易腐蝕； 藥劑價(jià)格貴； 需加強(qiáng)殺菌火藻 處理（3）全 有機(jī)復(fù)合 藥劑在通常水質(zhì)條件下， 可在較高濃縮倍率（© <3下運(yùn)行 加藥設(shè)備簡(jiǎn)單； 運(yùn)行維護(hù)方便； 兼有阻垢分散作 用； 可減緩銅管腐蝕 藥劑價(jià)格較咼； 藥劑中含膦，仍需 加強(qiáng)殺菌火藻處理，如 無(wú)磷、氮、有利于環(huán)保； 目前有的

48、藥劑質(zhì)處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)量不穩(wěn)定5.聯(lián)合處理法（硫酸+水質(zhì)穩(wěn)定 劑） 適用于原水碳酸 鹽硬度較咼的水； 可在咼濃縮倍率 下運(yùn)行。 設(shè)備簡(jiǎn)單，基建設(shè) 資?。?處理費(fèi)用較低； 循環(huán)水中的so2 低于單一酸化處理 運(yùn)行控制較單一 穩(wěn)定處理復(fù)雜； 需加強(qiáng)殺菌、火藻 處理； 米用H2SO4+水質(zhì) 穩(wěn)定劑時(shí)，緩蝕劑量不 足時(shí)，銅管易腐蝕。6.石灰處理法 原水碳酸鹽硬度 高； 需在咼濃縮倍率 （© =46）下運(yùn)行 適用的水質(zhì)范圍 廣； 運(yùn)行費(fèi)用較低 基建投資大； 需進(jìn)行輔助處理， 以確保處理效果。7.離子交換法適用于水源非常緊 張條件下的高濃縮倍 率（© >5運(yùn)行濃縮倍率咼

49、基建投資大； 運(yùn)行費(fèi)用較高8反滲透處理法適用于水源緊缺，含 鹽量高，高濃縮率下運(yùn) 行濃縮倍率很高基建投資大2排污法2.1 原理當(dāng)補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度小于循環(huán)水的極限碳酸鹽硬度時(shí)， 可通過(guò)排污來(lái)控制 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率，以滿足循環(huán)水極限碳酸鹽硬度（ Htj ）小于濃縮倍率 和補(bǔ)充水碳酸鹽硬度的乘積（HtjWHb）,以達(dá)到防垢的目的。用排污法防垢時(shí)，必需的排污率可按下式計(jì)算：PPH T ,B FZH TJ H T,BPft(0C) fF(°F) 324犧博饕童8«圖4-13排污率、補(bǔ)充水率和濃縮倍率的關(guān)系還可以從圖4-13查得排污率和補(bǔ)給水率。2.2 應(yīng)用排污法的條件采用此法

50、時(shí)，首先要有足夠的補(bǔ)充水量來(lái)滿足排污的要求， 然后還要考慮其 經(jīng)濟(jì)性。只有當(dāng)排污增加的補(bǔ)充水費(fèi)小于化學(xué)處理費(fèi)用時(shí)，采用排污法才是經(jīng)濟(jì) 的。目前，由于機(jī)組容量的增大，水資源嚴(yán)重短缺，循環(huán)水防垢技術(shù)的發(fā)展，目 前采用此種處理方法的電廠已經(jīng)很少。3酸化法3. 1 原理酸化法的原理，是通過(guò)加酸，降低水的碳酸鹽硬度，使碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)變?yōu)槿?解度較大的非碳酸鹽硬度，其反應(yīng)如下：此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流Ca(HCO3)2+H2SCH> CaSO+2C02+2H20Mg(HCO3)2+H2SO4> MgSO4+2CO2+2H2O同時(shí)保持循環(huán)水的碳酸鹽硬度在極限碳酸鹽硬度之下，從而達(dá)到防止結(jié)垢的目的。3.

51、2 中和酸的選擇應(yīng)用酸化法時(shí)，一般可使用硫酸或鹽酸，但在實(shí)際處理中多使用硫酸。硫酸 和鹽酸處理性能的比較列于表 4-13。表4-13硫酸、鹽酸處理性能的比較項(xiàng)目H2SO4HCl處理費(fèi)用低高運(yùn)輸、儲(chǔ)存不要求設(shè)備防腐要求設(shè)備防腐對(duì)黃銅的侵蝕性一般腐蝕性強(qiáng)反應(yīng)生成物有形成CaSCh可能溶解度很大對(duì)普通硅酸鹽水泥的侵蝕性so4達(dá)到一定濃度時(shí)，有無(wú)氯離子的含量不同，對(duì)黃銅腐蝕的影響也不同，如表4-14所示。表4-14硫酸、鹽酸處理性能的比較銅管型號(hào)7 腐蝕形態(tài)H68H68AHSn 70-1HSn 70-1A均勻腐蝕NaCI含量 的最大值(mg/L)300200002000020000由均勻腐蝕變?yōu)檫x 擇

52、性腐蝕NaCI含量(mg/L)< 500 >500 為均勻復(fù)蓋>50050010000 >10000出現(xiàn)均勻脫鋅”50010000 >10000出現(xiàn)輕微脫鋅”腐蝕產(chǎn)物CuO、CuCuCl，Cu2O 出現(xiàn)脫鋅時(shí)CuOCuCl，Cu2O 出現(xiàn)膠鋅時(shí)CuOCuCl，Cu2O 出現(xiàn)脫鋅時(shí)CuO第四節(jié)水質(zhì)穩(wěn)定劑處理1水質(zhì)穩(wěn)定劑國(guó)內(nèi)火電廠常用的水質(zhì)穩(wěn)定劑見(jiàn)表4-15表4-15火電廠常用的水質(zhì)穩(wěn)定劑序號(hào)水穩(wěn)劑名稱工業(yè)產(chǎn)品含量（%）1三聚磷酸鈉固體含三聚磷酸鈉85%2氨基三亞甲基磷酸（ATMP）固體85%90%,液體50%3羥基亞乙基二膦酸（HEDP）液體 50%4乙二胺四亞甲基

53、膦酸（EDTMP）液體18%20%5聚丙烯酸（PAA）液體20%25%6聚丙烯酸鈉（PAAS）液體25%30%7聚馬來(lái)酸（PMA）液體50%8膦羧酸（PMA）液體50%9膦羧酸（PBTCA）液體 40%10磺酸共聚物（含羧基、磺酸基、磷酸基的 共聚物）液體 30%11馬來(lái)酸一丙烯酸類共聚物液體48%12丙烯酸一丙烯酸酸共聚物液體 25%13丙烯酸一丙烯酸羥丙酯共聚物液體30%14有機(jī)膦磺酸液體 40%應(yīng)當(dāng)指出的是：有機(jī)類水質(zhì)穩(wěn)定劑不同廠家和不同批號(hào)生產(chǎn)的產(chǎn)品，穩(wěn)定效果有較大的差別，甚至放置時(shí)間的長(zhǎng)短都會(huì)影響穩(wěn)定效果， 所以使用時(shí)應(yīng)加以注 意。發(fā)生上述現(xiàn)象的原因，主要是生產(chǎn)工藝存在某些差別， 再就是工藝過(guò)程控制 的好壞存在差異。即有些廠生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定。以ATMP為例，由于上述原因，不同生產(chǎn)廠生產(chǎn)的ATMP產(chǎn)品中三業(yè)甲基的含量