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煤气发电厂节约水资源生产实践

文档作者：王明辉文档来源：河南济源钢铁（集团）有限公司动力厂		点击数：	更新时间： 2021年03月11日
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冶金动力
2012年第3期
38
 METALLURGICAL POWEF
总第151期
煤气发电厂节约水资源生产实践
王明辉
(河南济源钢铁(集团)有限公司动力厂,河南济源,454650)
【摘要】分析了发电厂用水工艺特点及水质要求,通过废水回收及循环水加酸技术的使用,提升循环水的
浓缩倍率,减少工业新水的补量,实现水资源的节约利用。
【关键词】节水;循环水;加酸;浓缩倍率
【中图分类号】TM611【文献标识码】B【文章编号号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
蚀剂而产生换热面结垢,影响换热效果,造成无法正
济源市地处河南省西北部边缘,年均降水量为常取样,不得不经常清理换热器的积垢。
630mm,年平均蒸发量890mm。济源市平均水资
若射水箱的补水和化学取样冷却水改为工业新
源量为3.54亿m3,人均占有水资源量为537m3水和经缓蚀阻垢剂处理过的循环水两种水源,夏季
人,约为全国人均水资源量(2140m3人)的1/4,不根据冷却要求可调整补水配比,冬季可全关工业新
及世界人均水资源量的1/16,属重度缺水地区。
水,全部使用循环水进行冷却,有效减少了射水抽气
国泰发电公司是河南济源钢铁的一个自备电器和取样冷却器的结垢现象。
厂,锅炉主要燃料为高炉煤气,目前有两台12MW转动机械冷却水和高炉煤气冷排溢流水对水质
机组运行。
要求不高,可直接改工业新水为循环水。
2工艺改造
工艺优化前,使用工业新水的汽轮机射水抽气
国泰发电耗水较多的设备为循环水补水、转动器冷却水、化学取样冷却水转动机械冷却水高炉
机械冷却水、高炉煤气冷排溢流水、汽轮机射水抽气煤气冷排溢流水等各路回水均直接外排,水资源利
器冷却水、化学取样冷却水。在对水资源的节约利用用效率很低水源改造结束后,工艺上又增加两台节
方法上我们从以下两个大的方面着手改造。
水泵,一用一备,一个中间水池。因高炉煤气冷排溢
21水资源循环利用工艺优化
流水含有部分煤气疏水而排地沟,其它三路回水均
汽轮机射水泵的运行是以射水箱的工业新水为介回收至中间水池,中间水池液位在0.5~1.5m之间
质,带动射水抽气器工作,使凝汽器形成真空。工艺可实现节水泵自动启停,重新将回水输送进循环池。
上要求必须连续向射水箱供给工业新水,来达到补工艺优化后,虽然增加了部分电能消耗但因此而节
充损耗并使射水箱内液位保持溢流和冷却降温的目约的水资源效益可观。
的。若仅依赖连续补人工业新水作为射水泵的工作2.2循环水加酸技术的应用
介质,则因为工业新水没有添加缓蚀阻垢剂,容易造22.1循环水运行品质标准及普通加药方法
成射水系统设备结垢,降低其工作效率,影响机组效
我们在循环水中采用计量泵连续添加阻垢缓蚀
率,结垢严重时,甚至需停机清理。化学取样冷却水剂及周期性投加氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂的
采用工业新水为冷却水也会因水中没有添加阻垢缓方法,通过补入工业新水和强制性连续排污保持循
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环水质平稳运行,表1为2010年国泰发电循环水运
济源市工业新水指标中碳酸盐硬度偏高(见表
行的水质标准。
2),远高于同类型电厂使用的河水水质标准,工业新
表12010年国泰发电循环水质标准
水碱度偏高,这就增大了工业新水用量和循环池的
水质项日
化验标准化验额次
排污量
表2工业新水和加酸前的循环冷却水指标
 pH
7-9
一次天
结垢性指标mgL)<1000一次两小时
项目
工业新水循环冷却水
度NTU
<20
一次天
 pH
723
8.47
离子mg/<300
一次天
浊度TU
3.8
铁离子(mg/)
<2
一次天
电导率u/cm)
5741051
总磷mg
2-4
一次天
铁离子mg
0.3
工业水中含有许多有机杂质和无机杂质,补
总磷mg
3
循环池后作为凝气器铜管的冷却水会因为换热在铜
氯离子mg
35.266.68
管内壁产生水垢、污垢、滋生微生物,从而减弱凝汽甲基橙碱度(以CaO3计254465
器铜管的换热效果,导致凝结水温度上升,端差增大
钙硬度(以CaCO3计mg245474
以及凝汽器真空度下降,影响机组出力和经济运行,
通过现场取循环水样,添加硫酸测得济源地区
严重的还可导致凝汽器铜管腐蚀泄露,循环水串入循环水的实际pH值和甲基橙碱度的对应关系为图
凝结水,污染锅炉水,产生安全运行隐患。
1,因此,我们对循环水中的碱度控制标准规定在
化学软化法、酸化法、碳化法以及阻垢剂的应用150~220mg/L范围内。
都属于化学方法。添加了聚磷酸盐的阻垢剂与循环
400甲基橙碱度/(mg
水中的钙、镁离子形成单环或双环离子,其生成的长350
链吸附在碳酸钙品粒上,抑制碳酸钙晶粒进一步长30
大,但添加阻垢剂并非没有量的限制,通过运行实验200
发现,药剂量的增加和阻垢效果并非成正比,相反,150
当投放的阻垢剂超过最优剂量后阻垢效果开始减
100
50
弱,在经济上也不可行。
7.57.67.787.98.08.18.28.38.48.5
依赖向循环水中添加缓蚀阻垢剂和定期投放杀
pH值
菌剂,需要补充大量的工业新水并且要保持较高的图1循环冷却水的pH值与甲基橙碱度变化曲线图
排污量,造成单位发电量对应的水耗较高。目前国内2.2.3加酸工艺
许多电厂对循环水采用加硫酸的处理技术已经较为
增加一个储酸罐和两台加酸计量泵及相关管
成熟。
线,向循环水中添加硫酸,严格控制循环水的pH值
2.2.2加酸原理
在7.5~8.2之间,若pH值低于7.7时则停止加酸
工业新水进人循环水系统后,循环运行至冷却环水加酸的位置要选择在工业新水补充位置,且浓
塔时与大气充分接触,水中游离的和半结合的二氧硫酸不宜直接补入,应在补人前先定量稀释再补人
化碳逃逸进入大气。
水池,防止局部循环水H值过低产生腐蚀。
2HCO3→Co32+h2O+CO2↑
2.2.4计量方法
Ca2+CO32→CaCO3↓
除了循环水回水取样,另外在循环泵出口母管
碳酸钙溶于含有二氧化碳的水中形成碳酸氢管道上增加一个循环水取样点,两个取样值同时取
钙,碳酸氢钙为工业新水中含有主要的结垢物质,相样并对比两者之差控制的数据要稳定且合理,必要
对分子质量162.06,粉末成白色,晶体无色透明。加时可调整加酸量。
硫酸的目的主要是降低循环水中的碳酸盐硬度,防
每日的加酸总量的控制,使用公式计算得出。
止其分解水垢,化学反应式为:
循环冷却水加酸调pH值,是为提高浓缩倍数
 Ca(HCO)+H,.=CaS0.++2H20
及阻垢的需要。根据酸碱中和原理,理论上加酸量等
于碱度降低量。Mm、Mr可由现场实测或由自然pH
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值与碱度计算相关公式计算求得。如用98%硫酸调好每日系统运行加酸总量。
pH值,循环水单位用量的计算公式为:
2.3.2循环池水泥硫酸盐腐蚀预防
 Ac=(Mm-Mr/N) Om
结晶性侵蚀是水中硫酸盐类与混凝土中的固态
=1000
游离石灰质或水泥结石作用,产生结晶。结晶体的形
式中:Ac循环水单位加硫酸量,(kgh,纯度成使体积增大产生膨胀压力导致混凝土破坏循环
为98%硫酸)
水添加硫酸后,产生了硫酸钙、硫酸镁等硫酸盐,硫
Mm一补充水碱度(mg/L,以CaCO3计)
酸盐导致了水泥石中产生石膏,钙矾石,最终致使水
Mr循环冷却水控制碱度(mg/L,以CaCO3计)泥膨胀开裂,产生结晶性侵蚀作用。
N浓缩倍率
表4结晶性侵蚀判定标准
Qm一补充水量(mh,
硫酸根含量mg判断标准宜采用的水泥品种
我们以循环水的pH值8对应下的甲基橙碱度
180mg/L为暂定调控目标,补充的工业新水碱度取
500
无侵蚀普通硅酸盐水泥
(水泥标号不低
254mg/L,浓缩倍率取3.0,补充的工业新水量根据0-00
弱侵蚀500水灰比不大于
0.55.C3A小于8%)
国泰发电的工艺条件取94th,计算得出需添加的5000中等普抗硫酸盐水泥
硫酸量为18.2kg/h
25-1000
强侵蚀
抗硫酸盐水泥
2.3硫酸腐蚀预防
2.3.1凝汽器铜管酸腐蚀预防。
我厂循环泵进水处水泥池采用的是普通硅酸盐
循环水中添加缓蚀阻垢剂和硫酸后,须满足的水泥,参考表4,将循环水中硫酸根离子含量控制在
处理效果参考表3。
500mg/L以内,就不会产生大的影响
表3处理效果
3结语
项目
化验标准
通过对旧工艺的优化改造和新工艺的引进,循
碳钢腐蚀率(mm/a)
<0.125
环水浓缩倍率从1.8提升到了3.0,可实现减少55
铜及不锈钢腐蚀率/mma)<0.005
m3h的工业新水补入量,除去向石灰车间供水外,
污泥附着速度mg/m)
<15
减少20m3h的排污量。我们在逐步尝试对加酸量
生物粘泥量/mLm
<3
进行调整,使浓缩倍率在安全、经济运行前提下有进
一步提升的空间,实现水资源的节约利用。
循环水加酸装置投运前可对凝气器铜管进行预
参考文献
膜,加酸装置投用后,应加强监视反应凝汽器铜管腐【)杨祖荣浅谈换热面的成垢和控制方法口化学工121
蚀情况的监测换热器和腐蚀监测挂片的运行情况。2中国程建设标准化协会化工分会编工业循环冷却水处理设计
GB50050-2007规定,工业循环水运行中铜管的腐规范[M北京中国计划出版社2008年3月
蚀速率小于0.005mma。循环水中铜离子含量的高[国家基本建设委员会建筑科学研究院工业与民用建筑工程地质
低反映了凝汽器铜管均匀腐蚀程度的大小,另外汽
勘察规范T21-77M北京中国建筑工业出版社出版1984年
收稿日期:2011-11-21
轮机凝结水的水质也要严密监控,通过定期对凝汽作者简介:王辉(19-)男2004年华业于黄河水利职业技术学
器铜管和管道设备的腐蚀情况进行综合评价,控制院助理工程师现从事煤气发电厂运行管理工作。
≈
(上接第37页)
3]娄马宝燃气轮机增加功率的几种途径燃气轮机技术2004,17
[参考文献
(320-22
1杨虎燃气一蒸汽联合循环发电设备及运行M北京:中国电力
收稿日期:2012-03-28
出版社2003
作者简介:吴小原(1964-),男,1986年毕业于南京工学院,大学本
2罗国平三菱M701F燃气轮机燃烧控制技术分析自动化技术与科学历高级工程师现从事电厂技术管理工作。
用2076()-1,13.

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