李 澤

（1. 中國海洋大學，山東 青島 266100；2. 華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204）

1 緒論

隨著水資源的日益緊缺，節(jié)約用水已成為國際性的問題。華電濰坊發(fā)電有限公司一期 2×330 MW 循環(huán)水用水直接取自峽山水庫，二期2×670 MW循環(huán)水采用城市中水。為做好發(fā)電機組水資源利用優(yōu)化，即要做好循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的防腐、防垢、防菌藻工作，特進行循環(huán)冷卻水處理優(yōu)化方案的相關(guān)試驗，且要做好生產(chǎn)過程中的循環(huán)水處理工作，切實保證機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。水庫取水水質(zhì)隨著季節(jié)變化較大，而且年代不同水質(zhì)也有所變化，為節(jié)約用水，華電濰坊發(fā)電有限公司擴建污水處理設施，實現(xiàn)了污水處理回用水的回收利用，并且兩臺670 MW機組利用城市中水作為循環(huán)冷卻水。但是，污水回用水水質(zhì)變化較大，城市中水也存在著許多不可控因素，華電濰坊發(fā)電有限公司用戶循環(huán)水補水水質(zhì)在一年內(nèi)發(fā)生著較大的變化，因此通過試驗確定不同水質(zhì)的指標與加藥、節(jié)水的最佳平衡點，然后通過對指標和處理工藝的控制，對各種水資源的利用進行優(yōu)化整合，達到同時實現(xiàn)節(jié)水的目的，具有非常重要的意義。本文通過建立動態(tài)模擬試驗臺，針對各種補水水質(zhì)變化，結(jié)合循環(huán)水系統(tǒng)情況進行動態(tài)模擬試驗，以尋找不同補水水質(zhì)情況下對用戶設備的影響及最佳加藥處理工藝，降低對循環(huán)水系統(tǒng)設備的影響，從而對各種水資源的利用進行優(yōu)化整合，達到提高用戶設備安全、經(jīng)濟運行水平、延長使用壽命，減少藥品消耗，提高水資源利用率的目的。

2 試驗實施方案

2.1 水質(zhì)全分析

根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用的補充水水源分為峽山水庫水、城市水處理廠的再生水（經(jīng)廠內(nèi)深度處理后）或二者配比混合后的水三種情況，為此要對根據(jù)用戶提供的水庫水和城市再生水水樣進行水質(zhì)全分析，為以下工作提供水質(zhì)參照和初步實驗方案確定?；騾⒖家延械乃|(zhì)分析報告作動態(tài)模擬試驗分析基礎數(shù)據(jù)。

2.2 阻垢劑性能試驗

濰坊發(fā)電公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)加藥采用在A阻垢劑或B阻垢劑兩種情況下進行試驗，為防止凝汽器管等金屬腐蝕速率超標，試驗時加入一定量的緩蝕劑進行試驗，凝汽器管材質(zhì)為TP316L和TP317L不銹鋼，輔機材質(zhì)為HSn70－1黃銅及#20碳鋼。在試驗初期首先要對阻垢劑的阻垢性能即可維持的極限碳酸鹽硬度值有一定的掌握，從而根據(jù)補充水水質(zhì)可以基本確定循環(huán)水的極限濃縮倍率，維持較高濃縮倍率、長期穩(wěn)定運行而不發(fā)生結(jié)垢的效果，達到最大的節(jié)水效率和防垢的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。循環(huán)水系統(tǒng)金屬的腐蝕則要根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)進行相應的腐蝕掛片試驗得到結(jié)果。試驗裝置流程圖，見圖1。

圖1 試驗裝置流程圖

2.2.1 阻垢劑、緩蝕劑加藥量

根據(jù)生產(chǎn)實際運行情況和對阻垢劑產(chǎn)品使用結(jié)果的認識，確定阻垢劑的加藥量采用在補充水中加入5 mg/L（動態(tài)試驗時可同時加入緩蝕劑的量為補充水中加入1.5 mg/L）。阻垢劑藥品準備，在1 000 mL容量瓶中分別配制1 mL≈5 mg（產(chǎn)品）阻垢劑產(chǎn)品溶液，以備靜態(tài)試驗用藥。

2.2.2 極限碳硬測量試驗

采用水庫工業(yè)水源作補充水，儀器采動態(tài)模擬試驗臺、DRDT型水垢測定儀及水質(zhì)分析儀器。試驗時循環(huán)水溫度（出口溫度）控制在45 ℃左右，出入口溫差在3～6 ℃左右即可，每天8∶00和16∶00對循環(huán)水水質(zhì)分析，分析其堿度、硬度、鈣硬、氯根，并根據(jù)分析結(jié)果分別計算氯根濃縮倍率和鈣硬（硬度）的濃縮倍率，濃縮倍率接近極限碳酸鹽硬度增加監(jiān)測頻率，并繪制成循環(huán)水濃縮過程的運行曲線。

3 試驗結(jié)果的分析

圖2 循環(huán)水極限碳硬測量曲線

根據(jù)循環(huán)水濃縮過程的運行曲線，見圖 2，可見，當以水中的鈣和氯離子的濃縮倍率為測定結(jié)果時，隨著運行過程中濃縮倍率的提高，此二者的檢測數(shù)值出現(xiàn)較大的差值△B，當差值△B大于0.2時（△B＝KCl－KCa≤0.2），即認為循環(huán)水開始出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。由試驗檢測可知，在采用工業(yè)水作補充水且加入5 mg/L復合阻垢劑產(chǎn)品時，在溫度45 ℃下濃縮過程中其可達到的極限濃縮倍率即曲線中△B未超過0.2時的最高濃縮倍率，此點對應的循環(huán)水碳酸鹽硬度即為此阻垢劑加藥條件下的極限碳鹽硬度。今后循環(huán)水動態(tài)模擬試驗時，不論何種工況下（如加酸）為防止循環(huán)水結(jié)垢，其水質(zhì)都不應超過該極限碳硬值。并且對水處理劑的緩蝕性能和循環(huán)水對凝汽器、輔機系統(tǒng)管材的腐蝕情況進行測定，選擇確定合理、經(jīng)濟和有效的緩蝕劑。

1 杜榮江、方玉霞.提高我國水資源利用效率的措施與對策［J］.水資源保護，2010（3）

2 陳斌.水資源利用中最優(yōu)規(guī)劃問題的探討［J］.水資源保護，2006（1）：34～35