于金山，趙春海

(1.天津市電力科學(xué)研究院，天津300384;2.皖江發(fā)電公司，安徽安慶246008)

煙塔合一技術(shù)即取消火電廠的排放煙囪，鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵、脫硝、脫硫后引至自然通風(fēng)冷卻塔排放到大氣中的煙氣排放技術(shù)［1－2］。該技術(shù)可以利用冷卻塔排放的大量熱濕空氣對脫硫后的凈煙氣形成良好的包裹和抬升，增加煙氣的抬升高度，從而促進(jìn)煙氣中污染物的擴(kuò)散、沉降［3－7］。但是隨著煙氣中大量SOx、NOx過飽和濕度沉降到循環(huán)水水中，對循環(huán)水產(chǎn)生了一定的影響［8－9］，本文主要研究煙塔合一技術(shù)對循環(huán)水的影響系數(shù)。

1 試驗設(shè)計

某電廠循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水是以某河水作為補(bǔ)充水源，河水外狀淺黃、渾濁、有絮狀懸浮物，長時間靜置后，容器底部有大量疏松沉積。其水質(zhì)情況見表1。

表1 某河水水質(zhì)主要指標(biāo)(2011年6月)

1.1 測試參數(shù)

在相同水質(zhì)和不同濃縮倍率情況下測量循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗、煙塔合一循環(huán)水系統(tǒng)、煙塔分離循環(huán)水系統(tǒng)中各濃縮倍率下全堿度、硬度、pH和電導(dǎo)率。

1.2 測試條件

測試期間保證兩臺機(jī)組都在300 MW以上，緩蝕阻垢劑和殺菌劑加入量相同，控制#1煙塔與#2塔濃縮倍率基本一致，且最大濃縮倍率控制在2.3倍。

2 試驗材料和方法

2.1 電廠運(yùn)行工況

目前，該電廠350 MW機(jī)組使用的循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定劑為阻垢緩蝕劑JD-917，其中阻垢緩蝕劑JD-917為復(fù)合型配方;殺菌劑為二氧化氯與異噻唑啉酮兩種殺菌劑，隔周沖擊式加入進(jìn)行集中殺菌。#1、#2機(jī)組煙氣通過#1機(jī)組煙塔排放，目前該廠藥劑加入量由循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗確定，極限濃縮倍率為2.61倍，實際運(yùn)行濃縮倍率控制在2.3左右。

2.2 試驗參數(shù)的影響

2.2.1 全堿度

圖1是#1煙塔、#2塔和循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗全堿度隨濃縮倍率變化情況。

由圖1可知，#1煙塔、#2塔和動態(tài)模擬試驗全堿度基本一致。其中，#2塔與循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗差別很小。在相同濃縮倍率下，#1塔與#2塔的總堿度最大相差0.9 mmol/L，平均相差0.6 mmol/L左右。

2.2.2 硬度

#1煙塔、#2塔和循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗硬度隨濃縮倍率變化情況見圖2。

圖1 總堿度與濃縮倍率變化趨勢圖

圖2 硬度與濃縮倍率變化趨勢圖

由圖2可知，在濃縮倍率1.6以下，#1煙塔、#2塔和動態(tài)模擬試驗硬度相差很小。隨著濃縮倍率的增大，#2塔與循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗變化很小，但是#1煙塔與#2塔的硬度差值增大，最大相差2 mmol/L，平均相差0.13 mmol/L左右。

2.2.3 pH

圖3是#1煙塔、#2塔和循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗pH隨濃縮倍率變化情況。

由圖3可知，pH隨濃縮倍率的波動比較大，在濃縮倍率1.5倍以下，#2塔pH較低，當(dāng)濃縮倍率增加到1.6倍以上時，#1煙塔與#2塔的pH基本在一個水平線上，增長趨勢放緩。#1煙塔與#2塔的pH最大相差0.42，平均相差0.24左右。

2.2.4 電導(dǎo)率

圖4是#1煙塔、#2塔和循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗電導(dǎo)率隨濃縮倍率變化情況。

由圖4可知，隨著濃縮倍率的增大，在濃縮倍率達(dá)到1.5倍以后，#1煙塔的電導(dǎo)率和#2塔、動態(tài)試驗相比，其增長趨勢放緩，#1煙塔與#2塔最大相差0.31 ms/cm，平均相差0.26 ms/cm，#2塔與循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗電導(dǎo)率基本相同。

圖3 pH與濃縮倍率變化趨勢圖

圖4 電導(dǎo)率與濃縮倍率變化趨勢圖

從#1煙塔、#2塔和循環(huán)水動態(tài)藥劑篩選試驗的全堿度、硬度、pH和電導(dǎo)率隨濃縮倍率變化情況可以看出，煙塔合一技術(shù)不足以直接引起循環(huán)水水質(zhì)的變化。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷增加的情況下，塔內(nèi)空氣流速提高，這種影響還會更小。

2.2.5 其他因素

影響循環(huán)水的另一個原因是煙氣的結(jié)露液體，這種結(jié)露液體有一部分會落入循環(huán)水中，引起循環(huán)水水質(zhì)的變化。結(jié)露液體的分析見表2。在#1機(jī)組運(yùn)行時，對循環(huán)水的補(bǔ)水和循環(huán)水進(jìn)行了測試。測試項目為:SO2－4、Cl－和SS。其中，對#1機(jī)組啟動后循環(huán)水水質(zhì)進(jìn)行了為期一周的連續(xù)監(jiān)測，每天測試兩次。測試結(jié)果見表2和表3。

表2 #1機(jī)組循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)分析 單位mg/L

表3 #1機(jī)組循環(huán)水水質(zhì)分析 單位mg/L

從表2和表3可以看出，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的濃縮倍率在2.5以下時，硫酸根的濃縮倍率大于氯根的濃縮倍率，這說明煙氣對循環(huán)水構(gòu)成了干擾。具體來說，煙氣中攜帶的硫酸根在塔內(nèi)落入到了循環(huán)水池中，引起了循環(huán)水中硫酸根的增加。這是因為煙氣中帶有的硫酸鈣顆粒落入了循環(huán)水中，由于循環(huán)水是在pH=8.6～9.2之間，這就使硫酸鈣顆粒中的硫酸根成為可溶性物質(zhì)。已有研究證明，在循環(huán)冷卻水中陰離子對金屬腐蝕的影響順序為。從上述試驗分析中可知，一般運(yùn)行狀態(tài)下，硫酸根的值都不低于600 mg/L，而硫酸根又是比較強(qiáng)的腐蝕離子，它會破壞碳鋼和不銹鋼的表面，增加陽極腐蝕反應(yīng)速度，引起金屬的局部腐蝕。硫酸根的濃縮倍率與氯根的濃縮倍率差值在0.1左右，這個值就是煙塔內(nèi)的煙氣對循環(huán)水的影響系數(shù)。

3 結(jié) 論

(1)現(xiàn)有的煙塔合一技術(shù)運(yùn)行方式對循環(huán)水的全堿度、硬度、電導(dǎo)率、pH值有微弱影響。

(2)現(xiàn)有的煙塔合一技術(shù)運(yùn)行方式對循環(huán)冷卻水水質(zhì)有微弱的影響，其主要使循環(huán)水中硫酸根和懸浮物濃度增加。

(3)現(xiàn)有的煙塔合一技術(shù)運(yùn)行方式下硫酸根的濃縮倍率大于氯根的濃縮倍率，硫酸根的濃縮倍率與氯根的濃縮倍率差值在0.1左右，這個值就是煙塔內(nèi)的煙氣對循環(huán)水的影響系數(shù)，這說明煙氣對循環(huán)水水體構(gòu)成了干擾。

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