王春芹，李文濤，劉訓(xùn)峰，楊忠民，王在彬

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪 271104）

1 系統(tǒng)介紹

型鋼化水車間循環(huán)水為敞開(kāi)式冷卻循環(huán)系統(tǒng)，主要擔(dān)負(fù)著3座AV80風(fēng)機(jī)和1座25 MW發(fā)電機(jī)組的凝汽器及冷油器循環(huán)冷卻水的供應(yīng)。目前循環(huán)水量在22000 m3/h左右運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)的保有水量在12000 m3，3#循環(huán)水站主要擔(dān)負(fù)著型鋼50 MW發(fā)電機(jī)組的循環(huán)冷卻水的供應(yīng)，循環(huán)水量10500 m3/h左右運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)的保有水量在6000 m3。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中鈣+M堿度一般控制在18 mmol/L左右，一般不超過(guò)22 mmol/L，若鈣+M堿度的數(shù)值大于22 mmol/L,會(huì)生成鈣、鎂重碳酸鹽導(dǎo)致凝汽器的銅管結(jié)垢，而若數(shù)值較小則會(huì)造成不必要的水資源的浪費(fèi)，電導(dǎo)率一般控制在1800 μS/cm以下。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中受到風(fēng)吹、蒸發(fā)、泄露、排污等影響，為了維持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，必須不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充大量的工業(yè)新水。但隨著萊鋼工業(yè)新水越來(lái)越緊張，并補(bǔ)水的水質(zhì)越來(lái)越差，造成循環(huán)水水質(zhì)的含鹽量、電導(dǎo)率和有害離子的含量逐步增加，為了控制水質(zhì)，必須加大循環(huán)水系統(tǒng)的排污水量，否則會(huì)造成凝汽器不銹鋼管結(jié)垢和腐蝕，嚴(yán)重時(shí)將造成機(jī)組的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。圖1為循環(huán)水系統(tǒng)的工藝流程示意圖。

目前采取的措施主要是通過(guò)投加復(fù)合型阻垢劑和緩蝕劑來(lái)降低循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)新水的消耗，在循環(huán)水中投加藥劑，主要是破壞CaCO3的結(jié)晶增長(zhǎng)過(guò)程，以達(dá)到控制水垢形成的目的。

2 技術(shù)改進(jìn)措施

根據(jù)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50050-2007）3.1.11規(guī)定間冷開(kāi)式系統(tǒng)與直冷系統(tǒng)的鈣硬度與甲基橙堿度之和大于1100 mg/L，應(yīng)加硫酸或進(jìn)行軟化處理；循環(huán)水冷卻水的濃縮倍率是該系統(tǒng)冷卻水的含鹽量與其補(bǔ)充水含鹽量之比，提高濃縮倍率可以降低補(bǔ)水的用量，從而節(jié)約生產(chǎn)用水，還可以降低循環(huán)水系統(tǒng)的排污量，減少對(duì)環(huán)境的污染。因此車間采取了以下改進(jìn)措施。

2.1 在循環(huán)水系統(tǒng)中添加濃硫酸

循環(huán)水加硫酸處理是為了將水中的溶解度較小、易生成水垢的鈣、鎂重碳酸鹽，轉(zhuǎn)化為溶解度較大的鈣鎂硫酸鹽，從而達(dá)到防止在凝汽器銅管上生成水垢的目的。生成的硫酸鹽易沉淀，可隨排污帶走，循環(huán)水中的鈣離子減少后，堿度也會(huì)降低，循環(huán)水在低堿條件下運(yùn)行，不但能維持較高的濃縮倍率，且不易結(jié)垢。其反應(yīng)方程式如下：

圖1 循環(huán)水系統(tǒng)的工藝流程示意圖

成功地利用硫酸和水中鈣、鎂離子反應(yīng)這一化學(xué)原理，通過(guò)調(diào)節(jié)濃硫酸的閥門(mén)，保證循環(huán)水的水質(zhì)，如果M堿度至4將加濃硫酸的閥開(kāi)大，如果M堿度降至2,則調(diào)大加濃硫酸閥門(mén)。車間較好對(duì)循環(huán)水的pH和M堿度進(jìn)行控制，即防止了pH值太低出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，又避免了了堿度太高易于結(jié)垢現(xiàn)象，目前循環(huán)水pH控制在8.3左右，M堿度由原來(lái)的6.0左右，逐步降低到2～3之間。經(jīng)加濃硫酸處理后的循環(huán)水可以在較高的含鹽量（即提高循環(huán)水的濃縮倍率更高）狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，不結(jié)垢，不腐蝕。

2.2 適時(shí)添加軟化水和反滲透產(chǎn)水

循環(huán)水水質(zhì)極度惡化時(shí)，為了高效改善循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)，采取將除鹽水反滲透產(chǎn)水和軟化水作為部分補(bǔ)水補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)調(diào)整改善循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)，制定崗位補(bǔ)充反滲透產(chǎn)水和軟化水的規(guī)定，除鹽水及軟化水站配合進(jìn)行反滲透產(chǎn)水及軟化水的添加，添加反滲透產(chǎn)水和軟化水的要求如表1。

表1 反滲透產(chǎn)水和軟化水的混合要求一覽表

2.3 根據(jù)循環(huán)水的鈣+M堿度的數(shù)值的范圍及時(shí)調(diào)節(jié)排污

若在20.5～22 mmol/L內(nèi)可以適當(dāng)將排污開(kāi)度調(diào)整為20 t左右的排污，若低于這個(gè)范圍則將排污關(guān)閉，若高于這個(gè)范圍則將排污開(kāi)大，及時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)通過(guò)調(diào)整循環(huán)水的排污大小和時(shí)間來(lái)降低循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水。

3 實(shí)施效果

3.1 循環(huán)水加硫酸、軟化處理的補(bǔ)充水，主要是提高循環(huán)水的濃縮倍率,達(dá)到節(jié)水減排和環(huán)境保護(hù)的目的,從而為企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過(guò)提高濃縮倍率運(yùn)行，每月可以節(jié)約工業(yè)新水5.74萬(wàn)t，除去異常時(shí)軟水的必要補(bǔ)充，月度節(jié)約4.1萬(wàn)t。工業(yè)新水水綜合水費(fèi)按5元/m3，每月可以節(jié)約成本4.1萬(wàn)t×5元/t=20.5萬(wàn)元，每月加硫酸約20t，每噸455元，每月消耗費(fèi)用0.91萬(wàn)元，月度節(jié)約費(fèi)用20.5萬(wàn)元-0.91萬(wàn)元=19.59萬(wàn)元

3.2 投加濃硫酸的循環(huán)水系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)后有效控制循環(huán)水的水質(zhì)，降低了循環(huán)水系統(tǒng)的排污，降低對(duì)環(huán)境污染。