加酸控制pH工藝在電廠循環(huán)水系統(tǒng)中的應用王崠酈和生(中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院,北京102500摘要介紹了加酸控制pH運行工藝及相應的緩蝕阻垢劑ZH4711-D3YX在燕化公司S電站的應用情況?，F(xiàn)場監(jiān)測結果表明,在冬季運行階段,適當?shù)靥岣呔徫g劑的用量,可以更好地控制腐蝕;在夏季運行階段采用pH自動控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定地控制循環(huán)水的p,為提高濃縮倍數(shù)提供了保障。S電站循環(huán)水系統(tǒng)在夏季的平均濃縮倍數(shù)可達6倍以上,節(jié)約了大量的新鮮水,每年可節(jié)省費用約71.4萬元。關鍵詞電廠循環(huán)水pH控制濃縮倍數(shù)0引言續(xù)發(fā)展的重要問題。循環(huán)冷卻水用量在燕化公司的北京是世界上缺水最嚴重的大城市之一,人均用水總量中占很大比重。因此,提高循環(huán)水系統(tǒng)濃水資源占有量不足300m3。近五年來,北京地區(qū)旱縮倍數(shù),節(jié)約新鮮水用量,對于燕化公司節(jié)水減排工情嚴重,供水形勢更加嚴峻,節(jié)約用水已成為廣為關作的順利開展具有十分重要的意義。注的熱點問題。燕化公司地處北京市西南郊,工業(yè)燕山地區(qū)地下水質普遍較硬,Ca2+一般在和生活用水主要依靠抽取地下水和引入外部地表水300mg/L以上;外引拒馬河水屬中等硬度水,Ca2+源補給。作為特大型石油化T聯(lián)合企業(yè),燕化公司為110~150mg/L。以上述水源為補水的循環(huán)水系用水量巨大,水資源短缺已成為制約燕化公司可持統(tǒng),若要提高濃縮倍數(shù),就必須采用加酸控制pH運兩級電吸附處理T藝總產(chǎn)水率為85.8%,濃排氟離子有比較明顯的去除效果水量降至進水量的14.2%,達到減少濃排水的目的(2)從試驗過程可以發(fā)現(xiàn)廢水中的雜質對設5技術經(jīng)濟分析備有影響,需要進行預處理。但與其他除鹽工藝相以處理2.2m3/h水量計,EST系統(tǒng)電耗為比較,預處理工藝簡單1.491kW·h/m3,即11336元/a,預處理設備更換(3)電吸附出水水質可以達到回用水水質標費用為100元/a,核心設備維護費用為100元/a,總準,系統(tǒng)運行穩(wěn)定、設備簡單、自動控制程度高。從運行費用為11536元/a,在保證系統(tǒng)的出水水質的目前此技術在其他行業(yè)廢水除鹽中的應用來看,電情況下,運行費用為0.61元/m3。吸附技術是一種適用于工業(yè)回用水除鹽的工藝,是由于該試驗裝置未配置功率因素補償裝置,實種非常有前景的除鹽工藝方法。際運行時功率因素在0.6~0.75,無功功率比重較(4)電吸附技術對進水水質有一定的要求,在大,如經(jīng)過補償后,實際電耗將在0.8kW·h/m3左鋼鐵企業(yè)回用水質波動比較大的情況下,需要承受右,運行費用將進一步降低。很大的壓力還有待進一步提高抗波動能力。同時6結論與建議與其他除鹽工藝相比,在產(chǎn)水率與電導率去除率方(1)經(jīng)一級處理產(chǎn)水率達到78.4%;平均除鹽面有很大發(fā)展空間。率達到82.0%,對水中硬度、氟離子及氯根有較高☆電話,〔Q的去除率。電吸附設備連續(xù)穩(wěn)定運行。兩級電吸附中國煤化工處理總產(chǎn)水率為85.8%,濃排水量降至進水量的CNMHG142%,達到了減少濃排的目的。對硬度、氯離子修回日期:2008-04-2462給水排水2008行工藝1-代替原來的自然pH運行工藝23。在表1循環(huán)水系統(tǒng)補充水水質指標加酸配方Ysw105,0的基礎上,中石化北京燕山分項目地下水拒馬河水混合水公司研究院針對電廠循環(huán)水系統(tǒng)特別開發(fā)了新型加111.5酸配方ZH471l-D3YX,并于2006年5月開始在燕總硬度/mg/L367.8化公司S電站現(xiàn)場應用。截至207年11月,S電總堿度/mgL227178519.5站循環(huán)水系統(tǒng)運行穩(wěn)定,濃縮倍數(shù)顯著提高,收到了CI"/mg/L良好的經(jīng)濟效益和社會效益總鐵/mg/L1現(xiàn)場條件與監(jiān)測方法電導率/pS1.1循環(huán)水現(xiàn)場概況7.388.37S電站循環(huán)水系統(tǒng)采用的冷卻塔為風筒式雙曲現(xiàn)場用氧化型殺菌劑為氯化異氰尿酸,采取分線型;系統(tǒng)保有水量3300m3,循環(huán)水量批投加的方式,保持循環(huán)水中的余氯在0.1~0.52800m3/h,冷卻塔進出口溫差8-10℃;凝汽器材mng/?，F(xiàn)場用非氧化型殺菌劑為Ss416BF和質為海軍銅,中間管路材質為碳鋼;系統(tǒng)配有pH自Ss5312MS,每月交替投加1~2次。動控制裝置,可模擬量調節(jié)加酸泵的流量,保持系統(tǒng)1.4現(xiàn)場監(jiān)測方法pH穩(wěn)定;旁濾采用纖維過濾器?，F(xiàn)場工藝流程見現(xiàn)場監(jiān)測的內容包括水質監(jiān)測、腐蝕監(jiān)測和微生物監(jiān)測。水質和微生物指標的分析方法參照工業(yè)循環(huán)冷卻水水質分析國家標準;現(xiàn)場掛片腐蝕監(jiān)測方法參照中石化發(fā)布的標準方法。2現(xiàn)場應用效果及分析2.1現(xiàn)場pH控制加酸控制pH運行工藝的內涵在于,通過加酸調節(jié)pH,降低循環(huán)水的堿度,結合阻垢劑來控制系1冷卻塔2集水池3循環(huán)水泵4凝汽器5酸罐6加藥罐統(tǒng)的結垢;通過加入性能優(yōu)異的緩蝕劑,結合專用的7pH檢測探頭8pH控制器9加酸泵10加藥泵11纖維過濾器分散劑來控制系統(tǒng)的腐蝕;其最終目的是為了提高1S電站循環(huán)水現(xiàn)場工藝流程循環(huán)水的濃縮倍數(shù),節(jié)約補充水的用量。只有合理與燕化公司內其他循環(huán)水系統(tǒng)相比,S電站循地選擇循環(huán)水的pH,充分地發(fā)揮緩蝕阻垢劑的效環(huán)水系統(tǒng)的運行有一定特殊性?；诤侠砝媚茉茨?才能實現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)控制。2007年S等因素考慮S電站在夏季(4~10月)運行1汽機,電站循環(huán)水pH的變化情況見圖2。熱負荷高,冷卻塔出口溫差大;冬季(11月~次年3月)運行2汽機,熱負荷很小,循環(huán)水不經(jīng)過冷卻塔,直接導入集水池冷卻。1.2補充水水質慘興循環(huán)水系統(tǒng)補水為燕山地區(qū)地下水與拒馬河水的混合水,其基本水質指標見表1。1.3水處理藥劑及投加方式目昌§§自8自現(xiàn)場用緩蝕阻垢劑為ZH4711-D3YX,其主要成分包括有機磷酸、聚羧酸、唑等。藥劑采用自動加22007年循環(huán)水pH的變化藥設備連續(xù)投加。根據(jù)循環(huán)水中藥劑濃度的變化,中國煤化工行階段,由于運行調節(jié)加藥泵的流量和時間保持循環(huán)水中的總磷在2CNMHG中含有一定量游離控制范圍內。CO2,pH一般低于8。當循環(huán)水稍有濃縮、pH升高給水排水VoL34M7200863時,隨著補入新鮮水,pH又降低;因此pH呈現(xiàn)較大提高了藥劑的投加量,系統(tǒng)腐蝕情況大為好轉?？刹▌?。進入夏季運行階段,運行1“汽機,熱負荷增見,在冬季運行2汽機時適當增加循環(huán)水中的藥劑加,pH很快升至接近飽和水平。隨著濃縮過程的濃度,不失為一種簡便、直接的方法。由于冬季運行進行,開始加酸控制pH。pH下降逐漸接近控制階段排污量較小,藥劑用量增加并不多,在經(jīng)濟上也值,之后轉入正常運行。5~9月上旬系統(tǒng)的pH控是可行的。制一直非常穩(wěn)定。9月中旬,系統(tǒng)停車檢修后重新4月中旬,開始運行1“汽機。開車時進行了基開車,pH經(jīng)歷了一次重新濃縮的調節(jié)過程后很快礎投加,總磷含量較高。隨著濃縮倍數(shù)的提高及不回穩(wěn)?？梢姮F(xiàn)場對pH的調節(jié)敏銳且穩(wěn)定,說明自斷排污、補水,總磷含量下降,進入控制值范圍。轉動控制pH系統(tǒng)可為加酸控制pH工藝的平穩(wěn)運行正常加藥運行后,總磷的控制一直保持在控制范提供可靠保證圍內,運行穩(wěn)定。S電站目前采用連續(xù)加藥系統(tǒng),從2.2現(xiàn)場Ca2+控制循環(huán)水中總磷含量的波動來看連續(xù)加藥方式大大對于加酸控制pH運行工藝,循環(huán)水中的Qa+、優(yōu)于過去的間歇人工加藥方式堿度、pH和加藥量之間存在一定的對應關系。補充水水質與水處理藥劑的性能決定了循環(huán)水系統(tǒng)能夠達到的濃縮倍數(shù),也決定了循環(huán)水中(a2+的控制指控制范圍標;同時,Ca2+控制范圍又對堿度的控制提出要求,且需要相應的pH加以配合。因此,Ca2+和堿度的控制對于加酸控制pH運行工藝是非常重要的。S電站2007年循環(huán)水Ca2+的變化情況見圖3?！臁臁臁熳憎亍炀迗D42007年循環(huán)水系統(tǒng)TP的變化2.4濃縮倍數(shù)變化由于S電站循環(huán)水系統(tǒng)運行的特殊性,在冬季和夏季運行階段分別執(zhí)行了不同的濃縮倍數(shù)控制指標。冬季運行階段,要求濃縮倍數(shù)達到2。采用加§昌§§自§§酸控制pH工藝后,在夏季運行階段,要求濃縮倍數(shù)大于5。2007年,S電站循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的變圖32007年循環(huán)水Ca2+的變化化情況見圖5。由圖3可明顯看出,在汽機運行的不同階段,循環(huán)水中Ca2的變化趨勢。冬季運行階段,循環(huán)水系夏季控制指標統(tǒng)熱負荷小,濃縮倍數(shù)低,Ca2+也較低。進入夏季4}冬季控制指標運行階段,熱負荷增加,Ca2+很快升至控制值,并控制在900~1000mg/L,運行穩(wěn)定。通過加酸控制pH,堿度也保持在控制范圍內,波動很小?！觳臁臁觳恰?.3循環(huán)水中磷含量的控制圖4為2007年循環(huán)水系統(tǒng)TP變化情況。如圖52007年循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)變化圖4所示,在2007年初的一個半月內,循環(huán)水緩蝕如圖5所示,在冬季運行階段,循環(huán)水濃縮倍阻垢劑按照預定的總磷控制范圍投加,系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)基V凵中國煤化工熱負荷增加后濃了腐蝕速率持續(xù)升高的現(xiàn)象,應為Ca2、堿度較縮CNMH行。自9月開始,低,循環(huán)水腐蝕性較強所致。冬季運行階段后期,補充水全部改用地下水,Ca達到200mg/L以上,64給水排水vL34N7200較之前的混合水提高了25%。為了保證循環(huán)水系用加酸控制pH運行工藝后,每年用于加酸和緩蝕統(tǒng)的穩(wěn)定運行,采取了以Ca2+控制排污的方案濃阻垢的成本增加不足1萬元。在夏季運行階段,縮倍數(shù)有所降低,多數(shù)情況下不足5。濃縮倍數(shù)平均可達6以上。以此計算,S電站每月2.5腐蝕監(jiān)測結果可節(jié)約補充水9360m3。夏季運行階段的7個月圖6為循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率監(jiān)測結果。從圖6間,共可節(jié)約新鮮水65520m3,同時減少排污可以看出,1月碳鋼試片的腐蝕速率超標(中石化標65520m3。若按新鮮水費用4.1元/m3、排污費準要求小于0.075mm/a),是由于當時系統(tǒng)濃縮倍用6.8元/m3計算,在加酸控制pH運行工藝后,S數(shù)較低,循環(huán)水腐蝕性較強所致。2月增加循環(huán)水電站每年可節(jié)約用水費用約71.4萬元,經(jīng)濟效益藥劑投加量后,腐蝕得到較好的控制,其后再未出現(xiàn)顯著腐蝕速率超標現(xiàn)象。圖6表明,黃銅試片未出現(xiàn)腐4結論蝕速率超標現(xiàn)象,說明現(xiàn)場用緩蝕劑對銅材凝汽器(1)加酸控制pH運行工藝及相應的緩蝕阻的腐蝕控制良好。垢劑zH471-D3YX適合電廠循環(huán)水系統(tǒng)的高濃z碳鋼10006縮倍數(shù)運行,可節(jié)約大量的新鮮水,經(jīng)濟效益顯著。(2)冬季運行2#汽機階段,適當增加水中緩蝕0040002阻垢劑的濃度,可很好地控制系統(tǒng)腐蝕;夏季運行1汽機階段,采用pH自動控制系統(tǒng)和連續(xù)加藥方2345678910式可保證系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定。參考文獻圖62007年循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率監(jiān)測結果2.6現(xiàn)場微生物控制1李培元火力發(fā)電廠水處理及水質控制.北京:中國電力出版社,圖7所示為每月一次對細菌總數(shù)的抽檢結果1999.677~679由于取樣的隨機性,檢測結果可能與現(xiàn)場實際運行2周本省.工業(yè)水處理技術.第2版北京:化學工業(yè)出版2002.101~106情況存在較大誤差。僅就結果來看細菌總數(shù)的超3李本高,李麗南,楊世昌.高硬度高堿度循環(huán)水處理方法比較石標率達到50%,說明現(xiàn)場對細菌的控制還需要加強。由于現(xiàn)場比較注意旁濾的使用,循環(huán)水的濁度4王征,李本高高硬度高堿度循環(huán)冷卻水加酸處理過程的腐蝕控般都在10mg/L以下。細菌多處于分散狀態(tài),難制.石油化工腐蝕與防護,2001,18(2):48~50以形成菌膠團所以現(xiàn)場并沒有發(fā)生過粘泥滋生的5付永勝,王志,酈和生應用YSW105處理高硬度高堿度循環(huán)水.石化技術,2007,14(1):1~4現(xiàn)象6姜琳,鄙和生,王崠,等.含氨氮污水回用于循環(huán)冷卻水的技術工業(yè)水處理,2007,27(4):28~307中化化工標準化研究所中國標準出版社第二編輯室化學工業(yè)標準標準匯編一水處理劑與工業(yè)用水水質分析方法2003北京:中國標準出版社,2003.461~8598中國石油化工總公司生產(chǎn)部發(fā)展部冷卻水分析和試驗方法.安慶;安慶石油化工總廠信息中心,1993圖7循環(huán)水系統(tǒng)細菌總數(shù)監(jiān)測結果☆電話:(010)803448453經(jīng)濟效益分析中國煤化工ccomS電站原來采用自然pH運行工藝,在補充水CNMHG水質基本相同的條件下,濃縮倍數(shù)只能達到3。采u4-2y給水排水vL34N7200865