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改善循环水系统处理方式 提高设备运行安全性 天津石化公司热电部 董文忠 夏彬 摘 要：文章介绍了循环冷却水系统原有的问题，通过系统改造后，大量的试验和大修检查表明，新的循环冷却水处理方式具有良好的应用效果。 关键词：循环冷却水 铜管 加药处理 动态模拟 前言 天津石化公司热电部总装机容量200MW，共有6台汽轮机组、6台燃煤锅炉。电厂循环水系统共分为一期和二期两部分，一期设计循环量5200m3/h，二期设计循环量7514m3/h，系统水量1200m3/h，共有三座双曲线型自然通风冷却塔，原循环水系统采用软化水作为循环冷却水的补充水，通过排污阀重力排水，系统未设采用药剂水质稳定处理技术，运行浓缩倍数控制在5.0左右。 由于近些年冷却塔周边环境变化，汽机凝结器管材表面附着沉积物、腐蚀严重, 致使机组真空无法保证；热力设备的汽、水品质受到影响。尽管选择更换耐腐蚀性能较好的铜管，新管材在运行很短时间后，又出现结垢、腐蚀现象，一直以来未能从根本彻底解决腐蚀、泄漏问题。针对存在的问题，在2005年我厂对循环水系统进行了综合治理，我们分别选用了GE公司的AT水处理方案和盘式过滤器旁滤设备，经过近一年的运行验证，调整后的运行方案表现出了良好的效果，不仅腐蚀速率、沉积速率全面达标，铜管内未有水垢沉积，运行浓缩倍数也达到了6.0以上。 2 存在问题 2.1 腐蚀严重，系统泄露 4台凝汽式机组运行期间时有凝结水水质超标情况，必须依靠填充锯末堵漏才能保证机组正常运行。检修时抽管剖开检查四台凝汽器铜管均有不同程度的局部腐蚀，存在明显的点蚀穿孔现象。 2.2系统浊度高 热电部原循环水系统存在的另一方面问题是系统悬浮物多、浊度高，冷却塔在冷却循环水过程中存在的“洗涤”空气效应，将空气中的污染物大部分截流在循环水系统中，这个问题在风砂较大的春秋等季节更为明显，而热电部循环水系统的周边环境较差，粉煤灰进入循环水系统为主要问题，系统浊度长期在30FNU以上（最高超过100FAU），由于该循环水系统未设旁滤主动处理设备，进入系统的悬浮物无法有效地从系统中去除，造成在实际生产中无法控制系统悬浮物，只能在生产条件允许的情况下进行清池或加大排污量降低系统中的悬浮物含量。 原因分析 3.1水质腐蚀性强 热电部循环水系统设计采用软化水作为补充水，软化水的水质指标见表1。 项目 数据 电导率/(μS.cm-1) 总硬度(以CaCO3计)/(mg.L-1) 总碱度(以CaCO3计)/(mg.L-1) SiO2/(mg.L-1) SO42-/(mg.L-1) Cl-/(mg.L-1) 浊度/(mg.L-1) 600 2 225 15 48 5 1 循环水系统采用了全部软化水作补水的运行方式，这种方式优点在于软化水已将钙、镁离子去除，可以有效避免在凝结器铜管结碳酸钙、碳酸镁垢等水垢，确保凝结器的换热效率，但此方案也同时存在腐蚀倾向突出问题，软化水将结垢倾向离子全部去除后，其腐蚀问题必然突出。热电部循环水系统在线腐蚀速率均在0.15mm/a以上。 热电部软化水和循环水的郎格利尔饱和指数（Isat）及雷兹纳稳定指数(Istab)见表2： 项 目 PH 钙硬度（mg/l） 总碱度（mg/l） 总溶解固体（mg/l） Isat（郎格利尔饱和指数）/ Istab（雷兹纳稳定指数） 软化水 7.98 未测出 223.5 733 Isat=-1.01（腐蚀型） 循环水 9.2 4.3 901.6 2457 Istab=8.53（严重腐蚀） 从表2雷兹纳稳定指数判断循环水具有严重的腐蚀倾向。由于补充水为软化水，无结垢倾向，相反表现其腐蚀倾向，循环水含盐低，水的缓冲容量小，可以考虑加入少量的水质稳定剂来提高冷却水的缓冲容量，减少有害盐类对设备的影响。 3.2 高浊度加剧管材的腐蚀速度与程度 粉煤灰长时间沉积在循环水系统中，一方面会影响循环水水质，使采用全软化水补水的循环水系统也面临结垢控制问题，尤其补水的碱度、SiO2较高，高浓缩倍数下运行条件下的阻垢控制不容忽视。另一方面，粉煤灰属细小的沉积物，一旦在流速不高的铜管内壁沉积下来，即使胶球清洗投用正常，其清洗效果也很难保证。循环水系统未设杀菌设施，循环水系统中滋生的细菌会与粉煤灰形成综合沉积物，沉积在铜管、塔池填料等处，当金属表面有不致密的沉积物（粉煤灰、空气中带入风沙、细菌粘泥或控制不稳定产生的水垢）时，就易在沉积物下形成屏蔽缝隙，达到缝隙腐蚀要求的条件，即液体能够流入缝隙而缝隙又窄到能够保持缝隙内的液体呈静滞状态（0.1-0.2mm缝隙最易发生此问题），在局部缝隙中，低电位的金属失去电子生成金属离子M2+，而氧则由于缝隙中溶液对流不畅而贫化，因此氧的还原反应主要在缝隙外氧容易到达的沉积物边缘阴极区进行，形成氧浓差电池；此时水中