加酸控制pH工藝在電廠(chǎng)循環(huán)水系統中的應用

加酸控制pH工藝在電廠(chǎng)循環(huán)水系統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場(chǎng)監測結果表明,在冬季運行階段,適當地提高緩蝕劑的用量,可以更好地控制腐蝕;在夏季運行階段,釆用pH自動(dòng)控制系統可以穩定地控制循環(huán)水的pH,為提高濃縮倍數提供了保障。S電站循環(huán)水系統在夏季的平均濃縮倍數可達6倍以上,節約了大量的新鮮水,每年可節省費用約71.4萬(wàn)元。關(guān)鍵詞電廠(chǎng)循環(huán)水pH控制濃縮倍數0引言續發(fā)展的重要問(wèn)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)水系統濃水資源占有量不足300m3。近五年來(lái),北京地區旱縮倍數,節約新鮮水用量,對于燕化公司節水減排工情嚴重供水形勢更加嚴峻,節約用水已成為廣為關(guān)作的順利開(kāi)展具有十分重要的意義注的熱點(diǎn)問(wèn)題。燕化公司地處北京市西南郊,工業(yè)燕山地區地下水質(zhì)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。作為特大型石油化下聯(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,若要提高濃縮倍數,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(jìn)水量的14.2%達到減少濃排水的目的(2)從試驗過(guò)程可以發(fā)現廢水中的雜質(zhì)對設5技術(shù)經(jīng)濟分析備有影響,需要進(jìn)行預處理。但與其他除鹽工藝相以處理2.2m3/h水量計,EST系統電耗為比較,預處理工藝簡(jiǎn)單。1.491kW·h/m3,即11336元/a,預處理設備更換(3)電吸附出水水質(zhì)可以達到回用水水質(zhì)標費用為100元/a,核心設備維護費用為100元/a,總準,系統運行穩定、設備簡(jiǎn)單、自動(dòng)控制程度高。從運行費用為11536元/a,在保證系統的出水水質(zhì)的目前此技術(shù)在其他行業(yè)廢水除鹽中的應用來(lái)看,電情況下,運行費用為0.61元/m3。吸附技術(shù)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(shí)種非常有前景的除鹽工藝方法。際運行時(shí)功率因素在0.6~0.75,無(wú)功功率比重較(4)電吸附技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)有一定的要求,在大,如經(jīng)過(guò)補償后,實(shí)際電耗將在08kW·h/m3左鋼鐵企業(yè)回用水質(zhì)波動(dòng)比較大的情況下,需要承受右,運行費用將進(jìn)一步降低。很大的壓力還有待進(jìn)一步提高抗波動(dòng)能力。同時(shí)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820%,對水中硬度、氟離子及氯根有較高☆電話(huà):(010)88295019的去除率。電吸附設備連續穩定運行。兩級電吸附E-mail:Itshw@tom.com處理總產(chǎn)水率為85.8%,濃排水量降至進(jìn)水量的文稿日期:2008-04-1114.2%,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VL34N72008行工藝1-代替原來(lái)的自然pH運行工藝2,在表1循環(huán)水系統補充水水質(zhì)指標加酸配方YSW10560的基礎上,中石化北京燕山分地下水拒馬河水混合水公司研究院針對電廠(chǎng)循環(huán)水系統特別開(kāi)發(fā)了新型加111.568.9酸配方ZH4711-D3YX,并于2006年5月開(kāi)始在燕總硬度/mg/L367.81978265.5化公司S電站現場(chǎng)應用。截至2007年11月,S電總堿度/mg/L228.7178.5191.5站循環(huán)水系統運行穩定,濃縮倍數顯著(zhù)提高,收到了CI"/mg/L10.3良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益總鐵/mg/L0.031現場(chǎng)條件與監測方法電導率/pS/cm1.1循環(huán)水現場(chǎng)概況7.3837S電站循環(huán)水系統采用的冷卻塔為風(fēng)筒式雙曲現場(chǎng)用氧化型殺菌劑為氯化異氰尿酸,采取分線(xiàn)型;系統保有水量3300m3,循環(huán)水量批投加的方式,保持循環(huán)水中的余氯在0.1~0.52800m/h,冷卻塔進(jìn)出口溫差8~10℃;凝汽器材mg/L?，F場(chǎng)用非氧化型殺菌劑為Ss416BF和質(zhì)為海軍銅,中間管路材質(zhì)為碳鋼;系統配有pH自12Ms,每月交替投加1~2次動(dòng)控制裝置,可模擬量調節加酸泵的流量,保持系統1.4現場(chǎng)監測方法pH穩定;旁濾采用纖維過(guò)濾器?，F場(chǎng)工藝流程見(jiàn)現場(chǎng)監測的內容包括水質(zhì)監測腐蝕監測和微圖1。生物監測。水質(zhì)和微生物指標的分析方法參照工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)分析國家標準;現場(chǎng)掛片腐蝕監測方法參照中石化發(fā)布的標準方法6。2現場(chǎng)應用效果及分析2.1現場(chǎng)pH控制加酸控制pH運行工藝的內涵在于,通過(guò)加酸調節pH,降低循環(huán)水的堿度,結合阻垢劑來(lái)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加藥罐統的結垢;通過(guò)加入性能優(yōu)異的緩蝕劑結合專(zhuān)用的7pH檢測探頭8pH控制器9加酸泵10加藥泵11纖維過(guò)濾器分散劑來(lái)控制系統的腐蝕;其最終目的是為了圖1S電站循環(huán)水現場(chǎng)工藝流程循環(huán)水的濃縮倍數,節約補充水的用量。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)水系統的運行有一定特殊性?；诤侠砝媚茉茨?才能實(shí)現對循環(huán)水系統的最優(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(jiàn)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(guò)冷卻塔,直接導入集水池冷卻。1.2補充水水質(zhì)循環(huán)水系統補水為燕山地區地下水與拒馬河水的混合水,其基本水質(zhì)指標見(jiàn)表11.3水處理藥劑及投加方式目昌§國§自§直§現場(chǎng)用緩蝕阻垢劑為ZH471-D3YX,其主要日期成分包括有機磷酸、聚羧酸、唑等。藥劑采用自動(dòng)加圖22007年循環(huán)水pH的變化藥設備連續投加。根據循環(huán)水中藥劑濃度的變化,從圖2可以看出,在冬季運行階段,由于運行調節加藥泵的流量和時(shí)間,保持循環(huán)水中的總磷在2#汽機,循環(huán)水蒸發(fā)量很小,水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VoL3№7200863時(shí)隨著(zhù)補入新鮮水,pH又降低;因此pH呈現較大提高了藥劑的投加量,系統腐蝕情況大為好轉?？刹▌?dòng)。進(jìn)入夏季運行階段,運行1#汽機,熱負荷增見(jiàn),在冬季運行2汽機時(shí)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(zhù)濃縮過(guò)程的濃度,不失為一種簡(jiǎn)便、直接的方法。由于冬季運行進(jìn)行,開(kāi)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月上旬系統的pH控是可行的。制一直非常穩定。9月中旬,系統停車(chē)檢修后重新4月中旬,開(kāi)始運行1“汽機。開(kāi)車(chē)時(shí)進(jìn)行了基開(kāi)車(chē),pH經(jīng)歷了一次重新濃縮的調節過(guò)程后很快礎投加,總磷含量較高。隨著(zhù)濃縮倍數的提高及不回穩?？梢?jiàn)現場(chǎng)對pH的調節敏銳且穩定,說(shuō)明自斷排污、補水,總磷含量下降,進(jìn)入控制值范圍。轉動(dòng)控制pH系統可為加酸控制pH工藝的平穩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,運行穩定。S電站目前采用連續加藥系統,從2.2現場(chǎng)Ca2+控制循環(huán)水中總磷含量的波動(dòng)來(lái)看連續加藥方式大大對于加酸控制pH運行工藝,循環(huán)水中的Ca2+、優(yōu)于過(guò)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(guān)系。補充水水質(zhì)與水處理藥劑的性能決定了循環(huán)水系統能夠達到的濃縮倍數,也決定了循環(huán)水中Ca2+的控制指控制范圍標;同時(shí),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(jiàn)圖3?！彀俨臁臁熳攒啊?2007年循環(huán)水系統TP的變化2.4濃縮倍數變化由于S電站循環(huán)水系統運行的特殊性,在冬季和夏季運行階段分別執行了不同的濃編倍數控制指標。冬季運行階段,要求濃縮倍數達到2。采用加§昌§§自髫營(yíng)望§酸控制pH工藝后,在夏季運行階段,要求濃縮倍數日期大于5。2007年,S電站循環(huán)水系統濃縮倍數的變圖32007年循環(huán)水Ca2+的變化化情況見(jiàn)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熱負荷小,濃縮倍數低,Ca2+也較低。進(jìn)入夏季運行階段,熱負荷增加,Ca2+很快升至控制值,并控4}冬季控制指初制在900~1000mg/L,運行穩定。通過(guò)加酸控制pH,堿度也保持在控制范圍內,波動(dòng)很小§昌意§§髫望§2.3循環(huán)水中磷含量的控制圖4為2007年循環(huán)水系統TP變化情況。如圖52007年循環(huán)水系統濃縮倍數變化圖4所示,在2007年初的一個(gè)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,系統出現數基本達標。進(jìn)入夏季運行階段,熱負荷增加后濃了腐蝕速率持續升高的現象,應為Ca2+、堿度較縮倍數很快超過(guò)5,并在6左右運行。自9月開(kāi)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,Ca2達到200mg/L以上,64給水排水v34M7200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的穩定運行,采取了以Ca2+控制排污的方案,濃阻垢的成本增加不足1萬(wàn)元。在夏季運行階段,縮倍數有所降低,多數情況下不足5。濃縮倍數平均可達6以上。以此計算,S電站每月2.5腐蝕監測結果可節約補充水9360m3。夏季運行階段的7個(gè)月圖6為循環(huán)水系統腐蝕速率監測結果。從圖6間,共可節約新鮮水65520m3,同時(shí)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(shí)系統濃縮倍用6.8元/m3計算,在加酸控制pH運行工藝后,S數較低,循環(huán)水腐蝕性較強所致。2月增加循環(huán)水電站每年可節約用水費用約71.4萬(wàn)元,經(jīng)濟效益藥劑投加量后,腐蝕得到較好的控制,其后再未出現顯著(zhù)腐蝕速率超標現象。圖6表明,黃銅試片未出現腐4結論蝕速率超標現象,說(shuō)明現場(chǎng)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zH4711-D3YX適合電廠(chǎng)循環(huán)水系統的高濃z碳鋼10006縮倍數運行,可節約大量的新鮮水,經(jīng)濟效益口黃鋼顯著(zhù)。(2)冬季運行2#汽機階段,適當增加水中緩蝕0002阻垢劑的濃度,可很好地控制系統腐蝕;夏季運行閣團1汽機階段,采用pH自動(dòng)控制系統和連續加藥方式可保證系統的運行更加穩定。圖62007年循環(huán)水系統腐蝕速率監測結果參考文獻2.6現場(chǎng)微生物控制1李培元火力發(fā)電廠(chǎng)水處理及水質(zhì)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的抽檢結果。1999.677~679由于取樣的隨機性,檢測結果可能與現場(chǎng)實(shí)際運行2周本省.工業(yè)水處理技術(shù).第2版北京:化學(xué)工業(yè)出版社情況存在較大誤差。僅就結果來(lái)看細菌總數的超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(shuō)明現場(chǎng)對細菌的控制還需要加強。由于現場(chǎng)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(guò)程的腐蝕控一般都在10mg/L以下。細菌多處于分散狀態(tài),難制.石油化工廣蝕與防護,2001,18(2);48~50以形成菌膠團,所以現場(chǎng)并沒(méi)有發(fā)生過(guò)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(shù),2007,14(1):1~4現象。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(shù)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(xué)工業(yè)標準標準匯編一水處理劑與工業(yè)用水水質(zhì)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(chǎng)信息中心,1993圖7循環(huán)水系統細菌總數監測結果☆電話(huà):(010)803448453經(jīng)濟效益分析E-mail:wangdong02.yssh@sinopec.comS電站原來(lái)采用自然pH運行工藝,在補充水收稿日期:2008-04-01水質(zhì)基本相同的條件下濃縮倍數只能達到3。采修回日期:2008-04-29給水排水vo34N7200865