对电厂循环水浓缩倍率的控制和铜管防垢分析

康智勇 孟凡林

（山东新汶热电有限公司，山东 新泰 271219）

电厂凝汽器的作用是将汽轮机做过功的蒸汽冷却为纯净的凝结水，重新供给锅炉循环使用。电厂循环水作用就是作为凝汽器冷却热交换的介质。

山东新汶热电有限公司电厂地处新汶矿业集团，循环水的补充主要是采用矿井水。以矿井水作为循环水补水来源，矿井水为煤系砂岩，侏罗纪砂岩，矿井水水质以HCO3-Ca、HCO3-Mg型为主，主要含煤粉、岩粉等，矿井水矿化度高。结垢产物主要为 CaCO3、MgCO3等盐类。

提高循环水浓缩倍率达到节水目的和防止凝汽器结垢如果能够取得一个平衡点，将会在降低运行成本的基础上使凝汽器具有很好的热交换能力，提高机组效率。

1 浓缩倍率和铜管结垢的关系

循环水浓缩倍率通常将循环水中的Cl-浓度和补充水中Cl-浓度的比值，是体现循环水水质的一个重要指标。浓缩倍率高，运行过程中凝汽器铜管结垢速度快，浓缩倍率低，结垢速度慢。而铜管结垢一类为水垢类：CaCO3等盐类附着在铜管表面。另一类为粘泥类：主要是泥沙，藻类附着在铜管表面。

2 影响浓缩倍率的因素

循环水在循环冷却过程中，会因蒸发、泄露和排污等损失部分水量。为了使冷却系统保持所需的循环水量，在运行中应不断补充新水，在水质浓缩的过中，Cl-不会产生沉淀，其浓度的变化与水发生浓缩的倍数是成比例的，而补充的新水浓缩倍率小于现有的循环水浓缩倍率，大量补水就可以降低循环水的浓缩倍率。

3 水垢产生和影响

循环水在运行过程中不断蒸发和浓缩使得循环水中的含盐量不断增加，浓缩倍率增大，碱度不断上升，超过正常碱度后，导致重碳酸盐类开始不断分解，碳酸镁、碳酸钙的浓度超过了饱和极限浓度从而开始发生沉淀。

随着运行周期的延长，水垢就会逐渐累积形成垢膜，附着在凝汽器铜管的表面，通常水垢的导热能力为影响热交换。

4 浓缩倍率的确定和控制

从节水的角度来讲，浓缩倍率在1.5～2之间为高效节水区；在2～3之间为效益明显区；在3～4时为节水效益区；当浓缩倍率＞5时，节水效果不明显。因为过高的浓缩倍率会增大结垢或腐蚀的风险，过低的浓缩倍率又需要补充大量新水，造成用水成本的提高。确定合理的控制范围，一般需要进行相应的试验来配合。我公司浓缩倍率值确定在1.8-2.3之间，而实际运行当中浓缩倍率控制在1.8左右需要补充的井下水的量是控制2.3时需要补充水量的一倍。将浓缩倍率保持在一个较高的水平运行，能减少大量的补水和排污。

在高浓缩倍率下运行时可以节约大量的补水降低生产成本，但必须要解决结垢、沉淀物等问题。因此首先要确定循环水系统的高浓缩倍率运行和预防方案。

5 控制浓缩倍率在合理的范围

（1）增加循环水化验次数，根据化验结果调整补水量和排污的量，避免过度补水和排污造成的水资源浪费。

（2）旁流处理：旁流处理就是从循环水中引出一部分水进行处理，然后将处理后的水再返回循环水系统。主要的旁流处理工艺有旁流过滤和旁流软化，其中旁流过滤是最常用的一种。通常采用的旁流过滤的设备为重力无阀过滤器。旁流过滤的水量一般为循环水量的1%-5%。旁流软化处理的目的是去除循环水中的暂时硬度，降低CaCO3的过度饱和。旁流软化处理可以采用石灰软化或弱酸离子交换软化工艺，软化处理量大约为循环水量的0.5%左右。

6 预防铜管结垢

加酸处理：通常使用硫酸，主要是解决CaCO3结垢问题。通过加酸，降低循环水中的重碳酸盐浓度，控制水中的碳酸盐硬度不超过极限碳酸盐硬度。

加水质稳定剂：水质稳定水质稳定剂在循环水处理中是最常见的方法。添加阻垢剂阻止碳酸盐垢类的形成。我厂目前采用的是合成的水质稳定剂，除了具有高效的防垢能力外，还有防腐蚀、杀菌的作用。合成的水质稳定剂的成分需要厂家根据循环水的化验结果，调整配方。

定期胶球清洗：每天或者每班对凝汽器铜管进行胶球清洗，可以有效去除铜管内壁粘泥类的垢，对盐类水垢的去除能力有限，但是可以延缓结垢的速度。

机械和化学清洗∶虽然通过各种方法可以减少铜管内水垢的形成，但是水垢的形成还是不可避免的，因此定期的对铜管进行清理还是很有必要的。常见的两种方法都可以很有效的去除水垢。机械清洗：一般采用高压水冲洗方法。优点是对铜管没有腐蚀性，对结垢松散的水垢，整根铜管堵塞有很好的疏通性。缺点是对质地紧密的水垢清除不彻底。化学清洗：一般采用盐酸清洗，将盐酸通入凝汽器水循环系统内，用盐酸泵使其在铜管内部循环，盐酸与水垢发生化学反应达到软化、去除水垢的目的。优点在于对质地紧密的水垢有较强的软化能力。缺点是盐酸会对凝汽器内金属部分造成一定的腐蚀，并且盐酸本身是一种强腐蚀性易挥发的液体，对人体可能造成伤害。如果有条件的话两种方法结合使用会去的分成好的效果。

7 总结

提高循环水浓缩倍率研究具有重要的理论和现实意义，是火电厂节约用水的关键，它带来的经济效益和社会效益都是明显的。应根据具体情况，因地制宜，尽可能地使循环水冷却系统在合适的较高浓缩倍数下运行。