循环冷却水系统炉烟防垢动态模拟试验_于英利

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９１．０１ ９０．８７
两种防垢方式的阻垢率变化趋势发生了变化， 且从 该处开始， 炉烟防垢方式的阻垢率要持续高于药剂 防垢。数据显示， 炉烟处理循环冷却水的阻垢效果 在一定程度上优于药剂处理方式。
用炉烟对循环冷却水进行处理，不但可以有效 吸收烟气中的有害气体、 改善环境， 而且可以起到改 善凝汽器结垢的效果。 这在环境保护、 能源节约上有 很大的经济效益和社会效益， 应用前景比较乐观。 参考文献：
水处理技术
第 ３２ 卷 第 ７ 期
设备 １３ 和设备 １４ 取下， 在设备 １ 装置， 将设备 １２、 集水池中直接加入阻垢药剂。 药剂使用浓度 ４ｍｇ／Ｌ。
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称取 ０．２ｇ 药剂用蒸馏水稀释成 ５０Ｌ 水溶液， 循环水 箱中加入 ４０Ｌ， 补水箱中加入 １０Ｌ。定期采样检测， 经 ８４ｈ 后， 对采样水质进行化验时， 已有 Δ Ｈ 项指标 ４ｈ 后继续采样化验时， 出现超标（Δ Δ Ｈ＞０．２）， Ｈ 仍然 超标， 试验结束， 终止本次试验。 通过对试验数据计算分析可知， 碱度、 硬度、 氯 离子浓度、 浓缩倍率随时间变化呈上升趋势。 这里给 出硬度和浓缩倍率随时间变化的曲线，分别示于图 ２ 和图 ３。
下， 对炉烟防垢和药剂防垢两种处理循环冷却水方式， 进行动态模拟试验比较， 提出了该厂使用炉烟处理循环冷却 水防垢的可行性。试验结果显示， 在一定的条件下， 炉烟法的防垢效果优于药剂方法。 关键词： 循环冷却水；炉烟；防垢；动态模拟试验
＋ 中图分类号： ＴＱ０８５・ ４
文献标识码： Ａ
文章编号： １０００－３７７０（２００６）０７－００６１－０３
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!$ " １．集水池； ２．循环水泵； ３．循环水流量计； ４．进水温度计； ５． 恒温水
６．铜管； ７．出水温度计； ８．喷淋器； ９．冷却塔； １０． 浮球 浴加热装置； 阀； １１．补水箱； １２．炉烟烟气流量计； １３．炉烟烟气瓶； １４．布烟器 Ｆｉｇ．１ 图 １ 循环水动态模拟试验装置简图 Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｗａｔｅｒ
于英利等， 循环冷却水系统炉烟防垢动态模拟试验研究
Ｔａｂｌｅ １ 时间（ｈ） 炉烟防垢系统阻垢率（％） 药剂防垢系统阻垢率（％） ８ ９８．６２ ９９．０７ １６ ９６．５４ ９７．８２ ２４ ９５．６８ ９７．０３ 表 １ 阻垢率随时间变化数据 ｃｈａｎｇｉｎｇ ｏｆ ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ３２ ９４．８９ ９６．６１ ４０ ９４．１３ ９４．８５ ４８ ９３．６７ ９３．７７ ５６ ９３．２８ ９３．３１ ６４ ９２．７４ ９２．５１ ７２ ９１．７９ ９１．６８ ８０ ９１．９３ ９１．４３ ８８ ９１．７２ ９１．３０ ９６
３
结
论
动态模拟试验结果表明，炉烟在处理循环冷却 水防垢方面具有一定的优势， 表现出良好的阻垢效 果， 因此该厂可考虑对其循环冷却水系统进行改造， 实施炉烟处理循环冷却水方案。 实验室的试验结果显示，炉烟处理循环冷却水 防垢， 与药剂处理循环冷却水具有相同的指标变化 趋势， 符合理论分析。同时也从实验的角度证明了 应用炉烟对循环冷却水进行处理， 具有较强的可行 性。这将为炉烟法防垢的进一步研究， 提供了一定 的试验借鉴。
收稿日期： ２００５－０５－２５ 基金项目： 内蒙古自治区高等学校科学研究重大项目（ＮＪ０２０２０） 作者简介： 于英利 （１９８０－ ） ， 男， 硕士研究生，研究方向为炉烟处理循环冷却水防垢机理研究 联系电话： １３９４８４３２５９２； Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｎｇｌｉ８０８８＠１６３．ｃｏｍ。
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［１］ ［２］ ［３］ ［４］ ［５］ ［６］ 龙荷云 ． 循环冷却水处理 ［Ｍ］． 南京： 江苏科学技术出版社， ２００１： ２５８－２７６． Ｊｉｍ－ｋｕｋ ｋｉｍ， Ｇｕａｎｇ ｌｅｅ， Ｆｒａｎｋ ｚｈｕ， ｅｔ ａｌ． Ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ［Ｊ］． Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００２，２（６）：４９－６１． 王兴国， 王淑萍， 衣冠勇． 炉烟法除垢影响因素的试验研究 ［Ｊ］． 长沙电力学院学报， ２０００，１５ （１） ： ８７－８９． 徐鸣， 徐奇焕． 燃煤电厂炉烟循环水处理的实践 ［Ｊ］． 四川电力 １９９３，４： ３４－３９． 技术， 中华人民共和国水力电力部． 火力发电厂水、 汽试验方法［Ｓ］．北 １９８４： ２９－８１． 京： 水利电力出版社， 中华人民共和国化工行业标准．冷却水动态模拟试验方法［Ｓ］．北 １９９３： ４－２２． 京： 中国计划出版社，
１
电厂机组状况及水质条件
内蒙古某火电厂 ５０ＭＷ 机组采用单元式一机 一塔，开式循环系统。该厂所用阻垢处理方法主要 是添加阻垢缓蚀剂来处理循环冷却水。循环水流量 ７５００ｍ３／ｈ， 补水率 ２．１％， 补充水量约 １６０ｍ３／ｈ。补充 水水源为中层地下水，其主要水质指标为：全硬度 １７．９２ｍｍｏｌ／Ｌ， 钙 离 子 １７６．３５ｍｇ／Ｌ， 镁 离 子 １１０．５６ｍｇ／Ｌ，氯离子 ４０８．０４ｍｇ／Ｌ，碳酸氢根 ２７１．５４
现场凝汽器中冷热流体的热量交换情况的模拟。模 拟凝汽器中的试验用铜管采用与现场相同材质及型 号的管材， 入口水温与进出口温差均模拟现场运行 情况， 分别由进、 出水温度计对其监测， 使其稳定到 与现场条件相同的温度下。冷却水经换热升温后通 过喷淋装置 ８ 喷洒到冷却塔 ９，在冷却塔中经过填 料与空气完成换热降温后， 落回到集水池。 试验方法 分别在实验台上，对炉烟防垢处理系统和药剂 防垢处理系统， 进行动态模拟试验。实验分两部分 组成， 第一部分是炉烟防垢动态模拟试验， 方法是在 集水池中引入炉烟， 炉烟采用 ＣＯ２ 模拟烟气； 第二 部分是药剂剂防垢动态模拟试验， 方法是在集水池 中加阻垢缓蚀剂， 药剂采用内蒙古某火电厂提供的 ＪＤ－２１１ 复合药剂。 试验过程中，按一定时间间隔对所取水样进行 硬度、 碱度、 氯离子浓度三项指标进行检测。通过测 定的硬度、 碱度、 氯离子浓度三项数据后， 并求出浓 缩倍数 （φ ）、 氯根与碳酸盐硬度倍率差 （Δ 氯根与 Ｈ）、 碱度倍率差（Δ 、 阻垢率 （ ） 。 Ａ） η 试验终点按水处理方案鉴定中所规定的终点指 标确定， Δ Ａ≤０．２， Δ Ｈ≤０．２， η ＞９１％ 时防垢效果优良， 若三项中有一项出现连续超标情况， 即停止试验。 ２．３ 炉烟防垢与药剂防垢的试验比较 在炉烟防垢动态模拟试验中，模拟烟气流量 ８．５０Ｌ／ｍｉｎ， 铜管进口水温（２２± １）℃， 出口水温（３２± １）℃， 恒温水浴温度（７０± １）℃。 试验设备采用图 １ 装置。 试 验从某日早 ８：００ 开始运行， 定期取样检测， 经 ８４ｈ 后， 对水质进行采样化验时， 已有 Δ Ａ 和 η两项指标 出现超标现象（Δ ４ｈ 后继续采样化验 η Ａ＞０．２， ＜９１％）， 时， 仍有一项 Δ 试验结束， 终止本次试验。 Ａ 超标， 药剂防垢动态模拟试验仍使用图 １ 所示的试验
ｍｇ／Ｌ， ｐＨ ８．４９。 该厂在生产过程中， 凝汽器铜管结垢问题严重。 同时在运行的过程中，突出的问题表现为所投药量 大， 而且运行费用高； 阻垢效果不稳定， 受药剂质量 的影响严重。
２
炉烟防垢与药剂防垢的动态模拟试验
动态模拟试验是室内用于评价循环冷却水系统 防垢方案可行性及优越性较为理想的综合性测试方 法。根据国家颁布的 “冷却水动态模拟试验方法” ， 通过在给定条件下， 模拟实际生产中的凝汽器管材、 循环冷却水进出换热器温度、 冷却水流速、 冷却水流 态水质等主要参数，从而评价凝汽器铜管换热状态 及结垢情况。 ２．１ 试验装置及流程 整个实验台由循环冷却水系统、 补充水系统、 冷 却系统、 炉烟烟气引入系统四大部分组成。 实验台装 置如图 １ 所示。 集水池 １ 中的循环冷却水由循环水泵 ２ 打入试 验用现场凝汽器铜管 ６ 中。为了模拟与现场相对的 试验条件， 模拟凝汽器的加热方式采用热水加热， 管 程内的冷却水以一定流速流过，而虚拟过程中的热 水温度由恒温水浴实现对该热水温度的控制并用于 加热管程中的冷却水，从而在一定程度上实现了对
第 ３２ 卷 第 ７ 期 ２００６ 年 ７ 月
水处理技术 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＯＦ ＷＡＴＥＲ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ
Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．７ Ｊｕｌ．，２００７
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循环冷却水系统炉烟防垢动态模拟试验
于英利， 沈炳耘， 吴凤英
（内蒙古工业大学能源动力工程学院， 内蒙古 呼和浩特 ０１００６２） 摘 要： 对内蒙古某火力发电厂 ５０ＭＷ 机组当前加阻垢剂处理循环冷却水防垢系统进行分析研究。在实验室条件
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图 ２ 硬度变化曲线 Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ
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Ｆｉｇ．３ 图 ３ 浓缩倍率变化曲线 Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇ ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｉｎｇ
对于火电厂，循环冷却水代替直流水冷却凝汽 器蒸汽已经被广泛采用， 而常见的运行问题就是循 环冷却水结垢问题。循环冷却水经过冷却系统后， 钙、 镁、 氯根导热系数 及凝汽器换热效果， 引起汽轮机排汽温度升高， 影响 汽轮机的经济性甚至运行的安全性。因此，电厂循 环冷却水防垢处理的研究十分重要。 作者通过对内蒙古某火电厂 ５０ＭＷ 机组现行 的循环冷却水运行系统进行分析研究，提出用炉烟 对循环冷却水系统进行防垢处理， 并在实验室条件 下， 对加阻垢剂与加炉烟烟气， 进行防垢动态模拟试 验比较。试验结果表明，炉烟法的防垢效果在一定 程度上更加有效，这为炉烟法防垢的进一步研究提 供一定借鉴。