王晖

（东台市天壕新能源有限公司，江苏　盐城　224200）

玻璃窑余热电站循环冷却水处理实践

王晖

（东台市天壕新能源有限公司，江苏盐城224200）

为解决余热电站凝汽器端差高导致汽轮机运行效率低的问题，对产生原因进行分析后，采取了改变阻垢剂配方和杀菌剂加药方式，严格控制补充水浊度小于5 mg/L，加强黏泥剥离等措施，有效地解决了凝汽器端差高的问题。此次改进投资小，易于实现，且运行效果良好，经济效益显著。

凝汽器；端差；余热电站；循环冷却水

某公司为玻璃窑余热综合利用配套电站，建有1台N5-1.86单缸直联冷凝式汽轮发电机组，凝汽器循环冷却水的循环水量为1 950 m3/h，由2台逆流式强制通风冷却塔进行冷却。凝汽器不锈钢管为D 20 mm×1 mm的304钢。

公司自2010年10月投产，循环冷却水处理采用开式循环，用城市自来水为补充水，投加复合型阻垢缓蚀剂，并间断进行氧化性杀菌剂冲击杀菌为主，辅以粘泥剥离剂处理，运行一年多效果较好。2012年4月为降低生产成本，补充水改用河水净化水，运行6个月后凝汽器端差显著上升，汽轮机发电负荷同比明显下降。为切实有效解决这一问题，公司组织专业人员对凝汽器不锈钢管水侧进行检查，发现不锈钢管内壁结垢，取样分析其主要成分为碳酸钙和黏泥。经过酸洗和预膜处理，凝汽器端差恢复到6℃。为了避免后期出现类似问题，深入分析原因并在后续运行中采取相关处理措施，近3年来的实践表明，凝汽器端差维持在较低水平，改进措施取得了显著效果，安全性和经济效益明显。

1　凝汽器端差升高原因分析

（1）循环冷却水补充水变更后，未及时调整阻垢缓蚀剂配方。电厂运营初期循环冷却水补充水使用城市自来水时，自来水中的悬浮物、有机物含量极低，后来将补充水改用河水净化水后，循环冷却水系统悬浮物、有机物大幅度升高，使循环冷却水的极限碳酸盐硬度和极限浓缩倍率均相应降低。悬浮物本身不能形成钙垢，但能在循环冷却水中起晶核作用，促进污垢的沉积生成。晶核形成是结晶过程的第一步，也是最关键的一步。晶体的生长速度主要由溶液过饱和程度、溶质向晶体表面的扩散速度以及晶体表面的溶质析出速度决定。传热面的结垢过程还包括晶粒在金属表面上的附着，按一定方向取向，并成长为有规则的集合体的过程，这样才能形成牢固地附着在金属表面的密实的垢层［1］。而且悬浮物含量的增加降低了阻垢剂的药效，原来阻垢剂配方已不能适应新的水质条件，导致凝汽器水侧结垢，传热效率明显降低。

（2）杀菌剂效率降低，凝汽器水侧管壁附着黏泥增多，凝汽器传热效果恶化。该公司取水口位于通榆河支流，补充水虽采取净化工艺，但并未采取杀菌措施，水中微生物含量较高。循环冷却水水温常年维持在28～29℃，极适宜微生物繁衍生长，且加入的有机磷阻垢缓蚀剂分解产物能直接提供养分，生物、藻类迅速繁殖，代谢产物积聚并粘附在凝汽器管壁上。黏泥覆盖在凝汽器管壁，使得循环冷却水流通的截面积和流通量变小，传热效率受到很大影响［2-3］。

（3）厂区环境恶化加剧了循环水中粘泥含量。众所周知，冷却塔是空气中灰尘和微生物的巨大捕集器。由于地处工业集中区，冷却塔周边500 m范围内遍布大型露天煤场、焦化厂原料贮备场等，大量的煤粉尘随风飘落到冷却塔水池，这些灰尘大部分沉积在管道换热器、循环冷却水池底部，部分微粒悬浮在水中，灰尘与微生物黏液结合，并形成淤泥和软垢，使凝汽器传热效率进一步降低。

2　循环冷却水处理方式改进措施

（1）改变水处理剂配方，提高阻垢剂配方中马来酸/丙烯酸共聚物和有机磷羧酸含量［4］。这种复配型水处理剂具有协同性能好、对氯离子的稳定性强的特点，在高温、高碱、高pH值水质条件下，仍然能发挥良好的阻垢缓蚀效果。维持循环冷却水浓缩倍率小于3.0，有机磷质量浓度为3～4 mg/L。水质分析结果见表1。

（2）加强净水管理，严格控制补充水浊度低于5 mg/L。对循环冷却水继续进行旁滤处理，尽最大可能降低循环冷却水中的悬浮物浓度。

表1 水质分析结果Tab.1　Water characteristics

（3）改变杀菌剂加药方式，根据季节变化和循环冷却水池菌藻滋生情况，调整加药周期及加药量。冬季每10 d加药1次，其它季节每周二加药1次。加药量控制在100～200 kg/次［5］。

（4）每周二、周四均增开1台循环水泵，运行2 h，使加过杀菌剂或黏泥剥离剂的循环冷却水高速流动，生物黏泥会从设备表面脱落并被水流带走，通过排污换水进行降浊处理。

3　运行效果

此次改进有效解决了凝汽器不锈钢管水侧结垢和黏泥问题。未采取措施时，凝汽器端差在较短时间内迅速上升了4～5℃，采取措施后端差长期维持在6～7℃，没有明显增加。在停机期间进行水侧不锈钢管内壁检查，没有出现结垢现象，黏泥附着量也较少。改进前后循环冷却水水质分析结果见表2。

表2　改进前、后循环冷却水水质对比Tab.2　Circu1ating coo1ing water characteristics before and after technica1 modification

凝汽器换热系统采用的不锈钢的导热系数为46.4～52.2 W/（m·K），碳酸垢的导热系数为0.464～0.697W/（m·K），只有不锈钢的1%［6］。而端差每上升2～3℃，我公司汽轮机小时发电量至少降低100 kW，按年运行8 000 h，电价为0.45元/（kW· h）计，年损失36万元，可见端差升高产生的隐形损失不容忽视。当凝汽器结垢时，端差上升往往达到甚至超过12℃才会停下来进行酸洗。在端差上升过程中，循环冷却水流通阻力加大，增加了电耗；停机酸洗不仅消耗大量的药剂，还对凝汽器具有隐形的负面影响。

4　结语

通过近3年的实践证明，采用这种方法具有投资小、易实施，运行效果良好，经济效益显著的优点。通过这次尝试，认为对于小型电站循环冷却水处理要重视并积极寻求优化方法，定期对水质指标进行综合分析，根据不同水质及时调整并采用与之相适应的的水处理剂，以达到进行技术和管理上持续改进的目的。

［1］高秀山.火电厂循环冷却水处理［M］.北京：中国电力出版社，2004.

［2］张钢强，刘海洋.汽轮机凝汽器结垢造成能源损失的量化分析［J］.河南化工，2013，30（23）：26-27.

［3］蒲庆蓉.汽轮机凝汽器钢管结垢分析［J］.贵州电力技术，2004，（3）：46-46.

［4］叶平，朱冬生，王威，等.有机磷酸及聚羧酸阻垢性能影响因素试验研究［J］.工业用水与废水，2007，38（5）：93-95.

［5］王文兵.电厂循环水处理技术的发展趋势［J］.电力建设，2000，21（10）：43-44.

［6］唐受印，戴友芝.工业循环冷却水处理［M］.北京：化学工业出版社，2003.

Practice of circulating cooling water treatment for waste heat power station of glass furnace

WANG Hui
（Dongtai Top Resource New Energy Co.，Ltd.，Yancheng 224200，China）

In view of the 1ow operating efficiency of steam turbine caused by high termina1 temperature difference of condenser in waste heat power station，the causes were ana1yzed，and then，a series of measures such as changing sca1e inhibitor’s formu1a and dosing mode of bactericide，contro11ing make-up water turbidity be1ow 5 mg/L strict1y，strengthening sticky s1udge stripping，and so on，were adopted，which fina11y so1ved the prob1em effective1y.The engineering modification needs sma11 investment which is easy to achieve，and the operation effect is good，the economic benefit is remarkab1e.

condenser；termina1 temperature difference；waste heat power station；circu1ating coo1ing water

X703.1

A

1009-2455（2016）02-0046-02

王晖（1973-），女，江苏东台人，工程师，学士学位，主要从事电厂化学工作，（电子信箱）sunandso1dier@163.com。

2015-11-03（修回稿）