王明祥，邱振华

（淄博华诺水处理技术有限公司，山东 淄博 255086）

绿色低磷缓蚀阻垢剂在空冷发电机组中的应用

王明祥，邱振华

（淄博华诺水处理技术有限公司，山东 淄博 255086）

采用聚天冬氨酸和低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸复配，能起到良好的协同增效作用。在高硬高碱和低浓缩倍数循环冷却水中，都能起到良好的缓蚀阻垢作用。能有效解决空冷发电机组在实际运行中出现的问题。

循环冷却水；空冷发电机组；低磷

0 前言

我国是一个水资源贫乏的国家，特别是在西北地区尤其严重，水资源紧缺已成为严重制约当地工业生产的因素。火力发电厂又是用水大户，因此空冷机组发电机组在当地得到了大规模应用。笔者针对西北某2×600MW超临界空冷机组循环水的特点和现状，对其使用的缓蚀阻垢剂进行了一列的实验及开发应用研究，发现以聚天冬氨酸和低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCΑ）为主的缓蚀阻垢剂能有效的解决其目前的问题，并在实际应用中取得了满意的效果。

1 现场工艺状况

1.1 系统概述

某发电厂为2×600MW 超临界空冷机组，循环水系统补充水采用经过絮凝沉淀处理后的水库水，循环水设计浓缩倍数为1.5～3.5。由于其空冷机组特点，夏季低负荷，循环水浓缩倍数低，对药剂缓蚀能力要求高；冬季高负荷，循环水浓缩倍数高，对药剂阻垢能力要求高。多采用板式换热器，对水质要求较高，有结垢问题时极易造成污堵，对生产造成影响。

1.2 系统技术参数

循环冷却水流量：3000m3/h 冷却水保有水量：2000m3冷却水温差：7～10℃ 换热器类型：列管式、板式换热器设备材质：TP316L不锈钢、黄铜、碳钢 设计浓缩倍数：1.5～3.5。

1.3 水质状况（表1）

表1 水质分析

2 药剂筛选试验

针对现场实际运行状况，进行了静态阻垢试验及动态模拟试验，筛选出了适合现场应用的缓蚀阻垢剂配方。

2.1 水质状况分析［1］

运用指数判断水质情况比较直观，但水质的结垢和腐蚀倾向由多方面因素决定，因此我们同时用饱和指数、稳定指数和结垢指数来判定水质的状况。

表2 水质情况判断

依据补充水各项指标综合判断，该补充水属于偏结垢型水质。同时水中存在大量腐蚀性离子，应该兼顾缓蚀

2.2 缓蚀阻垢剂配方选定

为了环保需要，缓蚀阻垢剂采用低磷配方；同时厂家换热设备中存在大量高温设备，药剂中应添加耐高温阻垢剂；现场杀菌灭藻剂为氧化性氯系杀菌剂，缓蚀阻垢剂应有良好的抗氯性。

2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸在高温下缓蚀阻垢性能，以及耐氯性远优于其他有机膦酸盐，同时含磷量低，是优良的低磷缓蚀阻垢剂单体［2］。聚天冬氨酸是一种绿色环保型水处理剂，在相对分子质量2000～5000时具有优良的阻垢效果。同时配合其他水处理剂我们进行了大量的静态阻垢及旋转挂片实验，发现聚天冬氨酸与2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸复配能起到良好的协同增效作用，有效解决其循环水目前存在的问题。因此最终确定了缓蚀阻垢剂的成分主要由低磷的2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、聚天冬氨酸、共聚物阻垢分散剂、唑类等构成。同时为了验证药剂的实际使用效果，进行了动态模拟试验。

2.3 实验结果

2.3.1 静态阻垢试验

实验采用水浴锅加热，向水样中加入缓蚀阻垢剂，加药浓度为50mg/l，80℃加热浓缩，浓缩至4.0倍，实验过程及结束后测定水中氯离子、钙硬度等计算阻垢率，静态阻垢试验结果见表3。

表3 静态阻垢试验结果

实验结果表明，缓蚀阻垢剂在浓缩倍数1.5～3.5具有良好的阻垢效果。

2.3.2 旋转挂片腐蚀试验［3］

分别将加入缓蚀阻垢剂50mg/l后，再将分别浓缩1.5倍跟3.5倍后的水样作为腐蚀试验水样。挂片材质为碳钢、不锈钢、铜，试验温度45±1℃，转速75转/分，试验时间72小时，同时分别做空白试验。实验结果见表4。

表4 旋转挂片腐蚀实验结果

由上表旋转挂片腐蚀试验结果表明，该缓蚀阻垢剂在各个浓缩倍数下都具有良好的缓蚀性能，各个材质腐蚀速率［4］均符合GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求。

2.3.3 动态模拟试验［5］

表5 主要模拟试验参数

根据《HGT 2160-2008 冷却水动态模拟试验方法》要求，结合试验条件及试验工艺参数，将水样加入试验系统，至水容积符合要求，加入缓蚀阻垢剂，启动主循环泵，在要求的循环水流量下进行循环；启动加热器和热水循环泵，控制换热器出口水温，并定期补水以保持系统水容积不变。当浓缩倍数达到要求后，系统开始排污，并调节流量，保持浓缩倍数在试验范围内，试验进入稳定工况运行阶段，通过15天的连续工况试验后，动态模拟实验结果见表6。

表6 动态模拟试验结果

实验结果表明，该缓蚀阻垢剂在模拟工况下，缓蚀效果和阻垢效果均能达到GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求。完全能达到现场的需求。

3 现场应用及效果

中国水利建设集团崇信发电厂为2×600MW 超临界空冷机组循环冷却水从2014年10月开始使用目前缓蚀阻垢剂运行期间控制循环水中总磷1.0～1.5mg/l，浓缩倍数控制在2.5～3.0，运行期间各个换热器运行稳定，日常每月挂入监测挂片，各项指标都符合标准，在高负荷下换热效率稳定没有下降。检修时拆开换热器发现，换热器表面光滑，无结垢腐蚀存在。说明循环冷却水系统运行良好，此缓蚀阻垢剂完全适合该系统使用要求。

4 结论

（1）聚天冬氨酸跟2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸复配能到良好的协同增效作用。（2）运行情况表明该缓蚀阻垢剂完全能满足该系统需求，在钙硬度达到600mg/l、总碱度600mg/l时，仍能保持系统稳定，最大限度的减少循环冷却水排污量。（3）此缓蚀阻垢剂为低磷配方，常规含磷配方需控制循环水中总磷大于3.0mg/l才能起到良好的效果，此配方只需控制总磷1.0～1.5mg/l即可，能最大程度减少对环境影响。（4）从检修时拆下换热器来看，换热器表面光洁，无结垢腐蚀现象，该缓蚀阻垢剂有优良的缓蚀阻垢效果。（5）此缓蚀阻垢剂在该电厂实际运行效果良好，可以在当地空冷发电机组中推广使用。

［1］金熙，项成林等.工业水处理技术问答（第三版）［M］.化学工业出版社，2003（06）∶484-492.

［2］严莲荷.水处理药剂及配方手册［M］.中国石化出版社，2004（01）：120-121.

［3］GBT 18175-2014，水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法［S］.

［4］GB50050-2007，工业循环冷却水处理设计规范［S］.

［5］HGT 2160-2008，冷却水动态模拟试验方法［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.212