循环冷却水系统电子物理处理方法运行效果评价.pdf

电厂化学2 0 1 1 学术年会论文集 2 0 1 1 1 0 上海 循环冷却水系统电子物理处理方法运行效果评价 郭焱1 华锦贵2 李建玺。张小刚1 姜国策张向涛1 罗奖合1 1 西安热工研究院有限公司( 陕西西安7 1 0 0 3 2 ) ； 2 国华徐州发电有限公司( 江苏徐州2 2 1 1 6 6 ) 【摘要】本文对国电宁夏石嘴山发电有限责任公司3 机组循环冷却水系统处理方式由化学处理改为电子物理处理方式后循环水 系统的运行效果进行了评价通过对其采用电子物理处理前后及与l 2 机组采用添加化学筠刺处理同期循环水系纯阻垢墟蚀和杀菌灭蒹 处理效果的分析对比。得出电子物理处理达不到循环水阻垢缓蚀和杀菌处理的要求 【美冀词1 循环水系统处理电子物理处理效果评价 1 概况 国电宁夏石嘴山发电有限责任公司2 0 1 0 年l o 月1 5 日将3 、铺机组循环水系统处理方式由加入药 剂的化学处理更改为采用优频冷却循环水处理系统( 电子物理处理系统) 进行循环水电子物理处理。该 系统由低频控制柜、低频发生器、离子控制柜、离子发生器组成。其：t = 作理论是通过低频发生器在水体 中形成超低频交变电磁场，水中的各分子在超低频交变电磁场的作用下发生物理性能和结构的变化，从 而达到阻垢、缓蚀和杀菌的作用。在该电子物理处理系统使用3 个月后。对其处理的效果进行了总结、 评价。 2 循环水系统处理效果评价 2 1 循环水系统阻垢效果分析 2 1 1循环水系统a 、b 和阻垢率分析及对比 石嘴山电厂l 撑4 撑机组三个不同阶段循环水ac k o - - k j l d ) 、a b ( i 一配) 和阻垢率数据对比 见下列表 表11 群一4 剜几组循环水a 、b 分析结果 机 时间 浓缩倍率 a b 组m a xm l n a v g m a xm l n a v g m a xm m a v g 。2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 1 0 2 83 0 81 1 7 1 9 l0 7 4一o 1 l 0 1 61 2 80 4 9 一o 0 3 l 拌2 0 1 0 7 1 2 0 l o 1 0 1 4 3 9 81 1 32 , 4 00 9 30 6 l 0 2 l0 5 40 7 0 o 0 6 2 0 l o 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 2 9 l1 1 91 9 2o 5 l一0 0 9 o 1 7o 3 7一o 3 9一o 0 l 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 1 0 2 8 3 0 7 1 1 8 1 9 21 1 80 4 4 0 2 20 4 6一o 5 5 0 0 4 2 撑 2 0 1 0 7 1 2 0 1 0 1 0 1 44 o o1 1 32 6 2o 9 50 5 9 o 2 60 6 0一0 7 6 0 0 8 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 3 7 5 1 0 3 2 0 lo 8 3一o 3 6 0 1 80 4 0一o 5 5一o 0 2 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 1 0 2 8 4 6 71 1 32 2 92 2 2一o 4 40 4 6 0 - 3 7一o 8 0o 0 7 3 撑2 0 1 0 7 i 2 0 1 0 1 0 1 4 5 2 81 4 02 5 l1 1 6一1 3 00 2 5 1 0 l一0 7 5o 0 5 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 2 9 41 4 42 0 l1 1 7一1 2 0 0 4 70 8 5一1 3 9o 3 0 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 l o 2 8 4 7 21 2 02 2 72 3 20 3 8 0 4 50 4 30 8 30 0 7 钳 2 0 1 0 7 1 - 2 0 1 0 1 0 1 4 5 2 81 3 42 4 91 1 6一1 2 8 0 2 41 0 80 7 5 0 0 5 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 2 9 71 4 42 0 01 1 7 0 0 40 4 90 8 5一o 2 7 0 - 3 2 电厂化学2 0 1l 学术年会论文集2 0 1 1 1 0 上海 表21 群一4 撑机组循环水阻垢率分析结果 机 阻垢率( ) 浓缩倍率 组 时间 m a xm l n a v g m a x m l n a v g 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 1 0 2 8 1 0 0 8 1 4 89 7 7 43 0 81 1 71 9 l l 撑2 0 1 0 7 1 - - - 2 0 1 0 1 0 1 4 1 0 07 8 2 59 5 8 03 9 8 1 1 32 4 0 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 1 0 08 5 0 49 7 0 l2 9 l 1 1 91 9 2 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 l o 2 8l o o8 3 8 39 7 7 03 0 71 1 81 9 2 2 撑 2 0 1 0 7 1 2 0 1 0 1 0 1 41 0 07 6 6 29 5 o o4 0 01 1 32 6 2 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 71 0 07 7 9 49 6 0 83 7 51 0 32 0 1 2 0 0 9 1 0 15 2 0 1 0 2 8 1 0 0 8 4 4 l 9 7 7 94 6 7 1 1 32 2 9 3 撑2 0 l o 7 1 2 0 1 0 1 0 1 4 l o o7 9 6 89 6 2 55 2 8 1 4 02 5 l 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 1 0 07 0 6 78 8 5 l2 9 41 4 4 2 o l 2 0 0 9 1 0 1 5 2 0 l o 2 81 0 08 1 2 29 7 8 l 4 7 2 1 2 02 2 7 4 2 0 l o 7 1 2 0 1 0 1 0 1 41 0 07 9 6 8 9 6 3 5 5 2 8 1 3 4 2 4 9 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 1 0 0 7 0 7 2 8 8 4 l 2 9 7 1 4 4 2 0 0 将2 0 0 9 1 0 1 5 - - 2 0 1 0 2 8 、2 0 1 0 7 1 - 2 0 1 0 1 0 1 4 和2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 三个阶段a 、b 和阻 垢率对比发现：1 ) 采用物理处理的3 撑、4 f 机组循环水a 、b 最高值、平均值均明显高于采用化学 处理的l 撑、2 机组；阻垢率平均值明显低于采用化学处理的1 撑、2 撑机组的。2 ) 3 撑、4 机组循环水采用 物理处理时的a 、b 平均值均明显高于采用化学处理时的，阻垢率平均值均明显低于采用化学处理 时的。 2 。1 2 循环水系统冷却塔填料状态检查及分析 在对现场随机所取1 # - - 4 # 机组冷却塔填料进行检查发现：l 撑、2 撑机组冷却塔填料表面较干净，部 分位置有少量粘泥附着，无明显结垢现象；3 撑、铺机组冷却塔填料存在明显的结垢现象。在3 撑、钟机 组冷却塔填料剪取一定面积。计算表面沉积无物量及片状沉积物厚度，具体结果见表3 。 表33 撑、4 撑机组冷却塔填料沉积物量分析结果 样品厚度( 姗) 沉积物量( m g c m 2 ) 3 机组冷却塔填料沉积物l 0 1 2 m m4 1 2 3 机组冷却塔填料沉积物2 0 1 4 m m 5 3 5 4 撑机组冷却塔填料沉积物l 0 3 6 m m 1 4 2 6 4 撑机组冷却塔填料沉积物2 0 4 0 r a m1 5 3 0 根据火力发电厂机组人修化学检查导则d i j rl1 1 5 2 0 0 9 的评价标准3 撑、错机组冷却塔填料 结垢评价均为二类，4 机组冷却塔填料结垢较严重，接近结垢评价指标的高限 2 1 3 循环水系统冷却塔填料附着物成分分析 分别随机刮取石嘴山电厂l 撑删机组冷却塔填料表面沉积物进行x 射线能谱分析。分析结果如下。 3 5 1 电厂化学2 0 11 学术年会论文集2 0 1 1 1 0 上海 表41 撑一甜机组填料沉积物x 射线能谱分析主要元素含量 元素l j 机组样品 2 撑机组样品 3 撑机组样品 4 机组样品 c ，2 4 l2 7 91 3 62 5 5 o ，4 7 2 9 4 3 8 2 3 2 8 94 2 0 8 c a ，6 3 l 1 5 5 0 5 8 3 82 8 2 5 m g ， 1 7 42 4 11 0 23 0 9 s i ， 2 2 1 5 1 5 3 8 2 2 41 0 5 6 f e ，7 1 88 1 92 3 43 0 5 a l ， 8 3 45 5 10 9 65 2 9 s i 及f e 、a 1 的化s i 及f c 、a l 的化 主要为c a 的化合 主要为c a 的化合 主要成分合物，少量c a 的合物，较多量c a 物 物及s i 、f e 、a l 化合物的化合物的化合物 从四台机组冷却塔填料上的沉积物的x 射线能谱实验分析结果可以发现：当按元素的氧化物化学 式计，1 群、2 机组冷却塔填料上的沉积物主要以s i 0 2 为主：c a o 分别仅占了8 8 2 和2 1 6 9 ；而3 撑、 铺机组冷却塔填料上的沉积物主要以c a o 为主，分别占8 1 6 9 和3 9 5 3 。3 撑、4 撑机组冷却塔填料上的 沉积物所含c a o 明显比l 撑、2 撑机组的要多，尤其是3 撑机纽，其冷却塔填料上的沉积物8 1 6 9 为c a o ， 说明3 机组循环水中含有大量的c a 化合物沉淀。 2 1 4 电泵板式换热器污堵物分析 在检查中发现石嘴山电厂3 i 机组循环水系统的电泵板式换热器中存在大量污堵物，因此在换热器 内随机取一定量沉积的水样，过滤后取滤出吲体物在5 0 烘干进行x 射线能谱实验，发现沉积物中主 要成分大部分为f e 的化合物。 2 1 5胶球清洗情况分析 石嘴山电厂3 撑、4 撑机组在采用加药剂化学处理系统前，胶球清洗系统运行良好，收球率在9 5 以 上，平均每周每台机补充新胶球约3 0 - 5 0 个：采片j 电子物理处理后，胶球清洗收球率平均为8 5 2 5 ， 平均每台机每侧每天需补充新胶球1 1 7 个左右。胶球清洗系统收球率降低，胶球破损率提高。 2 1 6循环水系统阻垢效果的评价 3 撑、删机组循环水系统采用电子物理处理方式，循环水阻垢处理效果较加药化学处理显著降低，冷 却塔填料已出现较为严重的结垢现象。 2 2 循环水系统缓蚀处理效果的评价 2 2 1循环水铜、铁含量的分析及对比 l 撑删机组循环水铜、铁离子含量分析结果见表5 电厂化学2 0 11 学术年会论文集2 0 1 1 1 0 上海 表51 撑一4 撑机组循环水铜，铁离子含量分析结果 铜离子( u g l )铁离子( u g l ) 机组时间 最大 最小值平均值最大值最小值平均值 值 2 0 1 0 1 1 2 0 l o 2 8 2 2 6 6 o 7 01 4 8 71 9 4 9 66 0 o o 1 3 8 9 6 l 撑 2 0 1 0 7 1 - - 2 0 l o 1 0 1 43 8 1 9 1 3 7 72 1 2 51 9 0 1 84 5 1 l 9 0 6 2 2 0 l o 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 3 1 1 4 7 4 21 7 8 64 6 9 2 6 9 7 3 32 3 7 2 5 2 0 1 0 1 1 2 0 l o 2 82 2 4 5 1 2 1 21 6 7 21 7 6 6 86 7 3 9 l ：9 9 2 2 撑 2 0 1 0 7 1 2 0 1 0 1 0 1 43 3 4 9 1 5 0 22 1 8 3 1 8 4 7 94 9 5 61 0 3 1 4 2 0 l o 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 73 1 3 3 9 0 41 9 0 7 5 0 0 8 69 7 4 82 0 3 2 4 2 0 1 0 1 1 2 0 1 0 2 8 2 3 6 21 4 5 51 9 3 41 3 7 2 l8 4 。2 81 1 1 4 6 3 拌 2 0 l o 7 1 - - 2 0 1 0 1 0 1 48 7 7 9 2 1 8 94 8 7 3 1 3 3 8 76 5 3 79 5 8 4 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 77 3 3 8 1 7 7 64 3 2 41 6 5 6 6 3 7 1 37 6 9 8 2 0 l o 1 1 - - 2 0 1 0 2 82 5 4 l 1 2 0 21 8 1 41 6 3 4 08 9 2 6 1 2 8 8 8 4 撑 2 0 1 0 7 1 2 0 1 0 1 0 1 41 0 3 0 l 2 2 2 65 2 3 21 2 7 5 6 1 4 1 68 7 5 5 2 0 1 0 1 0 1 5 2 0 1 1 1 2 7 7 1 7 41 9 2 84 3 6 51 5 8 5 33 8 8 2 7 1 6 0 从上表对比可发现：1 ) 在相同运行期间，采用物理处理的3 岸、4 7 1 j c 机组循环水铜离子平均值明显高 于采用化学处理的l 样、硝机组。2 ) 在相同运行期间，采用物理处理的3 群、4 徉机组循环水铁离子平均值 明显低于采用化学处理的l 拌、2 f 机组。 2 2 2 循环水系统腐蚀挂片腐蚀速率分析及表面状态的检查 ( 1 ) l 撑、3 循环水系统腐蚀挂片梅蚀速率对比 石嘴山电厂分别在l 撑、3 拌机纽的冷却塔出水明渠和凝汽器出水处进行了现场腐蚀挂片试验，腐蚀 挂片材质为h s n 7 0 1 b 。挂片试验结果见表6 。 表61 撑、3 撑幸凡循环水挂片腐蚀数据 序号挂片位置原始重量( g )6 0 天后重量( g ) 腐蚀速率( r a m a ) l2 1 4 3 3 52 l 。4 3 4 9 未失重 l 撑冷却塔明渠 22 1 7 2 5 2 2 1 7 2 5 3 未失重 32 1 7 7 1 32 1 7 7 0 8 0 0 0 0 l l 撑挂片器 42 0 8 2 5 62 0 8 2 5 2 o 0 0 0 l 52 1 8 9 3 3 2 1 8 7 8 9 0 0 0 3 7 3 撑冷却塔明渠 62 2 0 2 6 62 2 0 1 0 70 0 0 4 l 72 1 7 0 0 12 1 6 8 1 40 0 0 4 8 3 撑挂片器 8 2 1 2 7 5 0 2 1 2 4 9 3 0 0 0 6 6 从表6 可以看出：采刚加药化学处理的l 撑机组挂片的腐蚀速率均较小，腐蚀速率远低于g b 3 5 3 电厂化学2 0 1 1 学术年会论文羹2 0 1 1 1 0 上海 5 0 0 5 0 - 2 0 0 7 一业循环冷却水处理设计规范中铜台金腐蚀速率小于00 0 5 m m a 的要求：采用电子物理 处理的3 觎组挂片的腐蚀速率均较高，腐蚀速率接近或超过g b5 0 0 5 0 2 0 0 7 ：业循环冷却水处理设计 规范中铜台金腐蚀速率小于00 0 5 m m a 的要求。 腐蚀挂片表面状态见下图。从闰中可以看出：采州加药化学处理的l 柳l 纽腐蚀拌片表面状态较盯， 没有明显腐蚀现象：采用电子物理处理的3 埘n 组的腐蚀挂片表面均有不同程度的腐蚀现象，持片嚣内 的腐蚀挂片腐蚀情况较严重，存在明显局部腐蚀。 # 明渠挂片1 l 籼月渠挂片2l # 挂片器挂片1l # 挂片器挂片2 3 # 日f l 渠挂片i 鲫明渠挂片23 # 挂片器挂片i3 # 挂片器挂片2 ( 2 ) 循环水系统腐蚀挂片表面成分分析 自1 # 、3 # 机组循环水现场腐蚀挂片试验后试片中随机选墩试片进行x 射线能谱实验，为保证分析 结果的代表性，每个试片分别选取表面平挂区域及缺陷区域进行检测分析。 l # 机组冷却塔明渠腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计见表7 。 表71 # g z 冷却塔明渠腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计 试片 区域c u 含量z n 含量 平整区域6 65 i 2 98 7 1 缺陷区域 6 44 8 2 88 5 平整区域 6 6 0 53 0 6 8 2 缺陷区域 6 0 7 42 74 5 h s n 7 0 1 b 6 9 0 7 l0 2 74 7 3 00 1 8 5 l # 机组玲却塔明渠腐蚀挂片z i l 含量均在正常范围内，但c u 含量偏低，其含量基本为6 07 4 “5 1 略低于标准晟低6 9 的要求；而且缺陷区域内z n 、c u 含量均低于平整区域处。 l # 机组挂片器腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计见表8 。 表81 帆组挂片器腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计 试片 区域c u 含量 z n 含量， 平整区域 6 59 33 04 8 l 缺陷区域 6 48 02 99 7 平整区域 6 5 1 43 02 8 2 缺陷区域 6 l8 32 79 4 h s n 7 0 i b6 9 0 7 l02 74 7 3 00 1 8 5 1 神n 组挂片器内腐蚀挂片z n 含量均在正常范围内但c u 含量偏低，其含量基本为6 18 3 6 59 3 ，略低于标准最低6 9 的要求；而且缺陷区域内z a 、c u 含量均低于平整区域处。 电厂化学9 0 1l 学术年会论文集 2 0 1 1 1 0 上海 3 拌机组冷却塔明渠腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计见表9 。 表93 撑机组冷却塔明渠腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计 试片区域c u 含量z n 含量， 平整区域6 9 8 22 2 6 8 l 缺陷区域 1 1 7 23 2 9 平整区域 7 1 9 7 2 0 0 2 2 缺陷区域 2 2 1 9 9 1 4 h s n 7 0 1 b6 9 0 7 1 o2 7 4 7 - 3 0 0 1 8 5 从以上x 射线能谱实验结果中可以看出：位于3 f 机组冷却塔明渠的腐蚀挂片平整区域处的c u 含 量正常，z n 含量偏低，仅为2 0 0 2 一- 2 2 6 8 。缺陷区域内c u 、z n 含量均很低。c u 含量仅为1 1 7 2 - - 2 2 1 9 。严重低于最低6 9 的标准要求；z n 含量低于1 0 ，最小仅为3 2 9 ，严重低于最低2 7 4 7 * , 的 标准要求。3 群机组冷却塔明渠的腐蚀挂片已出现明显的脱锌腐蚀现象。+ 3 撑机组挂片器腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计见表1 0 。 表1 03 撑机组挂片器腐蚀挂片x 射线能谱分析结果统计 试片 区域c u 含量，z n 含量。 平整区域 6 9 6 8 2 4 4 6 l 缺陷区域 4 9 3 8 9 0 2 平整区域7 2 5 41 9 3 0 2 缺陷区域8 6 1 81 9 8 h s n 7 0 - l b6 9 0 - 7 1 o 2 7 4 7 - 3 0 0 l8 5 从以上x 射线能谱实验结果中可以看出：位于3 i 机组挂片器内的腐蚀挂片平整区域处的c u 含量 正常，z n 含量偏低，仅为1 9 3 0 - - - - 2 4 4 6 。编号1 的腐蚀挂片缺陷区域内c u 、z n 含量均很低，c u 含量仅为4 9 3 8 ，严重低于最低6 9 的标准要求，z n 含量仅为9 0 2 ，严重低于最低2 7 6 2 的标准要 求：编号2 的腐蚀挂片缺陷区域内z n 含量仅为1 9 8 ，严重低于最低2 7 4 7 的标准要求。3 桃组挂片 器内的腐蚀挂片已出现严重的脱锌腐蚀。 2 2 3 循环水系统缓蚀处理效果评价 3 拌、4 撑机组采用电子物理处理，循环水系统凝汽器主凝区换热管h s n 7 0 1 b 材质挂片腐蚀速率高于 采用加药化学处理的几十倍，超过或接近g b5 0 0 5 0 2 0 0 7i ：工业循环冷却水处理设计规范中铜合金腐 蚀速率小于0 0 0 5 m m a 的要求，挂片存在严重的脱锌腐蚀。实际循环水运行中受凝汽器管可能已结垢的 影响，循环水中铜离子仍含颦基本正常。 2 3 循环水系统杀菌处理效果的评价 2 3 1 异养菌总数、铁细菌数、硫酸盐还原菌数及浊度等的分析及对比 2 0 0 9 年l o 月1 5 日至2 0 1 1 年1 月2 7 日，石嘴山电厂1 # - - 4 # 机组循环水系统异养菌总数、铁细菌 数、硫酸盐还原菌数及浊度统计见表l l 。 3 5 s 电厂化学2 0 11 学术年会论文集2 0 1 1 1 0 上海 表1 撑一铺机组循环水系统异养菌总数、铁细菌数、硫酸盐还原茵数及浊度统计 l 机2 拌机3 j f j 机4 机 自- 时间项目最大最小平均最大最小平均最大 取 平均最大 取 平均 小 小 值值值值值值值值值 值 值值 2 0 0 9 1 0 1 51 4 0 2 0 1 0 2 8 2 0 00 1 4 0 7 61 1 0o 0 80 7 07 5 0 1 4 03 7 20 1 43 6 0 2 o 2 0 1 0 7 1 异养菌总数 2 0 1 0 1 0 1 4千个n i l 1 5 0o 0 30 4 53 0 0o 1 51 4 21 1 0 0 0 0 43 4 94 5 0o 1 4 1 6 2 2 0 1 0 1 0 1 5 1 5 00 4 50 9 8 4 5 0 0 4 5 1 6 6 1 4 00 0 40 3 31 1 0 0 0 4o 3 1 2 0 l1 1 2 705 2 0 0 9 1 0 1 5 4 5 04 5 1 7 9 1 1 0 042 5 44 5 02 1 4 91 1 0 1 04 7 2 0 1 0 2 8 2 0 1 0 7 1 铁细菌总数 2 0 1 0 1 0 1 4 个n i l 1 4 0 2 58 01 4 02 57 01 1 01 06 44 5 01 0 1 5 6 2 0 l o 1 0 1 5 1 1 04 57 84 52 53 81 4 01 05 21 4 024 8 2 0 1 1 1 2 7 2 0 0 9 1 0 1 5 1 1 01 03 81 4 0 4 4 24 5 041 4 4l l o24 1 2 0 1o 2 8 硫酸盐还原 2 0 1 0 7 1 菌1 54 51 01 0251 4 024 81 4 0l o5 l 2 0 1 0 1 0 1 4 个m l 2 0 1 0 1 0 1 5 l l o o4 55 7 21 1 0 01 04 1 64 5 041 0 7l l o43 6 2 0 1 1 1 2 7 2 0 0 9 1 0 1 54 2 11 2 34 1 8 2 5 51 2 4 09 9 69 9 554 0 7 89 9 3