加酸控制pH工藝在電廠循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用王崠酈和生(中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院,北京102500摘要介紹了加酸控制pH運(yùn)行工藝及相應(yīng)的緩蝕阻垢劑ZH4711-D3YX在燕化公司S電站的應(yīng)用情況。現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明,在冬季運(yùn)行階段,適當(dāng)?shù)靥岣呔徫g劑的用量,可以更好地控制腐蝕;在夏季運(yùn)行階段采用pH自動(dòng)控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定地控制循環(huán)水的p,為提高濃縮倍數(shù)提供了保障。S電站循環(huán)水系統(tǒng)在夏季的平均濃縮倍數(shù)可達(dá)6倍以上,節(jié)約了大量的新鮮水,每年可節(jié)省費(fèi)用約71.4萬元。關(guān)鍵詞電廠循環(huán)水pH控制濃縮倍數(shù)0引言續(xù)發(fā)展的重要問題。循環(huán)冷卻水用量在燕化公司的北京是世界上缺水最嚴(yán)重的大城市之一,人均用水總量中占很大比重。因此,提高循環(huán)水系統(tǒng)濃水資源占有量不足300m3。近五年來,北京地區(qū)旱縮倍數(shù),節(jié)約新鮮水用量,對于燕化公司節(jié)水減排工情嚴(yán)重,供水形勢更加嚴(yán)峻,節(jié)約用水已成為廣為關(guān)作的順利開展具有十分重要的意義。注的熱點(diǎn)問題。燕化公司地處北京市西南郊,工業(yè)燕山地區(qū)地下水質(zhì)普遍較硬,Ca2+一般在和生活用水主要依靠抽取地下水和引入外部地表水300mg/L以上;外引拒馬河水屬中等硬度水,Ca2+源補(bǔ)給。作為特大型石油化T聯(lián)合企業(yè),燕化公司為110~150mg/L。以上述水源為補(bǔ)水的循環(huán)水系用水量巨大,水資源短缺已成為制約燕化公司可持統(tǒng),若要提高濃縮倍數(shù),就必須采用加酸控制pH運(yùn)兩級電吸附處理T藝總產(chǎn)水率為85.8%,濃排氟離子有比較明顯的去除效果水量降至進(jìn)水量的14.2%,達(dá)到減少濃排水的目的(2)從試驗(yàn)過程可以發(fā)現(xiàn)廢水中的雜質(zhì)對設(shè)5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析備有影響,需要進(jìn)行預(yù)處理。但與其他除鹽工藝相以處理2.2m3/h水量計(jì),EST系統(tǒng)電耗為比較,預(yù)處理工藝簡單1.491kW·h/m3,即11336元/a,預(yù)處理設(shè)備更換(3)電吸附出水水質(zhì)可以達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)費(fèi)用為100元/a,核心設(shè)備維護(hù)費(fèi)用為100元/a,總準(zhǔn),系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備簡單、自動(dòng)控制程度高。從運(yùn)行費(fèi)用為11536元/a,在保證系統(tǒng)的出水水質(zhì)的目前此技術(shù)在其他行業(yè)廢水除鹽中的應(yīng)用來看,電情況下,運(yùn)行費(fèi)用為0.61元/m3。吸附技術(shù)是一種適用于工業(yè)回用水除鹽的工藝,是由于該試驗(yàn)裝置未配置功率因素補(bǔ)償裝置,實(shí)種非常有前景的除鹽工藝方法。際運(yùn)行時(shí)功率因素在0.6~0.75,無功功率比重較(4)電吸附技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)有一定的要求,在大,如經(jīng)過補(bǔ)償后,實(shí)際電耗將在0.8kW·h/m3左鋼鐵企業(yè)回用水質(zhì)波動(dòng)比較大的情況下,需要承受右,運(yùn)行費(fèi)用將進(jìn)一步降低。很大的壓力還有待進(jìn)一步提高抗波動(dòng)能力。同時(shí)6結(jié)論與建議與其他除鹽工藝相比,在產(chǎn)水率與電導(dǎo)率去除率方(1)經(jīng)一級處理產(chǎn)水率達(dá)到78.4%;平均除鹽面有很大發(fā)展空間。率達(dá)到82.0%,對水中硬度、氟離子及氯根有較高☆電話,〔Q的去除率。電吸附設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。兩級電吸附中國煤化工處理總產(chǎn)水率為85.8%,濃排水量降至進(jìn)水量的CNMHG142%,達(dá)到了減少濃排的目的。對硬度、氯離子修回日期:2008-04-2462給水排水2008行工藝1-代替原來的自然pH運(yùn)行工藝23。在表1循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)加酸配方Y(jié)sw105,0的基礎(chǔ)上,中石化北京燕山分項(xiàng)目地下水拒馬河水混合水公司研究院針對電廠循環(huán)水系統(tǒng)特別開發(fā)了新型加111.5酸配方ZH471l-D3YX,并于2006年5月開始在燕總硬度/mg/L367.8化公司S電站現(xiàn)場應(yīng)用。截至207年11月,S電總堿度/mgL227178519.5站循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,濃縮倍數(shù)顯著提高,收到了CI"/mg/L良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益總鐵/mg/L1現(xiàn)場條件與監(jiān)測方法電導(dǎo)率/pS1.1循環(huán)水現(xiàn)場概況7.388.37S電站循環(huán)水系統(tǒng)采用的冷卻塔為風(fēng)筒式雙曲現(xiàn)場用氧化型殺菌劑為氯化異氰尿酸,采取分線型;系統(tǒng)保有水量3300m3,循環(huán)水量批投加的方式,保持循環(huán)水中的余氯在0.1~0.52800m3/h,冷卻塔進(jìn)出口溫差8-10℃;凝汽器材mng/。現(xiàn)場用非氧化型殺菌劑為Ss416BF和質(zhì)為海軍銅,中間管路材質(zhì)為碳鋼;系統(tǒng)配有pH自Ss5312MS,每月交替投加1~2次。動(dòng)控制裝置,可模擬量調(diào)節(jié)加酸泵的流量,保持系統(tǒng)1.4現(xiàn)場監(jiān)測方法pH穩(wěn)定;旁濾采用纖維過濾器。現(xiàn)場工藝流程見現(xiàn)場監(jiān)測的內(nèi)容包括水質(zhì)監(jiān)測、腐蝕監(jiān)測和微生物監(jiān)測。水質(zhì)和微生物指標(biāo)的分析方法參照工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)分析國家標(biāo)準(zhǔn);現(xiàn)場掛片腐蝕監(jiān)測方法參照中石化發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)方法。2現(xiàn)場應(yīng)用效果及分析2.1現(xiàn)場pH控制加酸控制pH運(yùn)行工藝的內(nèi)涵在于,通過加酸調(diào)節(jié)pH,降低循環(huán)水的堿度,結(jié)合阻垢劑來控制系1冷卻塔2集水池3循環(huán)水泵4凝汽器5酸罐6加藥罐統(tǒng)的結(jié)垢;通過加入性能優(yōu)異的緩蝕劑,結(jié)合專用的7pH檢測探頭8pH控制器9加酸泵10加藥泵11纖維過濾器分散劑來控制系統(tǒng)的腐蝕;其最終目的是為了提高1S電站循環(huán)水現(xiàn)場工藝流程循環(huán)水的濃縮倍數(shù),節(jié)約補(bǔ)充水的用量。只有合理與燕化公司內(nèi)其他循環(huán)水系統(tǒng)相比,S電站循地選擇循環(huán)水的pH,充分地發(fā)揮緩蝕阻垢劑的效環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行有一定特殊性。基于合理利用能源能,才能實(shí)現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)控制。2007年S等因素考慮S電站在夏季(4~10月)運(yùn)行1汽機(jī),電站循環(huán)水pH的變化情況見圖2。熱負(fù)荷高,冷卻塔出口溫差大;冬季(11月~次年3月)運(yùn)行2汽機(jī),熱負(fù)荷很小,循環(huán)水不經(jīng)過冷卻塔,直接導(dǎo)入集水池冷卻。1.2補(bǔ)充水水質(zhì)慘興循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水為燕山地區(qū)地下水與拒馬河水的混合水,其基本水質(zhì)指標(biāo)見表1。1.3水處理藥劑及投加方式目昌§§自8自現(xiàn)場用緩蝕阻垢劑為ZH4711-D3YX,其主要成分包括有機(jī)磷酸、聚羧酸、唑等。藥劑采用自動(dòng)加22007年循環(huán)水pH的變化藥設(shè)備連續(xù)投加。根據(jù)循環(huán)水中藥劑濃度的變化,中國煤化工行階段,由于運(yùn)行調(diào)節(jié)加藥泵的流量和時(shí)間保持循環(huán)水中的總磷在2CNMHG中含有一定量游離控制范圍內(nèi)。CO2,pH一般低于8。當(dāng)循環(huán)水稍有濃縮、pH升高給水排水VoL34M7200863時(shí),隨著補(bǔ)入新鮮水,pH又降低;因此pH呈現(xiàn)較大提高了藥劑的投加量,系統(tǒng)腐蝕情況大為好轉(zhuǎn)?？刹▌?dòng)。進(jìn)入夏季運(yùn)行階段,運(yùn)行1“汽機(jī),熱負(fù)荷增見,在冬季運(yùn)行2汽機(jī)時(shí)適當(dāng)增加循環(huán)水中的藥劑加,pH很快升至接近飽和水平。隨著濃縮過程的濃度,不失為一種簡便、直接的方法。由于冬季運(yùn)行進(jìn)行,開始加酸控制pH。pH下降逐漸接近控制階段排污量較小,藥劑用量增加并不多,在經(jīng)濟(jì)上也值,之后轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。5~9月上旬系統(tǒng)的pH控是可行的。制一直非常穩(wěn)定。9月中旬,系統(tǒng)停車檢修后重新4月中旬,開始運(yùn)行1“汽機(jī)。開車時(shí)進(jìn)行了基開車,pH經(jīng)歷了一次重新濃縮的調(diào)節(jié)過程后很快礎(chǔ)投加,總磷含量較高。隨著濃縮倍數(shù)的提高及不回穩(wěn)?？梢姮F(xiàn)場對pH的調(diào)節(jié)敏銳且穩(wěn)定,說明自斷排污、補(bǔ)水,總磷含量下降,進(jìn)入控制值范圍。轉(zhuǎn)動(dòng)控制pH系統(tǒng)可為加酸控制pH工藝的平穩(wěn)運(yùn)行正常加藥運(yùn)行后,總磷的控制一直保持在控制范提供可靠保證圍內(nèi),運(yùn)行穩(wěn)定。S電站目前采用連續(xù)加藥系統(tǒng),從2.2現(xiàn)場Ca2+控制循環(huán)水中總磷含量的波動(dòng)來看連續(xù)加藥方式大大對于加酸控制pH運(yùn)行工藝,循環(huán)水中的Qa+、優(yōu)于過去的間歇人工加藥方式堿度、pH和加藥量之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。補(bǔ)充水水質(zhì)與水處理藥劑的性能決定了循環(huán)水系統(tǒng)能夠達(dá)到的濃縮倍數(shù),也決定了循環(huán)水中(a2+的控制指控制范圍標(biāo);同時(shí),Ca2+控制范圍又對堿度的控制提出要求,且需要相應(yīng)的pH加以配合。因此,Ca2+和堿度的控制對于加酸控制pH運(yùn)行工藝是非常重要的。S電站2007年循環(huán)水Ca2+的變化情況見圖3?！臁臁臁熳憎亍炀迗D42007年循環(huán)水系統(tǒng)TP的變化2.4濃縮倍數(shù)變化由于S電站循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的特殊性,在冬季和夏季運(yùn)行階段分別執(zhí)行了不同的濃縮倍數(shù)控制指標(biāo)。冬季運(yùn)行階段,要求濃縮倍數(shù)達(dá)到2。采用加§昌§§自§§酸控制pH工藝后,在夏季運(yùn)行階段,要求濃縮倍數(shù)大于5。2007年,S電站循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的變圖32007年循環(huán)水Ca2+的變化化情況見圖5。由圖3可明顯看出,在汽機(jī)運(yùn)行的不同階段,循環(huán)水中Ca2的變化趨勢。冬季運(yùn)行階段,循環(huán)水系夏季控制指標(biāo)統(tǒng)熱負(fù)荷小,濃縮倍數(shù)低,Ca2+也較低。進(jìn)入夏季4}冬季控制指標(biāo)運(yùn)行階段,熱負(fù)荷增加,Ca2+很快升至控制值,并控制在900~1000mg/L,運(yùn)行穩(wěn)定。通過加酸控制pH,堿度也保持在控制范圍內(nèi),波動(dòng)很小?！觳臁臁觳恰?.3循環(huán)水中磷含量的控制圖4為2007年循環(huán)水系統(tǒng)TP變化情況。如圖52007年循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)變化圖4所示,在2007年初的一個(gè)半月內(nèi),循環(huán)水緩蝕如圖5所示,在冬季運(yùn)行階段,循環(huán)水濃縮倍阻垢劑按照預(yù)定的總磷控制范圍投加,系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)基V凵中國煤化工熱負(fù)荷增加后濃了腐蝕速率持續(xù)升高的現(xiàn)象,應(yīng)為Ca2、堿度較縮CNMH行。自9月開始,低,循環(huán)水腐蝕性較強(qiáng)所致。冬季運(yùn)行階段后期,補(bǔ)充水全部改用地下水,Ca達(dá)到200mg/L以上,64給水排水vL34N7200較之前的混合水提高了25%。為了保證循環(huán)水系用加酸控制pH運(yùn)行工藝后,每年用于加酸和緩蝕統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,采取了以Ca2+控制排污的方案濃阻垢的成本增加不足1萬元。在夏季運(yùn)行階段,縮倍數(shù)有所降低,多數(shù)情況下不足5。濃縮倍數(shù)平均可達(dá)6以上。以此計(jì)算,S電站每月2.5腐蝕監(jiān)測結(jié)果可節(jié)約補(bǔ)充水9360m3。夏季運(yùn)行階段的7個(gè)月圖6為循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率監(jiān)測結(jié)果。從圖6間,共可節(jié)約新鮮水65520m3,同時(shí)減少排污可以看出,1月碳鋼試片的腐蝕速率超標(biāo)(中石化標(biāo)65520m3。若按新鮮水費(fèi)用4.1元/m3、排污費(fèi)準(zhǔn)要求小于0.075mm/a),是由于當(dāng)時(shí)系統(tǒng)濃縮倍用6.8元/m3計(jì)算,在加酸控制pH運(yùn)行工藝后,S數(shù)較低,循環(huán)水腐蝕性較強(qiáng)所致。2月增加循環(huán)水電站每年可節(jié)約用水費(fèi)用約71.4萬元,經(jīng)濟(jì)效益藥劑投加量后,腐蝕得到較好的控制,其后再未出現(xiàn)顯著腐蝕速率超標(biāo)現(xiàn)象。圖6表明,黃銅試片未出現(xiàn)腐4結(jié)論蝕速率超標(biāo)現(xiàn)象,說明現(xiàn)場用緩蝕劑對銅材凝汽器(1)加酸控制pH運(yùn)行工藝及相應(yīng)的緩蝕阻的腐蝕控制良好。垢劑zH471-D3YX適合電廠循環(huán)水系統(tǒng)的高濃z碳鋼10006縮倍數(shù)運(yùn)行,可節(jié)約大量的新鮮水,經(jīng)濟(jì)效益顯著。(2)冬季運(yùn)行2#汽機(jī)階段,適當(dāng)增加水中緩蝕0040002阻垢劑的濃度,可很好地控制系統(tǒng)腐蝕;夏季運(yùn)行1汽機(jī)階段,采用pH自動(dòng)控制系統(tǒng)和連續(xù)加藥方2345678910式可保證系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定。參考文獻(xiàn)圖62007年循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率監(jiān)測結(jié)果2.6現(xiàn)場微生物控制1李培元火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制.北京:中國電力出版社,圖7所示為每月一次對細(xì)菌總數(shù)的抽檢結(jié)果1999.677~679由于取樣的隨機(jī)性,檢測結(jié)果可能與現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行2周本省.工業(yè)水處理技術(shù).第2版北京:化學(xué)工業(yè)出版2002.101~106情況存在較大誤差。僅就結(jié)果來看細(xì)菌總數(shù)的超3李本高,李麗南,楊世昌.高硬度高堿度循環(huán)水處理方法比較石標(biāo)率達(dá)到50%,說明現(xiàn)場對細(xì)菌的控制還需要加強(qiáng)。由于現(xiàn)場比較注意旁濾的使用,循環(huán)水的濁度4王征,李本高高硬度高堿度循環(huán)冷卻水加酸處理過程的腐蝕控般都在10mg/L以下。細(xì)菌多處于分散狀態(tài),難制.石油化工腐蝕與防護(hù),2001,18(2):48~50以形成菌膠團(tuán)所以現(xiàn)場并沒有發(fā)生過粘泥滋生的5付永勝,王志,酈和生應(yīng)用YSW105處理高硬度高堿度循環(huán)水.石化技術(shù),2007,14(1):1~4現(xiàn)象6姜琳,鄙和生,王崠,等.含氨氮污水回用于循環(huán)冷卻水的技術(shù)工業(yè)水處理,2007,27(4):28~307中化化工標(biāo)準(zhǔn)化研究所中國標(biāo)準(zhǔn)出版社第二編輯室化學(xué)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)匯編一水處理劑與工業(yè)用水水質(zhì)分析方法2003北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.461~8598中國石油化工總公司生產(chǎn)部發(fā)展部冷卻水分析和試驗(yàn)方法.安慶;安慶石油化工總廠信息中心,1993圖7循環(huán)水系統(tǒng)細(xì)菌總數(shù)監(jiān)測結(jié)果☆電話:(010)803448453經(jīng)濟(jì)效益分析中國煤化工ccomS電站原來采用自然pH運(yùn)行工藝,在補(bǔ)充水CNMHG水質(zhì)基本相同的條件下,濃縮倍數(shù)只能達(dá)到3。采u4-2y給水排水vL34N7200865