循環(huán)冷卻用水是火力發(fā)電廠比較大的水消耗，因此采用相應(yīng)措施提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率，降低循環(huán)水補(bǔ)水量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于生水主要是地表水全堿度在2.0-7.5mol/l之間，水質(zhì)很不穩(wěn)定，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)循環(huán)冷卻水堿度偏高，為防止結(jié)垢只能將濃縮倍率控制在2.0-2.5之間。致使頻繁排污，補(bǔ)水量也較高，造成大量的水消耗。針對(duì)這一問(wèn)題，我們對(duì)原因進(jìn)行了分析，尋找合理的措施解決循環(huán)水堿度高的問(wèn)題，提高濃縮倍率，降低補(bǔ)水量。

1 原因分析

引起循環(huán)水堿度偏高的原因很多，主要有：生水堿度高；循環(huán)水中游離二氧化碳的大量溢出等，現(xiàn)分析如下。

1.1 生水堿度高

生水主要為地表水，來(lái)水堿度就較高，屬于負(fù)硬水（堿度大于硬度），經(jīng)過(guò)弱酸陽(yáng)床離子交換器交換處理。弱酸陽(yáng)離子交換器共3 臺(tái)，大出力為450 t/h，鹽酸再生。

從弱酸陽(yáng)床出水水質(zhì)特性可看出，負(fù)硬水經(jīng)弱酸陽(yáng)床處理后仍為負(fù)硬水。

1.2 二氧化碳溢出

循環(huán)水中主要影響堿度的是水中的游離二氧化碳以及碳酸氫鹽離子。水中游離二氧化碳對(duì)碳酸氫鹽分解有控制作用。循環(huán)水在受熱與播撒蒸發(fā)中，水中游離的二氧化碳不斷溢出到空氣中，加速水中碳酸氫鹽的分解，致使水中堿度不斷升高。從熱力學(xué)角度上講，大氣中二氧化碳的分壓僅30pa，與之平衡存在與水中的二氧化碳僅0.5mg/l，即使不對(duì)循環(huán)水加熱和播撒，也會(huì)由于水中游離二氧化碳在與大氣中二氧化碳平衡過(guò)程中降低。水中游離二氧化碳的降低，使循環(huán)水堿度升高。

2 堿度偏高的影響

循環(huán)水中堿度偏高會(huì)使凝汽器銅管表面產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕長(zhǎng)時(shí)間受熱就會(huì)在凝汽器銅管上形成漏點(diǎn)。也會(huì)造成銅管表面的碳酸鹽結(jié)垢影響凝汽器換熱效率，詳細(xì)分析如下。

2.1 銅管堿性腐蝕

在含鹽量小的水中，銅管表面可能生成一層致密的cu（oh）2保護(hù)膜，而在含鹽量大，堿度偏高的水中則會(huì)腐蝕產(chǎn)物為綠色堿式銅鹽cucl2·cu（oh）2或cuco3·2 cu（oh）2，此類膜疏松多孔，在換熱面較高溫度下極易被破壞而失去保護(hù)作用。2.2 碳酸鹽結(jié)垢

我們對(duì)凝汽器銅管上的垢樣進(jìn)行成分分析，結(jié)果如下表1。

經(jīng)過(guò)垢樣分析確認(rèn)管束表面沉積物的主要組分是碳酸鹽垢。碳酸鹽成垢原因如下：

經(jīng)弱酸陽(yáng)床處理后的循環(huán)水中主要以碳酸氫鹽形式在，ca（hco3）2和mg（hco3）2不穩(wěn)定，極易分解成碳酸鹽當(dāng)循環(huán)冷卻水中溶解的重碳酸鹽較多時(shí)，水流經(jīng)過(guò)換熱器表面，特別是溫度較高的表面，就會(huì)受熱分解，其反應(yīng)如下：

ca（hco3）2→caco3↓+ h2o+co2 ↑

當(dāng)循環(huán)水通過(guò)冷卻塔，溶解在水中的二氧化碳就會(huì)逸出，反應(yīng)平衡右移，循環(huán)水堿度升高，水的ph 值就會(huì)升高，此時(shí)，重碳酸鹽在堿性條件下也會(huì)產(chǎn)生caco3沉淀。在前期運(yùn)行過(guò)程中，為防止碳酸鹽結(jié)垢，只能將濃縮倍率控制在2.0-2.5經(jīng)常采用大量排污的方式，結(jié)果造成大量的循環(huán)水浪費(fèi).

3 處理措施

為了解決循環(huán)水堿度過(guò)高，只能采用大排大補(bǔ)的方式防止結(jié)垢，從而造成大量水耗。針對(duì)這一問(wèn)題，處理方法有以下兩種。

3.1 利用軟化水降低補(bǔ)水硬度

通過(guò)離子交換去除補(bǔ)水中的ca2+和mg2+等硬度離子，降低補(bǔ)充水的部分碳酸鹽硬度和部分堿度而達(dá)到預(yù)防無(wú)機(jī)垢沉積的目的。結(jié)合弱酸床運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)綜合分析計(jì)算，確定了弱酸床制水好的失效終點(diǎn)，即控制出水堿度在1.8～2.0 mmol/l，控制出水硬度1.0mmol/l為失效點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)出水水質(zhì)特點(diǎn)，為使循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)基本保持穩(wěn)定，合理投入運(yùn)行床體臺(tái)次。同時(shí)再生時(shí)將置換時(shí)間從之前的1.5小時(shí)縮短至1小時(shí)，降低補(bǔ)水的ph值，降低補(bǔ)水堿度。

3.2 循環(huán)水加酸處理

3.2.1 處理方法

為了提高循環(huán)水濃縮倍率，降低循環(huán)水系統(tǒng)用水量，循環(huán)水系統(tǒng)增上了加酸系統(tǒng)。通過(guò)加酸調(diào)ph 值，可以將循環(huán)水的濃縮倍率提高至5.0-5.5，有效地降低循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水量。通過(guò)向循環(huán)水系統(tǒng)加入硫酸，中和掉水中的部分堿度，降低臨界ph值而減輕結(jié)垢傾向。其反應(yīng)式如下：

使循環(huán)水中總堿度得到降低。通過(guò)加酸處理，使循環(huán)水中游離的二氧化碳得到穩(wěn)固反應(yīng)式如下：

ca（hco3）2→caco3↓+h2o + co2↑

循環(huán)水加酸處理的加藥系統(tǒng)為濃硫酸由槽車運(yùn)來(lái)，轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)酸罐中，通過(guò)ph工業(yè)儀表做控制調(diào)節(jié)信號(hào)的計(jì)量加藥系統(tǒng)將酸加入循環(huán)水中。

3.2.3 控制標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)加酸處理后循環(huán)水水質(zhì)得到改善，制定相應(yīng)得水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)如下：

堿度（mmol/l）2.0-3.0； ph 8.0-8.6；濃縮倍率 5.0-5.5；硬度（mmol/l）﹤2.8 4 運(yùn)行效果及效益

4.1 運(yùn)行效果

確定處理措施后，對(duì)#2機(jī)在相同負(fù)荷，#1水塔在相同補(bǔ)水水質(zhì)工況下不同濃縮倍率的補(bǔ)水情況進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

未加酸處理時(shí)，濃縮倍率控制2.5-3.0，平均供水量165t/h，弱酸陽(yáng)床還原臺(tái)次為0.5臺(tái)次/日。加酸處理后，濃縮倍率控制5.0-5.5，平均供水量83.8t/h，弱酸陽(yáng)床還原臺(tái)次為0.2臺(tái)次/日。

經(jīng)過(guò)加酸處理后，循環(huán)水濃縮倍率得到提高，循環(huán)水補(bǔ)水量降低一半，循環(huán)水弱酸陽(yáng)離子交換床再生次數(shù)也降低一半。降低了循環(huán)水補(bǔ)水量和弱酸陽(yáng)床運(yùn)行周期，減少酸液的消耗。

4.2 效益分析

由對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算年總結(jié)月費(fèi)用457800元，同時(shí)減少排污操作次數(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少水資源浪費(fèi)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)水在火力發(fā)電廠中是重要的水消耗，水質(zhì)受外界影響因素較多。研究經(jīng)濟(jì)有效的處理措施降低循環(huán)水堿度，提高濃縮倍率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。