BD-5水质稳定剂阻垢性能试验研究

电力18讯：    1概述
    水是最宝贵的自然资源之一，节水已势在必行。提高循环水的浓缩倍率是火力发电厂节水的重要途径。针对不同水质条件选择不同性能的水质稳定剂可有效预防凝汽器结垢和腐蚀的发生，在某热电厂技改工程中，针对电厂拟选用的BD-5水质稳定剂的阻垢情况进行了深入的试验研究。
    该厂老厂目前总装机容量295 MW(10台机组)，冷却系统为敞开式循环冷却系统，循环水量约60 021 m3/h。循环冷却水补充水源有3种，分别为清水、中水1及中水2（灰水），循环水采用加BD-5水质稳定剂的处理方式，运行浓缩倍率控制在2.0以下。技改工程为2×125 MW汽轮发电机组，机组冷却系统均为敞开式循环冷却系统，循环冷却水的设计补充水源为经地表水厂处理后的水库水，设计浓缩倍率为2.8。
    根据朗格利尔饱和指数的判断，补充水为地表水的情况下，40 ℃时饱和pH值为7.74、朗格利尔饱和指数为-1.22，小于零，判断为腐蚀性水质；在地表水浓缩2.8倍的情况下，40 ℃时饱和pH值为6.87、朗格利尔饱和指数为1.66，大于零，判断为结垢型水质。因此，本次试验重点是对该地表水浓缩后的阻垢性能进行试验研究。
2试验简介
2.1循环水工况
    循环水工况（单台机组）见表1。
2.2BD-5水质稳定剂
    BD-5水质稳定剂是一种磷系配方，主要由HEDP、EDTMPS、PBTCA以及丙烯酸和丙烯酸脂共聚物等单体复配而成，固含量为44.6％。
2.3水质情况
      该厂技改工程设计用水水质情况见表2。

3试验
3.1动态阻垢试验
3.1.1试验方法
    试验分别对原水加入不同剂量的BD-5水质稳定剂进行了动态阻垢性能评价试验。试验系统流程见图1。在冷却水箱中注入40 L试验用水，加入一定剂量的阻垢剂，搅拌均匀。再在补水槽中加入10 L试验用水和相应比例的阻垢剂。试验保持换热器循环水入口水温为35 ℃，循环水流量稳定，进出口温差6～8 ℃，通过连续不断地补入新水保证系统蓄水容积一定。以温控方式进行强制冷却。试验浓缩过程中不排污，边浓缩边补水，直至达到极限浓缩倍率为止。
3.1.2评定标准
    依据HG/T 2160-1991《冷却水动态模拟试验方法》，ΔA＝KCl-KJD（或KCa)，KCl、KCa、KJD分别为氯根、钙离子、碱度的浓缩倍率。
    在整个试验过程中计算ΔA，当ΔA≥0.2时所对应的浓缩倍率即为极限浓缩倍率，根据极限浓缩倍率的大小来判断所选阻垢剂配方阻垢性能的好坏，极限倍率时对应的碱度即为极限碱度。
3.1.3试验结果
    表3列出了不同条件下的阻垢情况。可以看出：在原水加入5.0 mg/l BD-5水质稳定剂的条件下，浓缩倍率控制在3.15以下，碱度控制在9.01 mmol/l以下可以达到阻垢效果；在原水中加入50 mg/l H2SO4、4.0 mg/l BD-5水质稳定剂的条件下，浓缩倍率控制在3.37以下，碱度控制在6.32 mmol/l以下可以达到阻垢效果。在此2种情况下均可以达到浓缩倍率为2.8的设计要求。但由于加酸处理的投资费用较高且不便运行维护，故选择采用原水加入5.0 mg/l BD-5水质稳定剂的处理工艺进行动态模拟试验。
3.2动态模拟试验
    根据动态阻垢试验情况及今后现场实际运行需要进行动态模拟试验，试验用水采用水库水，加入5.0 mg/l BD-5水质稳定剂，浓缩倍率控制在2.8倍左右。采用HSn70－1B作为其模拟换热管。以100 ℃的水蒸汽作为加热源，控制入口水温在(32±1) ℃进行试验。试验结果见表4。
3.2.1试验结果分析
    由于试验水质存在一定的变化，浓缩倍率、Cl-、Ca2+等均在一定范围内波动。动态模拟试验中计算机系统每2 h记录1次循环水量、进口温度、进出口温差、换热蒸汽温度和瞬时污垢热阻值。根据瞬时污垢热阻值的变化计算年污垢热阻。在浓缩倍率为2.8的情况下，模拟换热管的年污垢热阻为0.16×10-4m2K/W，远远低于GB 50050-1995《工业循环冷却水处理设计规范》中规定的低于3.44×10-4m2K/W的标准。
3.2.2循环水水质分析
    循环水水质见表5。
3.2.3模拟换热管情况
    试验结束后对模拟换热管表面状况进行观察，发现管表面有少量的软泥，用胶球可轻轻擦去，擦去后表面光洁，干燥后呈棕灰色，这是由于循环水中存在一定量的悬浮物使循环水流速降低所致，因此配合胶球清洗效果应会更好。

4结论
    BD-5水质稳定剂对低硬低碱的地表水具有良好的阻垢效果。在原水作为补充水的水质条件下，加入5.0 mg/l BD-5水质稳定剂，在浓缩倍率为2.8倍下运行可有效防止凝汽器管结垢的发生，保证安全生产。