水质指数法在火电厂循环水腐蚀结垢预防中的应用.pdf

2 0 1 6年 1 2月 第 4 4卷 第 6 期 总第 2 4 7期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r De c ． 20 1 6 Vo l _ 4 4 No ． 6 S e r ． No ． 2 4 7 水质指数法在火电厂循环水腐蚀结垢预防中的应用 Ap p l i c a t i o n o f W a t e r Qu a l i t y I n d e x Pr o p o s e d t o Ev a l u a t e t h e Te n d e n c y o f Co r r o s i o n a nd S c a l i n g Ca u s e d by Ci r c u l a t i n g W a t e r Tr e a t me n t 刘絮 飞 ， 王奇峰 z ， 王久 生 ， 李 爽 ， 周诗 宇 ， 刘熙肠 ， 张建新 1 ． 国网吉林省电力有限公 司电力科 学研究院， 长春 1 3 0 0 2 1 ； 2 ． 吉林大学， 长春 1 3 0 0 1 2 摘 要 针 对循环水 的结垢 和腐蚀严 重影 响电厂 的安 全经济 运行 的现状 ， 利用浓缩 倍率 、 朗格利 尔 L a n g e l i e r 指 数 、 里兹纳 Ry z n a r 指数 、 帕科拉兹 P u c k o r i u s 指数对水质状况进行 判断 ， 并根据实 际情 况进行数据 的修正 ， 得出 循环水水质腐蚀结垢倾 向的半定量预判分析方法 ， 有利于循环水处理与调整 ， 避免发生严重腐蚀、 结垢 。 关键词 朗格利尔指数 ； 里兹纳指数 ； 帕科拉兹指数 ； 浓缩倍率 ； 循环水处理 ； 腐蚀 ； 结垢 Ab s t r a c t S c a l i n g a n d c o r r o s i o n o f c i r c u l a t i n g wa t e r s e r i o u s l y a f f e c t t h e s a f e t y a n d e c o n o mi c o p e r a t i o n o f p o we r p l a n t ，u s i n g c o n c e n t r a t i o n r a t e ，La n g e l i e r I n d e x，Ry z n a r I n d e x a n d Pu c k o r i u s I n d e x t o j u d g e t h e q u a l i t y o f wa t e r ， a n d a c c o r d i n g t o t h e a c t u a l s i t u a t i o n t o c o r r e c t t h e d a t a ．Co n c l u d e s e mi q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s me t h o d o f c o r r o s i o n s c a l i n g t e n d e n c y o f c i r c u l a t i n g wa t e r ．I t i s c o n d u c i v e t o t h e t r e a t me n t a n d a d j u s t me n t o f c i r c u l a t i n g wa t e r ，a n d av oid s e r i ou s c o r r os i o n a nd s c a l i ng． Ke y wor ds La nge l i er I nde x；Ryz na r I nd ex}Puc k or i us I n de x；c on c e nt r a t i on r a t e；c i r c u l a t i n g wa t e r t r e a t me nt ； c o r r o s i o n；s c a l i n g 中图分类号 ； T K2 2 3 ． 5 交献标志码 A 文章编号 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 1 6 0 6 0 0 0 8 0 3 近年来 ， 面对普遍存在的淡水资源短缺的问题 ， 我 国北方 地 区火 电厂通 常通 过提高循 环 冷却水 的浓 缩倍率减少补水量 ， 但这使得水垢附着于设备和管 道 的内壁上 ， 直接或间接地对循环水 系统 内金属设 备造成腐蚀 。 无论是产生水垢还是发生腐蚀 ， 对于循 环水系统安全运行是十分不利的。循环水系统腐蚀 和结垢所造成的直接后果就是凝汽器真空度下降、 设备 寿命 降低、 运行成本 提高 ， 带来 巨大 的经济损 失 _ 1 ] 。 由于水质 倾 向的判 定是 调整 的依据 ， 因此 ， 有 必要对水质倾 向的判定方式进行归纳[ 3 - 4 3 。 本文以实际案例为分析对象 ， 利用浓缩倍率、 朗 格 利 尔 L a n g e l i e r 指 数 、 里 兹 纳 Ry z n a r 指 数 、 帕 科拉兹 P u c k o r i u s 指数判断水质状况 ， 并进行数据 的选择性对 比和修正 ， 得出循环水水质结垢倾向的 半定量预判分析方法 ， 为电厂建立起水质分析平 台 提供 可靠 理论 依据 。 1 关键指数及经验公式 1 ． 1 浓缩倍率计算 循 环水 的浓 缩倍率 是循 环水运 行 中一个 非 常重 要的控 指标 。 浓缩倍率的高低 ， 直接影响循环水补 充水量的大小 。 控制过低将大幅度增加用水 ， 过高则 会造成热力系统结垢 ， 影响机组效率 ， 结垢严重的还 会影响机组 出力 。 在实际运行中， 循环水的浓缩倍率 往往很难算出 ， 运行控制就难以实现[ 5 ] 。 为解决这一 问题 ， 提出一个多源水估算方法。 a ． 氯离子的浓缩倍率 Kc - 为 p C1 一 p C1 一 ， 、 一 一 广 ． 『 式 中 p C 1 为循 环水 中氯 离子质 量浓 度 ； p C 1 一 为补给水 中氯离子质量浓度； P C 1 一 为多源补给 水 1 路 中氯离子质量浓度 ； p C l 一 为多源补给水 2 路 中氯离子质量浓度 ； 为多源补给水 l 路所 占比 收稿 日期 2 0 1 6 - 0 9 2 5 作者简 介 刘絮飞 1 9 8 5 ， 女 ， 博士 ， 工程 师， 从 事火 电厂热力 系统的腐蚀与防护研究 。 基 金 项 目 吉 电科技 2 0 1 5 1 I号 ， KY GS l 5 一 O 2 ～ O 1 8 2 0 1 6年 1 2月 第 4 4卷 第 6期 总第 2 4 7期 吉 林 电 力 J i l i n E l e c t r i c Po we r De c ． 2 01 6 Vo 1 ． 4 4 No ． 6 S e r ． No ． 2 4 7 例 ； Y 为多 源补 给水 2路 所 占比例 。 b ． 通过碱 度 J D 和硬 度 YD 计算 浓缩倍 率 KJ D KY D 为 一 P J D x一 KY D 一 P Y D x 一 3 式中 o 为循环水碱度； D J D b 为补给水碱度 ； P J o 为多 源补给水 1 路碱度 ； 。 为多源补给水 2 路碱度 ； lD Y o 为循环水硬度； 』 D v D b 为补 给水硬度 ； ID v o ． 为多源补给 水 1路硬度 ； o 。 为多源补给水 2 路硬度 。 当 △ AKc - 一KJ 。 0 ． 2时 ， 结垢趋势 明显 ， 宜 采取硬度比计算 出极限浓缩倍率_ 6 j 。 1 ． 2 朗格利尔指数计算及应用 朗格利尔指数 L S I ， 用 YD判别水质的稳定状 况 ， 即结垢或腐蚀倾向， 用 比较定量的数值表示水质 稳定性 。 I L s I p H p H 4 式 中 p H 为循环水运行时 的实际 p H值 ； p H 为循 环水饱和 p H值 。 p H。 一 9 ． 3 0 A B 一 CD 5 式中 为总溶解 固体系数； B为温度系数； C为钙 硬度 系 数 ； D 为 碱度 系数 。 、B、 c、 D 皆由系数换算表得出L 7 ] 。 1 ． 3 里兹纳指数计算及应用 在朗格利尔所做工作 的基础上， 里兹纳又进行 了一系列的实验室试验和现场校正试验 ， 于是提出 了里兹纳指数 R S I 。 I R s I 一 2 p H 一p H 6 1 ． 4 帕科拉 兹指 数计 算及 应 用 帕科拉兹 指数考虑 到水 的 p H 值往 往受 到缓 冲， 不 能与重碳酸根碱度始终存在着准确 的对应关 系的因素 ， 因此更具实用价值 。 然而水的结垢倾 向是 度不易受到缓冲， 因此总碱度 比 p H值更准确地指 示水中的结垢条件。 I p s l 一 2 pH 一 p H。 。 一 2 p H。 一 4 ． 5 4 1 ． 4 6 5 1 g P J D 7 式 中 P J o 为 以 C a C O。的 质 量 浓 度 计 的 水 的碱 度 ； p H。 为循环水的平衡 p H值。 1 ． 5 饱和 指数 判断标 准 饱和指数判断标准是一种经验指标， 用来预测 结垢或腐蚀倾 向[ 4 , 8 - 9 ] 见表 1 。 表 1 水 质 指 数 判 断 标 准 水质指数 判断标准 I L S l o 结垢 I R S I 3 ． 7 严重结垢 3 ． 7 J R s I 6 ． O 结垢 K s l I R s 1 ≈ 6 稳 定 6 ． O 0 、 R s 】 6 、 I p s I 6的结 果 ， 说 明循 环水结 垢倾 向 明显 。 3 结束语 通过浓缩倍率 、 朗格利尔指数 、 里兹纳指数 、 帕 科拉兹指数等指数 的计算， 可以半定量反应循环水 水质状况[ 1 ， 从而对电厂循 环水腐蚀、 结垢 的倾 向 性进行相应的判定， 有利于处理与调整、 最终避免发 生严重腐蚀、 结垢 ， 为电厂建立水质分析平台提供 了 可靠理论依据 。 1 0 ‘ 46 44 4 2 4 - o 3 8 3 - 6 3 ． 4 3 ． 2 参考文献 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不同时间的样品 图 2 ／ R s l 值 趋势图 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不同时间的样品 图 3 I P s t 趋势图 [ 1 ] 夏双辉． 电厂循环水处理技术的发展E J ] ． 全面腐蚀控 制 ， 2 0 0 6 ， 2 0 6 3 5 3 7 ． [ 2 ] 雷武 ， 夏明珠 ， 王风云 ， 等． 火力发 电厂循环水 系统存 在 的问题和解决措施 口] ． 工业水处理 ， 2 0 0 3 ， 2 3 9 4 - 7 ． [ 3 ] 纪永亮． 饱 和指数 的研究与发展概述 L J ] ． 工业水处理 ， 1 9 8 6 ， 6 4 8 1 2 ． E 4 3 周本省． 介绍 一种新 的水质判断指数 P u c k r o i u s 指 数E J ] ． 化工给排水设计， 1 9 9 5 1 7 - 9 ． [ 5 ] 蔡长青． 多水源循环 水浓缩倍率 的估算 _ J ] ． 华北 电力 技术 ， 1 9 9 6 1 O 2 4 2 5 ． [ 6 ] 吴来 贵 ， 姜琪 ， 范红 照． 广东河 源电厂循环 水高浓缩 倍 率试验研究及工程应用 [ J ] ． 电力科技 与环保 ， 2 0 1 1 ， 2 7 3 4 3 47 ． [ 7 ] 周本省． 工业水处 理技术[ M] ． 北京 化学 工业 出版社 ， 2 00 2 44 46 ． E s 郭大海， 万思域， 周力田． 开式循环冷却水系统浓缩倍 数控制 的体会 E J 7 ． 广东化工 ， 2 0 0 2 5 1 5 - 1 8 ． [ 9 ] 蔡义 汉． 地热直 接利 用 [ M] ． 天 津 天 津大 学 出版 社 ， 2 00 4 ． [ 1 o ] 朱 家玲 ， 姚 涛． 地热 水腐 蚀 结垢 趋 势 的判 断和 计算 [ J ] ． 工业用水与废水 ， 2 0 0 4 ， 3 5 2 2 3 2 5 ． 编辑韩桂 春 4 2 O 8 6 4 2 O 4 4 4 3 3 3 3 3 4 2 O 8 6 4 2 0 3 3 3 2 2 2 2 2 矾J