泰山钢铁

泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案1、前言泰山钢铁集团热电总装机容量为48MW的机组，分别为6MW机三台，30MW机组一台。该厂循环冷却水为敞开式循环冷却水系统，凝汽器换热管材6MW机组为海军铜，循环水量为2500吨/小时；凝汽器换热管材30MW机组为不锈钢，循环水量为5600吨/小时。系统采用地下水为水源。2007年11月在电厂的配合下，提取了补充水样，同时根据电厂提高浓缩倍率的要求，我公司根据降能节耗的原则，将浓缩倍率提高到4.4倍，更加节能节水，经过多轮筛选的阻垢缓蚀剂配方为低磷环保的复合型药剂。根据电厂提供的水质和要求的运行条件，我们进行了相关的试验研究。现将试验情况总结如下。2、水质分析及水型判断2.1本分析用水及以下试验用水均为厂方现场补充水。分析项目符号单位数据分析项目符号单位数据PH值8.16全碱度JDmmol/L3.85电导率DDus/cm450全硬度YDmmol/L7.65总固形物QGmg/L480钙离子Ca2＋mg/L111.05氯离子CL-mg/L41.34镁离子Mg2＋mg/L25.69碳酸根CO32+mg/L-铁离子Fe3+ug/L57.582.2水型判断：浓缩倍率：12345R.S.I.：5.38泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案3.752.31.170.28从水质分析及水型判断来看，该水质在未浓缩时是中等程度结垢性水质，到N=2.0时转变为非常严重结垢性水质，随浓缩倍率的继续提高，该水质的结垢倾向进一步加剧。因此，该水质的结垢倾向非常严重。水质结垢腐蚀趋势与稳定指数R.S.I的对应关系稳定指数R.S.I结垢腐蚀趋势3.0极端严重结垢3.0～4.0非常严重结垢4.0～5.0严重结垢5.0～5.5中等程度结垢5.5～5.8轻微结垢6.0稳定水6.0～6.5轻微腐蚀6.5～7.0中等程度腐蚀7.0～8.0严重腐蚀3、试验方法取用标准3.1钙GB6910—86钙的测定（络合滴定法）3.2氯GB6905.1氯化物的测定（摩尔法）3.3碱度GB/T14419—93碱度的测定3.4电导率GB/T6908—86电导率的测定3.5溶解固形物SS—2—2—84溶解固体和灼烧减少固体的测定3..6铁14427—93铁的测定泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案3.7铜SS—8—1—84铜的测定（双环已酮草酰二腙分光光度法）3.8HG/T2159—91水处理药剂缓蚀性能的测定旋转挂片法4.相关计算4.1.浓缩倍率NN＝CL-循/CL-补CL-循：循环水CL-浓度mg/LCL-补：补充水CL-浓度mg/L4.2阻垢率SS=%10022NCaCa原水浓缩后Ca2+循：循环水中Ca2+含量mg/LCa2+补：补充水中Ca2+含量mg/LN:循环水浓缩倍率4.3腐蚀率mm/aF=8.76×104×tAGmm/aA：试片表面积cm2t：挂片时间hρ：试片材质密度g/cm3ΔG：试片失重g4.4ΔΒ值ΔB=N氯—N钙N氯：以氯离子计的浓缩倍率泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案N钙：以钙离子计的浓缩倍率5、试验部分5.1旋转挂片试验5.1.1试验方法资料来源于中国标准出版社于1996年出版发行的《化学工业标准汇编水处理》中《水处理剂性能评定方法》（HG/T2159—91）。5.1.2实验原理旋转挂片腐蚀实验法是用旋转挂片来评定水腐蚀程度的试验方法。在规定的试验条件，如试验材料、规格、制备和处理；用水水质；试验温度、旋转速度、试验时间等条件下，来评价处理剂配方的缓蚀效果。5.1.3仪器和设备①一般试验室用仪器。②旋转挂片腐蚀试验仪。③试杯：试杯可用2000mL普通烧杯，杯壁应有液位刻度线。5.1.4试验条件：试验温度：50±1℃试片转速：80±1转/分试验时间：120小时试片型号：标准I型试片铜材标准I型试片不锈钢标准I型试片碳钢方式：浓缩过程中用酸控制试验水质PH8.2～8.5，当浓泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案缩倍率N=2.5后开始挂片计时。投加量：24ppm水质：厂方提供现场补充水5.1.5腐蚀率的计算腐蚀率mm/a=8.76×104×tAG式中：A：试片表面积cm2t：挂片时间hρ：试片密度g/cm3ΔG：试片失重g5.1.6试验结果倍率材质时间腐蚀率mm/aH2SO4(1%)ml/升水备注N=5.2铜1200.00217.46无点蚀碳钢0.1087.52无点蚀不锈钢未检出7.39无点蚀5.2.阻垢试验试验资料来源于中国标准出版社于1996年出版发行的《化学工业标准汇编水处理剂》中《水处理剂性能评定方法》，结合本公司多年来处理循环水的成功经验修订而成。5.2.1试验原理将一定体积的泰山钢铁热电厂现场用补充水通过加入一定量浓度的药剂后，在特定温度下进行自然蒸发浓缩，同时用稀释好的硫酸溶液调节水泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案样的PH为8.5→8.2，待达到预计的浓缩倍率后，然后再测定水中游离的Ca2+含量的变化，这个变化范围就作为评定阻垢剂效果的依据。根据前面列出的相应计算公式计算出阻垢率、ΔB值、。试验水质：泰山钢铁热电厂现场用补充水试验温度：50±1℃药剂加量:投加24ppm药剂：JJ—8002浓缩倍率：5.2PH值范围：8.5→8.25.2.2阻垢率SS=%10022NCaCa原水浓缩后Ca2+循：循环水中Ca2+含量mg/LCa2+补：补充水中Ca2+含量mg/LN:循环水浓缩倍率5.2.3试验结果加药量倍率Ca2＋mg/l1%H2SO4ml/L阻垢率﹪ΔBJDmmol/L24ppm5.2551.597.5195.520.2311.236、试验资料分析6.1从阻垢试验可以看出，在控制PH8.2～8.5、N=5.2时，投加24ppm的阻垢缓蚀剂JJ—8002，阻垢率超过95.0%，达到了95.52%，可以满足系统的阻垢要求。泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案6.2根据腐蚀试验得出的资料，在该倍率下，PH为8.2～8.5时，铜的腐蚀率为0.0021mm/a、碳钢的腐蚀率为0.108mm/a，不锈钢的腐蚀未检测出，均满足国家《设计规范》要求的标准。6.3综合阻垢和腐蚀试验效果，在N=5.2时，控制PH为8.2～8.5，投加阻垢缓蚀剂JJ—8002剂24ppm，能满足该水质的水处理要求。6.4考虑现场使用安全系数0.85，则实际运行倍率控制4.4倍以下时，可以保证系统的阻垢缓蚀要求。7、实施方案7.1初期运行7.1.1向系统内注水，待循环水系统水位达到正常后，根据系统保有水量双倍剂量冲击性投加阻垢缓蚀剂JJ—8002剂48ppm。7.1.2突击加药地点选择在冷却塔循环水回水口。7.1.3不间断调节循环水的PH，保持在8.5～8.2之间。7.1.4初期加药期间，停止排污，适当补水，补水按常规运行加药（即随补水按24ppm加药），维持正常水位，待浓缩倍率达到N＝4.4时，即控制循环水CL—为小于182mg/L，转为常规运行。7.2常规运行管理7.2.1通过按装水表和调节阀门控制补水连续均匀总量大约在236T/h，同样通过按装水表和调节阀门控制排污连续均匀大约在54T/h（包括飞溅、泄露、蒸发、风吹等损失），控制浓缩倍率N＝4.4，即循环水CL—为小于182mg/L。7.2.2不间断调节循环水的PH，保持在8.5～8.2之间，93%工业硫酸的投泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案加量约为81g/吨水。7.2.3随补水量均匀连续投加阻垢缓蚀剂JJ—8002剂24ppm，控制系统循环水总磷（以PO43－计）为大于5.5ppm。7.2.3.1根据运行倍率将24小时用量的药剂置于溶药箱中，加水注满，开启搅拌，搅拌均匀。7.2.3.2开启加药泵，调节流量稀释后的药剂在24小时内加完。控制循环水PH在8.5～8.2之间。7.2.3.3不间断地巡视，保证加药泵及加药管道运行正常。7.2.3.4每天进行胶球清洗1～2次/天，每次30～60分钟。8、杀菌灭藻及粘泥剥离本过程视系统实际需要进行。循环水系统运行一段时间后，在不同的环境下会产生不同程度的菌藻粘泥。因此，根据系统菌藻粘泥孳生的具体情况如菌藻种类、繁殖程度等因素，按保有水量在循环冷却水系统中投杀生剂，投加时应交替使用氧化性和非氧化性杀生剂，以有效控制系统菌藻粘泥的孳生。8.1氧化性杀生剂的投加向系统投加氧化性杀生剂JJ—982每周1～2次，按保有水量投加50～100ppm，24小时内系统尽量少排补水，当循环水浊度升到最大后开始大排大补，待浊度小于20mg/L后，正常排补水。8.2非氧化性杀生剂的投加与氧化性杀生剂交替投加，每20～30天投加一次JJ—980，按保有水量每次投加70～100ppm，投加后应保持系统48小时不排污，可以适当补泰山钢铁集团热电循环水处理研究及实施方案水以维持水位。待浊度达最大并开始下降时，系统大排大补，转为日常运行管理。此外，根据系统菌藻生长的实际情况，需要定期进行粘泥剥离，投加粘泥剥离剂JJ—922，每次投加100～150ppm。一般每年进行3～4次粘泥剥离，通常在4～5月份、8～9月份、11月份分别进行一次粘泥剥离，对于地处环境湿度及温度较高的地区或凉水塔周围飞尘严重的，一般应当在夏季需多进行一次，对于以不锈钢做换热管的系统，尤其要重视对于系统粘泥的防治与剥离(具体剥离次数视实际情况而定)。9、监测项目指标及分析频率分析项目监测范围分析频率Ca2+常规监测mg/L1～2次/天PH8.2～8.51～2次/天CL－常规监测≤182mg/L1～2次/天MJD常规监测mmol/L1～2次/天总磷(以PO43-计)常规监测≥5.5mg/L1～2次/天ΔB计算值≤0.51～2次/天电导率2000μs/cm1～2次/天异养菌＜1～5×105个/ml1～2次/周粘泥量＜4ml/吨水1～2次/周