循环水阻垢剂配方优化试验研究

2015年7月内蒙古科技与经济July 2015第14期总第336期Inner Mongolia Science Technology EconomyNo 14 Total No 336循环水阻垢剂配方优化试骏研究马光路1,莫国莉},周景梅,刘岗(1.内蒙古化工职业学院;2.内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020)摘要:通过旋转挂片腐蚀试验、静态试验、动态模拟实验等方法得出原配方满足缓蚀要求的最小加药量为8ng/l,原配方的加药量为10mg/l,循环水浓缩倍率为3.3;通过静态试验对优化配方进行筛选,再通过动态模拟试验得出优化配方为原配方加药量为8ng/l的基础上再添加1mg/ I PBTCA,循环水的浓缩倍率为3.4较原配方提高了0.1,加药量却降低了1mg/l,起到了节水降耗的效果,同时加药量的减少也为企业节约了成本。关键词:循环水;阻垢剂;配方优化中图分类号:TQ314.253文獻标识码:A文章编号:1007-6921(2015)14—0085-02火电厂是工业用水大户.全国火电用水约占全氯离子含量为略小于1000mg/L浓度下的浓缩水部工业用水量的40%以上.而电厂循环冷却水用量的条件下进行该实验,分别设置加药量为4mg/L、6占全厂用水量的80%~90%。工业用水在循环mg/L、8mg/L、10mg/L、,确定满足腐蚀速率条件使用之后,水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子的最小加药量溶解固体和悬浮物相应增加,空气中污染物如灰尘、1.3配方优化静态试验杂物、可溶性气体以及换热器物料泄露等,均可进人循环水静态实验参照文献[6]进行,是在一定体循环水,使循环水系统中的设备和管道腐蚀、结垢,积烧杯取一定容量实验用水,分别设置加药量为空遺成换热器传热效率降低,过水断面碱少,甚至使设白、8mg/L、10mg/L、12mg/L,通过水浴锅恒温在备管道腐蚀穿孔[3。由于各电厂所用循环水的水40℃,静态浓缩到一定浓缩倍率,根据极限碳酸盐硬质千差万别,种类繁多,有用地表水、地下水、中水、度法以评定阻垢效率较好的试样,筛选出最佳加药煤矿疏干水等作为循环水水源,但是目前市场上的量。在确定满足最小腐蚀速率的加药量基础上进行循环水阻垢剂并不是按照各厂的实际情况进行配添加适量的 PBTCA和不添加 PBTCA进行静态试制,导致药品使用量较大,造成了浪费。要想达到使验,从而确定 PBTCA添加效果及最终确定优化配阻垢剂药品与水质相匹配,必须进行相关试验进行方。配方优化,达到用最少的药量起到最好的阻垢效果,1.4动态模拟试验起到节约高效对症下药的作用。本研究针对某电厂循环水动态模拟试验参考文献[7]装置是在实利用城市生活污水和部分工业废水回收,经过处理验室条件下,用常压下饱和水蒸气加热换热器,模拟后作为其循环水的补水进行循环水阻垢剂的优化配现场的流速、流态、换热强度和冷却水进出口温度等方试验,该水质属典型的高硬度、高碱度、高氯离子主要参数,以评定水处理剂的缓蚀和阻垢性能。通水,水质条件极差,机组在运行过程中非常容易发生常对一种水质和凝汽器材质,投加不同种类的阻垢凝汽器结垢,机力塔堵塞等事故。缓蚀剂,测得的污垢热阻越小说明该种药剂阻晶体1实验部分垢及分散污泥的效果越好;测得的污垢热阻越大,说1.1试剂与仪器明该种药剂阻晶体垢及分散污泥效果越差。根据文主要试验仪器:动态模拟试验台,电子分析天献[8]《工业循环冷却水处理设计规范》,认为敞开式平,水浴锅,旋转挂片试验台。影小主要试剂:硫酸、EDTA、硝酸银,2一磷酸基系统的污垢热阻在<344×10m2·0C/W较为合适2,4羧酸丁烷( PBTCA),电厂提供的阻垢主要参数设置,见表1。等表1循环水动态模拟试验主要参数设置2旋转挂片腐蚀试验旋转挂片腐蚀试验方法参照文献[5]是在水浴给定入口给定循环流量试管长度/米试管直径温度为50±1℃,旋转轴转速为100r/min,连续运行温度/度(升/小时)219h实验室条件下,用试片的质量损失计算出腐蚀32.00600.00.025率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。根据2结果与讨论GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》及2.1旋转挂片腐蚀试验DL/T712-2000《火力发电厂凝汽器管选材导则》按照1.2的条件在氯离子浓度为1000mg/L规定,TP316L凝汽器管耐氯临界值1000mg/L,在时对在不同加药量条件下的试片腐蚀进行了测定中国煤化工收稿日期:2015—04-22作者简介:马光路(1981-)女,汉族,内蒙古人,硕士CNMHG总第336期内蒙古科技与经济结果,见表2。表5循环水投加配方优化阻垢剂动态试验水质分析结果表2挂片的腐蚀记录项目CL- JD YD 1/2Ca2-pH-△A△H△Ca2+加药量试管(片)试片表试管重量管失重腐蚀速率单位ng/ I mmol//mmol/hmol/l(mg/L)材质面积cm2试验前g试验后生水294.531.325.712.648.1010TP316L28.0424.559424.55700.00240.0045第一天83.141.347.253.428.081.300.280.030.018TP316L28.0424.091324.08860.00270.004920:006TP36.28.0824.018024.01350.00450.0080第二天4TP316L28.0824.419424.41300.00640.0114435.971.328.393.788.111.480.480.010.0500:00根据旋转挂片腐蚀速率测定结果可知,在加药04100475.071.368.804.078.141.610.480.070.07量为8mg/L时达到了缓蚀的要求08:00522081.449.424.368.171.770.630.120.122.2配方优化静态试验12:00565.761.4810.144.948181.920.790.150.05按照1.3的条件进行配方优化静态试验,通过0622.341.55398.202.110.960.100.07静态阻垢筛选试验,从阻垢剂药量中筛选出了最佳20:00673.921.3612.605.698.252.291.260.080.13药剂量。在阻垢缓蚀剂作用下,循环水所能达到的第三天极限碳酸盐硬度和浓缩倍率以及对水中碳酸钙的阻0010.671.4213.396.028.202.411.330.070.13垢率,见表304:00764.051.4614.156.528.162.591.400.110.1208:00800.111.4915.127.038.172.721.600.070.06表37.268.192.831.740.100.05检测项目Ca2tC- YD JD PH CL-4ABl6:00877.071.4616.507.568.142.981.890.090.12单位 mmol/ mg/ mmol/l mmol/8.1314.321.5717.438.028.163.212.040.160.17生水2.6722:00977.601.5217.848.258.203.312.180.190.190mg/7.7682.5613.103.148.963.021.600.78第四天8mg/l7.869001016.853.328.903.081.580.2l1001.871.5518.228.468.253.402.230.210.2010mg/l7.9591.7917.182.948.793.121.640.18在该水质中,投加阻垢缓蚀剂,根据文献[9]安12mg/l7.90914.7117.203.208.83.131.680.19全浓缩倍率的判断标准极限碳酸盐硬度公式及进行8+0.5mg/l7.92897.1816.973348.863.071.560.178+1mg/7.98905.9417.083.278.843.101.620安全浓缩倍率修正,其安全浓缩倍率,见表6安全浓缩倍率8+1.5nmg/l7.91910.a11.193.218.863.111.60.试验通过静态试验以及实际运行情况,该厂加药量加药量mg/l安全浓缩倍率3确定为原配方10mg/L,优化配方后的加药量为8原配方1mg/l。优化配方8+3.402.3动态模拟试验由表6可知,该水质在原配方试验投加阻垢剂按照1.4的条件进行动态模拟试验,以加药量后的浓缩倍率可以达到3.30;优化配方试验投加阻原配方10mg/L和优化配方后的加药量为8+1垢剂后的浓缩倍率可以达到3.40,由此可以看出,mg/1进行试验。试验数据,见表4、表5优化配方后的总体加药量减少1mg/l,而且浓缩倍表4循环水投加原配方阻垢剂动态试验水质分析结果率却提高了0.1项目CL- JD YD 1/2Ca2+PH4-△A△H△Ca2+污垢热阻的计算参考文[10进行。污垢热阻随单位mg/ I mmol/ mmol/ /mmol/l时间的增加而增大,本试验需要确定的是当△H生水292.242.215.852.678.1△Ca2+都约等于0.2时试验试管的污垢热阻,即在第一天334.882.276.683.068.211.150.120.010.00安全浓缩倍率下的污垢热阻(污垢热阻记录、及趋势16:00图见附件),见表7。20:00381.682.357.473.418.281.310.240.030.04第二天表7在安全浓缩倍率时试验试管的污垢热阻062.418.473,888.301.480.350.030.03药剂型号原配方优化配方04:00464.882.509.084.098.321.590.460.040.07加药量mg/18+108:0051.682.669.734.498.351.750.540.090.07管材型号TP316L TP316I12:005837.392.7311.205.148.362.010.770.100.0915.638.402.150.930.120.05运行时间长度(小时)012.8213.226.078432.341.060.080.07试验安全浓缩倍率第三天31.472.8914.086.498.452.501.190.090.07污垢热阻(×10-4m2.℃/W)00:00根据污垢热阻的评价标准,在试验安全浓缩倍780.693916.908.462.671.310.120.0908:00829.233.0915.847.338.392.841.440.140.10率时,其污垢热阻符合GB50050-2007《工业循环12:00854.193.1816.267.528.422.921.480.150.11冷却水处理设计规范》中关于换热设备的循环冷16:00911.043.2517.157.858.463.111.640.180.17却水侧管壁的污垢热阻值的规定。即,当生产工艺20:00970.673.5318.218.358.483.321.720.210.20无要求时中国煤化工直为:<3.44×22:00992.853.5918.748.498.473.401.770.200.2210-4m2CNMHG(下转第88页)总第336期内蒙古科技与经济6RI100G-160)重新开机一切正常。端7脚逐渐建立欠激励检测门限电压。这是因为开一+甲制做大元机后激励电平是随着供电电压+115V的从小到大逐步建立稳定值,而且要求C43的充电速度要比激塔+“人一威励电平从小到大的建立过程略慢一点,使开机时门四+时段大器一合成单元限电压始终低于逐步建立的激励电平检波电压,防止发射机刚开机时进行欠激保护。同相端C43上“时放大一合城儿板充电电压的快慢可通过几个分压电阻和充电电阻及C43进行调节。C43上充满电的稳定电压就是上述几个分压电阻的分压值,即也是欠激励比较器的门射人器一合成单直极限电压。但他不能直接用分压来建立,否则就造成了刚开机时门限电压高于逐渐建立的激励电平检波A*二进制合成单电压,进行欠激励保护。采用开机时门限电压经充电形成,而且充电时间略慢于激励电平的建立和稳定时间。当激励电平稳定了,门限电平稳定了,门限极作动电源电压随后也稳定为分压值,开始对欠激励电平进行图3A24熔断器组件板电路检测。门限电压的设定是随着发射机的工作频率高4欠激门限电压设置不合理引起的欠激故障低不同而设定的,频率越高,电压设置越低,反之相在日常播音当中有时候会突然出现“欠激”红灯反。中波最高频率的欠激门限电压,一般设为亮,并且反复闪烁,严重时,会掉高压开不起机来。336V,最低频率欠激门限电压设为4.55V,相差此类故障一般均为门限电压不合理,或处在临界状1.19V。态。欠激过激检测电路,如图4所示。通过以上分析,我们知道门限电压的设置比较重要,设置不好,或因电阻电容出现问题时都会造成欠激保护,不能正常工作。图4b)是过激励门限电win压测试点和调整电位器。在调整欠激门限电压时,用万用表测量TP6,然后用无感一字小螺丝刀调整R92,直到调整为3.36V~4.55V或欠激红灯变为绿灯即可,而在调整图4(b)过激门限时在TP5点调整R88直到调整为4.36V~5.5V或过激红灯变为绿灯即可。图4激检测电路综上所诉,我们分析了4种常见的主要造成欠激故障的原因,当然还有些别的原因所造成,例如欠由图4原理分析如下:首先我们了解一下欠激激故障的显示电路中有好多元器件如触发器、反转门限电压的建立过程与原理,当V1基极回路C44充完电后,正尖脉冲消失,V1截止。①使VD10截器、各种门电路等等,任何一部分出问题都会导致欠激红灯亮,我们可临时釆取甩掉欠激显示电路维持止,与门N29C允许欠激检测比较器检出的欠激励播音,待正常停机后再去排除。所以在出现故障时高电平输出;②断开C43对R94的放电回路,候我们必须根据故障的主要现象去分析,并且确定15V通过R92、R93及R117对C43充电,使C43上维护排除方法,以减少停播时间。的电压随着充电时间上升,在比较器N28A的同相(上接第86页)[3]马迎军,工业循环水处理药剂行业发展现状3结论J.当代化工,2012,41(1):66~68通过旋转挂片腐蚀试验得出原配方满足缓蚀要4]李庆,温红霞.工业循环水阻垢剂现状与发展求的最小加药量为8mg/l,再通过静态试验确定原J].内蒙古石油化工,2009,(7):91配方的加药量为10mg/l,通过静态试验对优化配方[5]GB/T18175-2000,水处理剂缓蚀性能的测进行筛选,确定优化配方为原配方加药量为8mg/l定旋转挂片法[S].的基础上再添加1mg/ I PBTCA,该优化配方经过动[6]GB/T16632-2008,水处理剂阻垢性能的测态模拟试验测试,循环水的浓缩倍率提高了0.1,加定一碳酸钙沉积法[S].药量却降低了1mg/1,起到了节水降耗的效果,同时7]HG/T2160-2008,冷却水动态模拟试验方法加药量的减少也为企业节约了成本[参考文献]8]GB50050—2007,工业循环冷却水处理设计规1]姜蓓蕾,王丽丽.我国火电行业用水效率及节9]张曙光,雷武,陈卓,等,极限碳酸盐硬度法评水措施分析[J].水利科技与经济,2010,16定阻垢剂的阻垢性能[J].工业水处理,2004,(3):264~266[2]邬东立,刘昕,刘绍强,大型电厂循环水无磷[10]龙荷中国煤化工测算[J.工业绿色缓蚀阻垢剂的应用[J].工业水处理,水处2014,34(4):86~89.CNMHG