作者：涂孝 飞 １ ， 张 晓 军 ２ ， 姜 明 ３ （ １ ． 华 北 电 力 科 学 研 究 院 有 限 责 任 公 司 西 安 分 公 司 ， 陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ； ２ ． 内 蒙 古 京 能 双 欣发 电 有 限 公 司 ， 内 蒙 古 乌 海 ０ １ ６ １ ０ ０ ； ３ ． 神 华 国 华 宁 东 发 电 有 限 责 任 公 司 ， 宁 夏 灵 武 ７ ５ ０ ４ ０ ３ ）

摘 要 ： 对 某 电 厂 间 接 空 冷循 环 水 水质 异 常 现 象 进行 了 详 细 分 析 ， 综 合 比 较 了 目 前 常 用 的 间 接 空 冷循 环 水 水质 调 整 方 式 的 优 缺 点 ， 通 过 采 用 过 滤 ＋ 精 除 盐 旁 流 处 理 工 艺 ， 彻 底 解 决 了 间 接 空 冷 循 环 水 品 质 差 对 系 统铝 材 质 腐 蚀 的 安 全 隐 患 ， 并 有 效地将 间 接 空 冷 水 水 质 控 制 在 ｐ Ｈ ＝ ６ ． ７ ￣ ８ ． ０ 、 ｐ （ Ｓ ｉ ０ ２ ） 矣 １ ０ ｇ ／ Ｌ 、 导 电 率 矣 ２ ． ０ ｜ ｄ ｉ Ｓ／ ｃ ｍ 、 ｐ （ Ａ Ｉ ３ ＋ ） 矣 ８ 网／ Ｕｐ （ 悬 浮 物 ） 矣 ５ ｍｇ ／ Ｌ 的 标 准 范 围 内 ， 保证 了 机组 的 长 期 安 全稳 定运行 。

关键词 ： 间 接 空 冷 ； 过 滤 ＋ 精除 盐 旁流 处理 ； 技 术 改造 ； 循环 水 水质

〇 引 言

近 年来 ， Ｓ Ｃ Ａ Ｌ （ ｓ ｕ ｋ ｆ ａ ｃ ｅ ｃｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ｅ ｒ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｕ ｍ ） 型 间 接 空 冷 （ 以 下 简 称 “ 间 冷 ” ） 系 统 凭借 其运 行 安 全 稳定 等诸 多 优点 ， 在 我 国 北 方地 区 得到 广 泛 应 用 。 然 而 在应用 中 ， 存 在循环水水 质 在 基建调 试期 ｐ Ｈ 值异 常升 高 的 现象 ， 导致冷却 三 角 管束腐蚀泄漏 ， 造成机组 长 时 间 停用 ［ １ １ ； 机组转 生 产 运行后 ， 间 冷循 环水 中 硅 、 铁 、 招 、 电 导率 、 ｐ Ｈ 值等化 学监督 项 目 超 标 的 问 题持续 存 在 ， 给 机 组 安 全运 行 造 成 极 大 隐 患 。 因 此 ， 针对 间 冷循环水水 质超标原 因 进 行分析 并采 取有 效 的 处理措施 显得尤为 重要 。

１ 水 质 异 常 现象及 原 因 分析

１ ． １ 间 冷 系 统 简 介 某 厂 凝 汽 式 汽 轮机 和 给 水栗 小 机 的 排 汽 进 人 表 面式凝汽 器 ， 由 间 冷循环水进 行凝结 。 循环水受 热 后 经 循环 水 栗 升 压进 人 自 然 通 风 间 冷塔 由 空 气 冷却 ， 冷却 后 的 循环水再 回 至表 面式凝汽 器形 成 闭 式循环 ， 循环 水水 质为 除盐水 。

１ ． ２ 水质 异 常 现 象 ａ ） 系 统 冲 洗 时 间 长 。 该厂 采 用 除盐水 作 为 介 质对 间 冷 系 统进 行 冲 洗 。 第 一 阶段 ： 扇 区 进 回 水 管 短 接 ， 进 扇 形 板膨 胀节 处 加 装堵 板 ， 冲 洗 水 不 进 人 扇 区 ； 第 二 阶段 ： 堵板 拆 除 ， 系 统 带 扇 区 冲 洗 ， 系 统 冲 洗采 取边 补边 排 的 方式 ， 持续 １ 个月 水质 才达协 议要求值Ｈ ， 即 ｐ Ｈ ＝ ６ ． ７ ￣ ８ ． ０ 、 ｐ （ Ｓ ｉ ０ ２ ） 矣 １ ０ ｇ ／ Ｌ 、 导 电率 矣 ２ ． ０ ｜ ｊ ｕ Ｓ／ ｃ ｍ 、 ｐ （ Ａ Ｉ ３ ＋ ） 矣 ８ ｜ ｊ ｕ ｇ ／ Ｌ 、 ｐ （ 悬浮物 ） 矣 ５ ｍｇ ／ Ｌ 。 冲 洗期 间 水 质情况如 表 １ 所示 。 ｂ ） 运 行期 间 水 质差 。 系 统 经 基建 调 试期 的 空 负 荷 、 带负 荷 、 １ ６ ８ ｈ 满负 荷试运 后 ， 于 ２ ０ １ ９ 年 ９ 月 转生 产 运 行 ， 统计 的 生 产 运 行半 年 内 间 冷循环水水 质分析报表如 表 ２ 所示 。

由 表 １ 、 表 ２ 可 知 ， 各 水 质 监 督 指 标 合 格 率较 低 ， 其 中 ｐ Ｈ 值最 高达 ９ ． ５ ５ ， 平均 值为 ８ ． ３ ０ 。 铝 为 两 性金 属 ， 在碱性环境 条件下 也会发 生 强 烈 的 腐蚀 ， 从而 导致 Ａ ｌ ３ ＋ 质量浓度 的 合格率仅为 １ ４ ． ６ ％ 。 该水 质环境 的 持续存在 和 恶 化 ， 导致设备腐蚀加 剧 ， 导 致 电 导 率 Ｓ Ｃ （ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｃｏ ｎ ｄ ｕ ｃｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ） 及 悬 浮 物 Ｓ Ｓ （ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｓ ） 的 质 量 浓度 等 指 标 合格 率也 仅 为 ７ ２ ． ３ ％ 、 ８ ０ ． ５ ％ 。 最终形成水质差 腐蚀 水质差 的 恶 行循环 。

１ ． ３ 水质 差 的 原 因 设备 在 制 造 阶段 采 用 弱 碱性 钝 化 法 对 管 内 壁 进 行钝化处 理 ， 该 工艺 容 易 在 管束 中 残 留 Ｎ ａ ＋ 、 Ｃ Ｉ 及腐蚀 介 质 Ｈ ２ ０ ， 当 这些 杂 质接 触 ０ ２ 后 ， 发 生 腐 蚀 。 被腐蚀 的 地方呈 活 化状态 为 阳 极 ， 未受 到 破坏 的 为 阴 极 ， 形 成 “ 供氧差 异 电 池 ” ， 从而产 生 点 蚀 ， 短 时 间 内 将管壁腐蚀穿 透 ， 导致 电 导率 、 Ａ ｌ ３ ＋ 质量浓度 升 高 ［ ３ ］ 。 国 内 ３ ５ ０ Ｍ Ｗ 和 ６ ６ ０ Ｍ Ｗ 间 冷超 临 界机组 首次扇 区 充 除盐水 ， 并接触 到 散热 三角 底 部进 （ 出 ） 水 膨 胀 节 碳 钢 － １ ０ ５ ０ Ａ 纯 铝 散 热 器 时 ， 就 会 造 成 １ ０ ５ ０ Ａ 纯 铝 和 Ｑ ２ ３ ５ Ｂ 碳钢耦合 的 电 偶 腐蚀 ， 该 电 偶 腐蚀是循环水 ｐ Ｈ 值突 发性 升高 的 直接原 因 ｍｉ 。 为 更好地保证机组 的 安 全 、 长期 、 经 济运 行 ， 急 需 对 间 冷循环水 系 统水 质进 行优化控 制 ， 防止设备发 生 腐 蚀泄漏 事故 。 ２ 间 冷循 环水 水 质 现 有 调 整 方 式

２ ． １ 除盐水 置 换法 受 迫 于 系 统 的 洁净程 度 以 及 工 程 建设 进 度 的 限 制 ， 基建期 间 冷循环水 系 统通 常采 用 边 补 边 排 的 方式对循环 水水 质进 行优化调 整 ； 部分运 行机组 受 制 于 系 统 改 造经 济压力 仍然采 用 该方式维持运 行 。 但 由 于 间 冷 循环 水 系 统 管 线 长 、 管 径 大 、 储水量 大 等 因 素 影 响 ， 仅通 过换 水 的 方式来 降低 ｐ Ｈ 值及 其 他离子 含量 ， 从长远 的 运行 角 度来看 ， 时效性差 、 经 济性也差 。

２ ． ２ 加 酸调 节 法 通 过 向 循环水 系 统加 人碳酸 、 抗坏血 酸 等 弱 酸 来 降低 间 冷 循环水 ｐ Ｈ 值 。 该处理方式虽 能够快速 降低 循环水 ｐ Ｈ 值 ， 但对其 他超 标 离 子 的 调 整 无能 为 力 。 另 外 ， 加人 弱 酸 时一 并 引 人 了 其他离子 ， 对循 环 水 系 统 防 腐蚀 体 系 的 控 制 带来 了 更 多 的 不 稳 定 因 素 。 该方 式短 期 快速 调 整 ｐ Ｈ 可 行 ， 但 长 期 运 行 存 在很 大的 弊端 。

２ ． ３ 旁 路 阳 床 法 独 立 阳 床 的 旁 流 处 理 方 式 可 去 除 Ｎ ａ ＋ 、 Ａ Ｉ ３ ＋ 、 Ｃ ａ ２ ＋ 、 Ｍ ｇ ２ ＋ 等 离 子 ， 置 换 出 氢 离 子 ， 氢 离 子 与 氢 氧 根 离 子反 应 ， 从而达 到 降低 循环 水 ｐ Ｈ 值 的 目 的 。 虽 然 该种 方式 已 在部 分 电 厂 得 到 应 用 ， 效果 较好 ， ｐ Ｈ 值和 电 导率均 能达标 ， 但也存在 一 定不利 因 素 。 其 一 ， 阳 床仅能对 阳 离 子进 行 去 除 ， 而无法去 除氯 根 、 硫 酸根 等 阴 离子 ； 其二 ， 阳 床 出 水呈 强 酸性 ， 当 其 与 氯 根 、 硫酸 根结合 ， 相 当 于强 酸存 在 于循环水 中 ， 存 在循环水 系 统设备局 部产 生腐蚀 的 风 险ｍ 。

３ 过滤 ＋ 精除盐旁流处理工艺的 实 施与应用 该 电 厂 化学水处理车 间 原设计一 套 除铁 器 ＋ 活 性 炭 ＋ 混合离 子交换 器冷凝液处理工艺 设备 ， 用 于 处 理蒸 汽 冷 凝液 ， 该 系 统 兼 具过滤 、 除盐 、 ｐ Ｈ 调 节 功 能 。 按 照 Ｄ Ｌ ５ ０ ６ ８ ２ ０ １ ４ 《 发 电 厂 化 学 设 计 规 范 》 、 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ０ ５ ０ ２ ０ １ ７ 《 工业循环水冷却 水处理设 计规范 》 的 要 求 ， 对现 有 凝液 处 理 系 统 进 行 技术 改 造 ， 实 现 间 冷循环水旁流处理 的 功 能［ ８ １ （ ） １ 。

３ ． １ 旁 流处 理 工 艺 的 实 施 ａ ） 系 统 升 级改造 。 系 统 升 级 改造 包 括 系 统 管道改造 、 增设在线 仪表 、 自 动 控制 系 统 优 化等 ， 实现 间 冷循环 水旁流 处理 、 水 质监督 、 自 动调整等 。 间冷 循环水冷却 水 （ 热水 ） 引 一路 循 环水 至冷凝液处理 系 统冷凝液提升泵 出 口 ＃管处 ， 该部分 循环水经除 铁器＋ 活 性炭过滤器＋ 混 合离 子交换器处理后 ， 经管 道汇流至循环水冷却 水 回 水 （ 冷水 ） 管 。 ｂ ） 工作流 程及控 制 方式 。 工作流程 为 先 打 开 旁流处 理装置 的 进 出 水 隔 离 阀 及 系 统 内 相 应 的 手 动 阀 、 取 样 电 磁 阀 ， 然后 控 制 系 统送 电 自 检 ， 成 功 后 ， 控制 系统准备就绪 。 控制 系 统实 时采集进 水在 线浊 度 、 ｐ Ｈ 值 、 电 导 率等循环 水 水质数据 ， 并与 设 定 的 标 准值进行 自 动 比 较 ， 当 水 质数据超 过标准 时 ， 自 动 启 动 系 统进行旁流净化 处 理 ； 进 水 水 质 会 不 断接 近标准值 ， 此过程 中 控制 系 统会根据卖 时值 与 标 准范 围 值 的 偏 差 自 动进 行 比 例 积 分 微 分 Ｐ Ｉ Ｄ （ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｌ ｅ ｇ ｒ ａ ｌ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖａ ｔ ｉ ｖｅ ） 运算 合理 调 整 进 ７Ｊ Ｃ 流量调 节 阀 的 开 度 ， 控制旁 流 处理流． 量 ， 保怔 间 冷 循环水 处理装 置 的 安 全 、 经 济运 行 ； 进 水 水 质 已 经达到标准范 围 要求值时 ， 系 统停止运行ｐ ３ ． ２ 应 用 效果 旁流处理后循环水 Ｐ （ Ｆｅ ） 、 Ｐ （ Ａ ｌ ３ ＋ ） 、 ｐ Ｈ 值变 化如 图 １ 所示Ｖ 旁流 处理水量与 水 质合格率随时间 的 变 化如 图 ２ 所示 ａ 由 图 １ 可知 ＃ 当间冷循环旁流 处理 系 统投人运 行：后 ， ｐ Ｈ 值、 Ｆ ｅ 和 Ａ ｌ ３ ＋ 的 质量浓 度 开 始 明 显下降 ； ７ ２ ｈ 后 ｐ Ｈ 值就 已 达到合格标准 ， 彻 底解决 了 循环水 ｐ Ｈ 值 居 高 不下 的 症结 ； Ｆ ｅ 和 Ａ ｌ ３ ＋ 的 质羹 浓 度分别降低至 ４ ｜ ｊ Ｌ ｇ ／ Ｌ 、 ３ ｜ ｊ Ｌ ｇ ／ Ｕ ｌ｜间 冷循环水旁流 处理系统投运 ２ ４ ｈ 、 ９ ６ ｈ 悬浮 物和电 导率就分 别达到 合格标准 ， 后期水质长期 保持在优 良 的 品 质 。 由 图 ２ 可知 ， 当 间 冷 循环 水 旁 流 处理 水量保持 在 １ ２ ０ ｍ３ ／ ｈ 以 上肘 ， 水 质 合 格 从 ３ ５ ％ 快 速 提高 至 Ｍ％ ； 后期逐渐降低处理时 ， 合格率一 直保持在 １ ０ ０％ 。

该旁流处理装 置采用 除铁过滤器 ＋ 活彳生炭过滤 器过滤 加 吸 附方式 ， 能够有 效去 除间 冷循环水 中 的 泥 沙 、 铁锈 、 固 体 杂质 和 有机物 ； 混合离 子交换器不 仅能 够 对间 冷循 环水 中 的 Ｎ ａ ＋ 、 Ａ ｌ ３ ＋ 、 Ｆｅ ３ ＋ 、 Ｃ ａ ２ ＋ 、 Ｍ ｇ ２ ＋ 等 阳 离 子进行去 除 ， 还 可 以 对硫酸根 、 硅酸 根 、 氯离 子等 阴离 子 进行有 效去 除 ； 系 统 出 水 近 中 性 ， 有效 地解决 了 小 阳 床处理方式 的 多种 弊端。 与 此 同 时 ， 综合利用 系 统 内 的 在线 化＃ 仪表 、 电 动 阀 、 自 动 控 制 系 统 ， 可实 现 系 统无人值守 自 动 化运 行 ｓ ３ ． ３ 经 济 性 分 析 据调查 ， 单 台 ３ ５ ０ Ｍ Ｗ 机组间 接空 冷循环水 水 质恶 化导致 除盐水浪费 、 更换铝 材 、 电 资源浪费 、 废 水 处理 、 机组非停 电 网考 核 等原因 造成损 失 共计约 １ ５ ０ 万元ＯＴ 。 若继续 沿用原有 的 除盐水置换方式进 行 水 质控制 调 整 ， 按照 单台 机组 补水 率 ３ ０ ０ ｔ ／ ｄ 计 算 ， 除盐水 综合 费用 约 为 １ ８ ． ３ 元／ｔ 。 过 滤 ＋ 精 除盐 （ 混床 ） 间冷循环水旁流 处理工艺 的 顺利 实施 ， 不仅 可 以 避兔 因 水 质恶化造成的 损失 ， 而且每年还可 ｍ 收除盐水约 １ ０ ． ９ ５ 万 Ｕ 产生经济效益约 ２ ０ ０ 万 元 ｔ 经济效 益极 为可 观 。

４ 结 论和 建 议 ａ ） 凝液 处 理系 统技术 改造应用 于 间 冷循环水 处理 系 统 ， ｐ Ｈ 值调节与离子去 除 同 时实现 ， 水质 净 化更 彻 底 ， 使 得拥 冷循环 水 水质得到 有效地改善和 控 制 ， 使其各项水 质分析指标均 达到设备 厂家技术 协 议要求 值 ， 消 除 了间 冷 系 统 腐蚀 隐 患 ， 提高 了 机 组运 行 的 安全 性 ＾ ｂ ） ？疑液 系 统按照方案实 施 改造 盾 ， 不 仅能 够 实 现对厂外冷 凝液 的 祖收处理 ， 还能 对 间 冷循环 水进行旁流处理 ， 将其功 能发挥 到 最大化 。 由 于 间 冷 循环水旁 流处理仅需 定期 周 期 性运 行 ， 因 此新增 系 统 管 道 阀 门 均 按 手 动 阀 门 设计 ， 减 少 系 统 改 造 投 资 ， 实 现更 高 的 产 出 投人 比 。 Ｃ ） 相 比 除盐水 置换 、 加 药处 理 、 旁 路 阳 床处 理 等工艺 ， 过滤 ＋ 精 除盐 的 旁流处理方式效果更 佳 ， 经 济性 、 安 全性更 为 显著 。 ｄ ） 间 冷循 环水 系 统 水 质 的 调 节 与 控 制 应从设 计 、 安装 、 调试 、 运行等 多 维角 度 及不 同 阶段 提前制 定合理有 效 的 处理方案 ， 提前规划 、 尽 早施 工 、 早 日 投运 ， 这样才 可 实 现 系 统 的 安全运行 。 ｅ ） 腐 蚀倾 向 模 型 构 建 的 必要 及 迫 切 性 。 采 用 挂 片 试验和 电 化学测 量相 结合 的 方式 ， 研发 一 套 间 冷循环水 系 统动态 防腐蚀智 能监控仪 ， 动 态 评价 间 冷循环水旁 流 改造 及水 质净化研究 效果 ， 为 今后 同 类 型 系 统 的 设计 、 安 装 、 调 试 、 运行提供借 鉴 。