冷卻水處理培訓(xùn) (1)

1、電力系統(tǒng)水處理培訓(xùn)電力系統(tǒng)水處理培訓(xùn)l第一章 鍋爐補(bǔ)給水處理 （1-32）l第二章 鍋爐補(bǔ)給水的化學(xué)除鹽 （33-71）l第三章 反滲透水處理技術(shù) （72-105）l第四章 發(fā)電廠冷卻水處理 （106-167）l第五章 火力發(fā)電廠廢水處理 （168-184）l第六章 凝結(jié)水處理 （185-204）l第七章 鍋爐給水處理 （206-224）l第八章 鍋爐爐水處理 （227-259）l第九章 蒸汽系統(tǒng)積鹽 （261-272）l第十章 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理 （273-282）l第十一章 總復(fù)習(xí)題及參考答案 （286-320）1第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理l第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備

2、l第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積l第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法l第四節(jié) 水質(zhì)穩(wěn)定劑處理l第五節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水處理及旁流處理l第六節(jié) 凝汽器的腐蝕與防止l第七節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制2第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備1.1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 冷卻水系統(tǒng)類 型特 點(diǎn)備 注直流冷卻水系統(tǒng)濕式冷卻冷卻水只利用一次采用人工和天然冷卻池時(shí)，如冷卻池容積與循環(huán)水量比大于100，可按直流系統(tǒng)對待開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濕式冷卻冷卻水經(jīng)冷卻設(shè)備冷卻后重復(fù)利用閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)干式冷卻利用空氣冷卻3第四章

3、第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備圖4-1直流式冷卻水系統(tǒng)1凝汽器；2河流；3循環(huán)水泵 此系統(tǒng)的冷卻水直接從河、湖、海洋中抽取，一次通過凝汽器后，即排回天然水體，不循環(huán)使用。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是：用水量大；水質(zhì)沒有明顯的變化。由于此系統(tǒng)必需具備充足的水源，因此在我國長江以南地區(qū)及海濱電廠采用較多。 4第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備圖4-2 開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1凝汽器；2冷卻塔；3循環(huán)水泵；PB補(bǔ)充水；PZ蒸發(fā)損失

4、；PF吹散及泄漏損失；PP排污損失 PZ蒸發(fā)損失；PF吹散及泄漏損失PP排污損失 該系統(tǒng)中、冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵送入凝汽器，進(jìn)行熱交換，被加熱的冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后，流入冷卻塔底部水池，再由循環(huán)水泵送入凝汽器循環(huán)使用。此循環(huán)利用的冷卻水則稱循環(huán)冷卻水。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是：有CO2散失和鹽類濃縮，易產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕問題；水中有充足的溶解氧，有光照，再加上溫度適宜，有利于微生物的孽生；由于冷卻水在冷卻塔內(nèi)洗滌空氣，會(huì)增加粘泥的生成。 5第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備圖4-3閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（海勒間接空冷系統(tǒng)

5、）1汽輪機(jī)；2混合式凝汽器；3冷卻塔；4空冷元件；5循環(huán)水泵 圖4-4閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（哈蒙間接空冷系統(tǒng)）1汽輪機(jī)；2凝汽器；3冷卻塔；4空冷元件；5循環(huán)水泵；6凝結(jié)水泵 6第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備 閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在火電廠有三種應(yīng)用場合。一是空冷系統(tǒng)冷卻汽輪機(jī)的乏汽，如在嚴(yán)重缺水地區(qū)建設(shè)的空冷機(jī)組，多采用此系統(tǒng)，目前，我國大同第二電廠、豐鎮(zhèn)電廠的海勒式間接空冷系統(tǒng)已投入運(yùn)行，如圖4-3所示。哈蒙式間接空冷系統(tǒng)也已在太原第二熱電廠投入運(yùn)行。如圖4-4所示。二是有些電廠將軸瓦冷卻水等組成

6、一個(gè)專門的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng) （亦稱二次冷卻系統(tǒng)）。三是裝有水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的電廠，將內(nèi)冷水也組成一個(gè)閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是：沒有蒸發(fā)而引起的濃縮，補(bǔ)充水量少，一般都使用除鹽水作為補(bǔ)充水。 7第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備1.2 凝汽器凝汽器 在火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其換熱設(shè)備為凝汽器 圖4-5管式表面式凝汽器結(jié)構(gòu)簡圖1蒸汽入口；2冷卻水管；3管板；4冷卻水進(jìn)水管；5冷卻水回流水室；6冷卻水出水管；7凝結(jié)水集水箱（熱井），8空氣冷卻區(qū)；9氣氣冷卻區(qū)擋板；10主凝結(jié)區(qū)；11空氣抽出口8第四章

7、第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備l凝汽器由殼體、管板、管子等組成，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，蒸汽在管外被凝結(jié)成水。凝汽器的殼體和管板一般為碳鋼，管子為黃銅，不銹鋼或鈦管等材質(zhì)。管與管板的連接為脹接或焊接。l凝汽器傳熱性能的好壞，可由凝汽器的真空度和端差來判斷。 9第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備1)凝汽器的真空度 在正常運(yùn)行時(shí)，凝汽器內(nèi)會(huì)形成一定的真空度，其值一般為0.005MPa。2)凝汽器的端差 汽輪機(jī)的排汽溫

8、度tp與凝汽器冷卻水的出口溫度t2之差，稱為端差，用t表示。它與汽輪機(jī)排汽溫度和冷卻水溫度之間有以下關(guān)系：tp= t1+t +t （4-1）t = t2t1式中t1冷卻水的進(jìn)口溫度，； t2冷卻水的出口溫度，； 正常運(yùn)行條件下，端差一般為35。如銅管內(nèi)結(jié)垢或附著粘泥，端差甚至可上長升到20以上。此外，汽輪機(jī)排汽量的增加和凝汽器中抽汽量的減小，冷卻水流量的減少，都會(huì)使凝結(jié)水溫度升高、端差上升或凝汽器內(nèi)壓力升高、真空度降低，影響機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。 10第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備3)凝汽器的傳熱設(shè)凝

9、汽器的排汽溫度為tp，冷卻水溫度為tw，S為傳熱面積，K為總傳熱系數(shù)，則可用以下的基本方程式來表示凝汽器的傳熱過程： Q = KS（tptw）=KStm （4-2）式中 Q傳熱量，J/h； S傳熱面積，m2； K總傳熱系數(shù)，W/(m2K)； tm流體間溫差的平均值，。l在上式中，傳熱量越大，冷卻水的熱負(fù)荷越高，也越容易發(fā)生水垢故障。l總傳熱系數(shù)K值愈高，則導(dǎo)熱愈佳?？倐鳠嵯禂?shù)可按下式求出。11第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備l式中 1蒸汽側(cè)界膜傳熱系數(shù)，W/（m2K）；l2冷卻水側(cè)界膜傳熱系數(shù)，W

10、/（m2K）；l 1管材的熱導(dǎo)率，W/（m2K）；l2附著物的熱導(dǎo)率，W/（m2K）；l1管壁厚度，m；l2附著物厚度，m。l在凝汽器的運(yùn)行中，K值隨結(jié)垢、腐蝕產(chǎn)物和粘泥附著的增長而減小。222111111K（4-3）12第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備l總傳熱系數(shù)K的倒數(shù)稱之為總污垢熱阻，表示某換熱器的污垢程度，亦稱污垢系數(shù)，可由4-4式計(jì)算： （4-4）oskk11l式中 污垢系數(shù)，（m2K）/W；lKS運(yùn)行一定時(shí)間后的總傳熱系數(shù)，（m2K）/W；lK0運(yùn)行初期的設(shè)計(jì)總傳熱系數(shù)，（m2K）/W

11、；。13第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備1.3 冷卻設(shè)備l冷卻設(shè)備有三種：1）噴淋冷卻水池、2）機(jī)力通風(fēng)冷卻塔、3）自然通風(fēng)冷卻塔。第一種多用于小容量的火力發(fā)電機(jī)組，第二種多在占地面積小的火電廠中使用。第三種是目前應(yīng)用最多自然通風(fēng)冷卻塔。1)噴淋冷卻水池l噴淋冷卻水池由水池和在冷卻水池上面加裝的噴水設(shè)備（噴水管道和噴嘴）組成，增加噴水設(shè)備的目的是為了增加水與空氣的接觸面積，便于散熱。噴淋冷卻水池的缺點(diǎn)是占地面積大，冷卻效果差，水損失大，且增加了水中懸浮物的含量。此外由于良好的日照，會(huì)促進(jìn)苗、藻類的

12、繁殖。14第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備2）機(jī)力通風(fēng)冷卻塔l機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，由于在塔內(nèi)加裝了風(fēng)扇，進(jìn)行強(qiáng)力通風(fēng)，因而可以降低冷卻塔的面積和高度，但由于要另外消耗動(dòng)力，且風(fēng)扇的維護(hù)工作量較大，所以限制了它的使用。15第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備3）自然通風(fēng)冷卻塔l自然通風(fēng)冷卻塔一般為雙曲線型。它是由通風(fēng)筒、配水系統(tǒng)、填料，捕水器、集水池組成。自然通風(fēng)冷卻塔是依靠塔內(nèi)外的空氣溫度差所形成的壓差來抽風(fēng)

13、的，因此通風(fēng)筒的外型和高度對氣流的影響很大，風(fēng)筒高度可達(dá)100m以上，直徑可達(dá)6080m。熱的循環(huán)水送至冷卻塔腰部，通過配水系統(tǒng)將水均勻的分布在塔的橫截面上，然后進(jìn)入填料層，以增加水與空氣的接觸面積和延長接觸時(shí)間，從而增加水與空氣的熱交換。以往的填料多為水泥網(wǎng)格板（505050mm），目前多為PVC制造的點(diǎn)波、斜波等膜式填料。被冷卻的水，收集在冷卻水池中，經(jīng)溝道，重新引至循環(huán)水泵吸水井。l為了降低吹散損失，目前多數(shù)冷卻塔都裝有捕水器，捕水器設(shè)置在配水系統(tǒng)上面，它是由弧形除水片組成，當(dāng)塔內(nèi)氣流夾帶細(xì)小水滴上升時(shí)，撞擊到捕水器的弧形片上，在慣性力和重力作用下，水滴從氣流中分離出來而被回收。16第四

14、章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 1 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及設(shè)備4）水的冷卻原理 在冷卻塔中，循環(huán)水的冷卻是通過水和空氣接觸，由蒸發(fā)散熱、接觸散熱和輻射散熱三個(gè)過程共同作用的結(jié)果。l借傳導(dǎo)和對流散熱，稱為接觸散熱，較高溫度的水與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。l因水的蒸發(fā)而消耗的熱量，稱為蒸發(fā)散熱，進(jìn)入冷卻塔的空氣，濕分含量一般均低于飽和狀態(tài)，而在水汽界面上的空氣已達(dá)飽和狀態(tài)，這種含濕量的差別，使水、汽不斷擴(kuò)散到空氣中去，隨著水汽的擴(kuò)散，界面上的水分就不斷蒸發(fā)，把熱量傳給空氣。所以水的蒸發(fā)冷卻，

15、可使水溫低于空氣的溫度。假如冷卻塔進(jìn)水溫度為35，則蒸發(fā)1kg水大約要吸收24094J的熱量，帶走的這些熱量大約可以使576kg的水降低1。l除冷卻池外，輻射散熱對其他各型冷卻構(gòu)筑物的影響不大，一般可忽略不計(jì)。 這三種散熱過程在水冷卻中所起的作用，隨空氣的物理性質(zhì)不同而異，春、夏、秋三季，室外氣溫較高，表面蒸發(fā)起主要作用，以蒸發(fā)散熱為主。夏季的蒸發(fā)散熱量占總散熱量的90%以上，冬季、由于氣溫低，接觸散熱為主，可以從夏季的10% 20%增加至 50%，嚴(yán)寒天氣甚至可增至70%。17第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) l2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的

16、設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)l循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行操作參數(shù)包括：循環(huán)水量；系統(tǒng)水容積；水滯留時(shí)間；凝汽器出水最高水溫；冷卻塔進(jìn)、出水溫差；蒸發(fā)損失；吹散及泄漏損失；排污損失；補(bǔ)充水量、凝汽器管中水的流速等。18第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.1 2.1 循環(huán)水量循環(huán)水量 l一般冷卻1kg蒸汽用5080kg水是經(jīng)濟(jì)的。通常用50kg水冷卻1kg蒸汽來估算循環(huán)水量。如果氣溫偏冷，循環(huán)水量的設(shè)計(jì)值還可以再降低。如北方某電廠2600MW機(jī)組，鍋爐額定蒸發(fā)量為2008

17、t/h，凝結(jié)水流量1548t/h，設(shè)計(jì)循環(huán)水量僅為72000t/h，即冷卻1kg蒸汽用46.5kg冷卻水。 19第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.2 系統(tǒng)水容積系統(tǒng)水容積lGB50050規(guī)定：每小時(shí)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水容積（V）與循環(huán)水量（q）的比，一般選用V/q=1/51/3?；痣姀S多數(shù)采用大直徑的自然通風(fēng)塔，塔底集水池的容積較大，所以此比值在1/1.51/1之間。V/q比值越小，系統(tǒng)濃縮得越快，即達(dá)到某一濃縮倍率的時(shí)間就比較短，可參見表4-2。l冷卻系統(tǒng)的水容積對冷卻系統(tǒng)中

18、水的滯留時(shí)間（算術(shù)平均時(shí)間）及藥劑在冷卻系統(tǒng)中的停留時(shí)間（藥齡）有影響。20第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)V/q濃縮倍率11/21/31/51.111.95.953.972.381.223.811.97.934.761.559.529.819.811.92.011959.539.723.82.517989.359.535.73.023811979.347.64.035717911971.45.047623815995.4表4-2V/q對達(dá)到某一濃縮倍率時(shí)所需時(shí)間 注：計(jì)算條件

19、為PZ=0.84%，PF+PP=0.2%，冷卻塔溫差t=721第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.3 水滯留時(shí)間l水的滯留時(shí)間表示水在冷卻系統(tǒng)中的停留時(shí)間，也可表示冷卻水系統(tǒng)中水的輪換程度，滯留時(shí)間可用下式計(jì)算： （1-6）PFRPPVt式中tR滯留時(shí)間，h；V系統(tǒng)水容積，m3；PF吹散及泄漏損失，m3/h；PP排污損失，m3/h。顯然，系統(tǒng)水容積大，水的滯留時(shí)間長，排污量少，滯留時(shí)間長。22第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷

20、卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.4 凝汽器出口最高水溫凝汽器出口最高水溫 l當(dāng)冷卻塔和凝汽器正常工作時(shí)，凝汽器出口最高水溫一般均小于45。以往只有一些采用機(jī)力塔的電廠，凝汽器出口最高水溫曾達(dá)到50。l 2.5 冷卻塔進(jìn)出水溫度差l此溫度差一般為612，多數(shù)為810。 23第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2 循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.6 蒸發(fā)損失l蒸發(fā)損失是指因蒸發(fā)而損失的水量。蒸發(fā)損失量以每小時(shí)損失的水量表示（m3/h）。蒸發(fā)損失率用蒸發(fā)損失量占循環(huán)水量的百分?jǐn)?shù)

21、表示。此值一般為1.0%1.5%左右l蒸發(fā)損失率PZ可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式估算： tkPZ（1-7）式中: k-系數(shù)，夏季采用0.16，春、秋季采用0.12，冬季采用0.08；t冷卻塔進(jìn)出口水的溫差，。PZ還可參見表4-3。24第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)表4-3冷卻設(shè)備的蒸發(fā)損失率PZ 冷卻設(shè)備名稱每5溫差的蒸發(fā)損失（%）夏季春、秋季冬季噴水池1.30.90.6機(jī)力通風(fēng)冷卻塔0.80.60.4自然通風(fēng)冷卻塔0.80.60.425第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一

22、節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.7 吹散及泄漏損失l吹散及泄漏損失是指以水滴的形式由冷卻塔吹散出去和系統(tǒng)泄漏而損失的水量，吹散及泄漏損失率PF因冷卻設(shè)備的不同而異，參見表4-4。冷卻設(shè)備名稱PF（%）冷卻設(shè)備名稱PF（%）小 型 噴 水 池 （400m3）1.53.5自然通風(fēng)冷卻塔（有捕水器）0.1大型和中型噴水池12.5自然通風(fēng)冷卻塔（無捕水器）0.30.5機(jī)力通風(fēng)冷卻塔（有輔水器）0.20.326第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循

23、環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)l2.8 排污損失l排污損失是指從防止結(jié)垢和腐蝕的角度出發(fā)，控制系統(tǒng)的濃縮倍率而強(qiáng)制排污的水量。濃縮倍率是指循環(huán)冷卻水中某種不結(jié)垢離子的濃度與其補(bǔ)充水的濃度比值，由于水中Cl-不會(huì)與陽離子生成難溶性化合物，所以通常用下式表示：表4-4 冷卻設(shè)備的吹散和泄漏損失率PF B,lCX,lCCC（1-8）式中冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率；CCl-，x循環(huán)水中Cl-的質(zhì)量濃度，mg/L；CCl-，B補(bǔ)充水中Cl-的質(zhì)量濃度，mg/L；如果知道PZ、PF和值，就可求出排污損失串率PP。27第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 2循環(huán)冷卻

24、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)2.9 補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量是指補(bǔ)入循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的水量。當(dāng)冷卻系統(tǒng)中的總水量保持一定時(shí)，補(bǔ)充水量相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)，因蒸發(fā)、吹散、排污損失的總和。對于一定的冷卻系統(tǒng)，蒸發(fā)、吹散損失是一定的，也就是說排污摜損失的大小決定了補(bǔ)充水量的多少。2.10 凝汽器凝汽器銅銅管中水的流速管中水的流速從粘泥及微生物的附著的角度和循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)性考慮，凝汽器銅管中水的流速一般設(shè)計(jì)在2m/s左右，但有些電廠，為了節(jié)省廠用電，在冬季少開循環(huán)水泵，此時(shí)銅管中實(shí)際水流速可能小于lm/s ，應(yīng)注意粘泥的沉積。28第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)

25、電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡3.1 水量平衡 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，水的損失包括蒸發(fā)損失、吹散和泄漏損失、排污損失。要使冷卻系統(tǒng)維持正常運(yùn)行，對這些損失量必須進(jìn)行補(bǔ)充，因此，水的平衡方程式如下： PB = PZ+PF+PP （4-8）%PB100循環(huán)水量補(bǔ)充水量式如下式中 PB補(bǔ)充水率，%；PZ蒸發(fā)損失率，%；PF吹散及泄漏損失率，%；PP排污損失率，%。29第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡3.2 濃縮倍率濃縮倍

26、率由于蒸發(fā)損失不帶走水中鹽分，而吹散、泄漏、排污損失帶走水中鹽分，假如補(bǔ)充水中的鹽分在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中不析出，則循環(huán)冷卻系統(tǒng)將建立如下的鹽類平衡：式中CB補(bǔ)充水中的含鹽量，mg/L；CX環(huán)水中的含鹽量，mg/L。XPFBpFZC)PP(C)PPP(（1-10）（4-9）式中：開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率。BXPFPFZCC)PP()PPP(（4-10）30第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡l如果冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行條件一定，那么蒸發(fā)損失量和吹散損失量就是定值，通過調(diào)整排污量可以控制循

27、環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率。1FFZPPPPP（4-11）31第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡l圖4-6由公式計(jì)算出的補(bǔ)充水量、排污水量和濃縮倍率的關(guān)系。從圖4-6中可看出：提高冷卻水的濃縮倍率，可大幅度減少排污量（也意味著減少藥劑用量）和補(bǔ)充水量。隨著濃縮倍率的提高，補(bǔ)充水量明顯降低，但當(dāng)濃縮倍率超過5時(shí)，補(bǔ)充水量的減少已不顯著。過高的濃縮倍率，嚴(yán)重惡化了循環(huán)水質(zhì)，容易發(fā)生各種類型的腐蝕故障。各種水質(zhì)穩(wěn)定藥劑的效果與持續(xù)時(shí)間有關(guān)，過高的濃縮倍率，使藥劑在冷卻系統(tǒng)中的停留時(shí)間

28、超過其藥齡，將降低處理效果。上述情況說明，需要選定合適的濃縮倍率。一般開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率應(yīng)控制在46。32第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡圖4-6開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中濃縮倍率與補(bǔ)給量的關(guān)系33第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡l實(shí)例：實(shí)例：l裝機(jī)容量為1000MW，設(shè)PZ =1.4%，PF =0.1%（PF =0.5%，加捕水器后可節(jié)水80%

29、），循環(huán)水量12.6104t/h。由式4-11可以得出： ，濃縮倍率與節(jié)水關(guān)系的計(jì)算結(jié)果列于表4-5中。從表中可看出，濃縮倍率為5時(shí)比濃縮倍率為1.5時(shí)節(jié)水3087t/h，而濃縮倍率為 6只比濃縮倍率為5節(jié)水88t/h。l表45濃縮倍率與節(jié)水量的關(guān)系濃縮倍率1.522.5345610排污率PP（%）2.71.30.830.60.370.250.180.056排污量（m3/h）34021638104675646631522771以=1.5為基數(shù)的節(jié)水量（m3/h）0176423562646293630873175333134第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電廠冷卻水

30、系統(tǒng)發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng) 3 開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中水和鹽的平衡由4-11式可以推導(dǎo)出補(bǔ)充水率PB與濃縮倍率的關(guān)系：ZBP1PdPDZ11藥劑耗量：ZPZPPP11PBPF+PPDPBPF+PPD1.111 PZ10PZ10PZd2.51.67 PZ0.67PZ0.67PZd1.26PZ5PZ5PZd3.01.5PZ0.5PZ0.5PZd1.53PZ2PZ2PZd4.01.33PZ0.33PZ0.33PZd2.02PZPZPZd5.01.25PZ0.25PZ0.25PZd表4-6濃縮倍率（）對PB，PF+PP，D的影響注D藥劑耗量，g/h；d循環(huán)水中藥劑濃度，mg/L35

31、第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l1.1 碳酸鈣碳酸鈣l在開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，水中的重碳酸鈣由于受熱分解及二氧化碳在冷卻塔中的散失，使下列平衡破壞，而析出碳酸鈣。lCa(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O （412）l水在冷卻塔中冷卻時(shí)，由于水是以水滴及水膜的形式與大量空氣接觸，水中二氧化碳散失，造成碳酸鈣析出。水溫決定于水中殘留二氧化碳，見圖4-7、4-8。36第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分

32、及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)37圖4-7水中殘留CO2與水溫的關(guān)系圖4-8蒸餾水中碳酸鈣的溶解度1大氣壓下；2完全除去CO2后第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l隨著水在開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的濃縮，各種離子濃度不斷升高，碳酸鈣因達(dá)到其溶度積而成為過飽和溶液。不同溫度下，碳酸鈣的溶度積列于表4-7。38溫度（）碳酸鈣的溶度積Ksp溫度（）碳酸鈣的溶度積Ksp09.5510-9254.5710-958.1310-9303.9810-9107.0810-9403.0210-9156.03

33、10-9502.3410-9205.2510-9表4-7不同溫度下，碳酸鈣的溶度積第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l1.2 硫酸鈣l當(dāng)溫度升高，pH降低時(shí)，硫酸鈣的溶解度降低，硫酸鈣在普通水中的溶解度如圖4-9所示。從圖4-9中可見，它的溶解度約為碳酸鈣的40倍以上。這也就是凝汽器很少發(fā)生硫酸鈣水垢的原因。l只有在高濃縮倍率下運(yùn)行的換熱設(shè)備，硫酸鈣才可能在水溫高部位析出。39圖4-9硫酸鈣和碳酸鈣的溶解度第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水

34、垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l1.3 磷酸鈣和磷酸鋅l為了緩蝕、阻垢，往往向冷卻水系統(tǒng)中加入聚磷酸鹽和有機(jī)膦，隨著溫度的升高及藥劑在冷卻傳統(tǒng)中停留時(shí)間的增長，它們會(huì)部分水解為正磷酸鹽，正磷酸鹽與鈣離子反應(yīng)，生成非晶體的磷酸鈣。l目前在很多復(fù)合配方中，為了緩蝕，都添加了鋅，而一般復(fù)合配方中都含有機(jī)磷，因此有可能形成磷酸鋅的沉積。40第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l1.4 二氧化硅二氧化硅l硅酸的離解按下式進(jìn)行：lH2SiO3 HSiO +H+

35、 （2-2）lHSiO SiO +H+ （2-3）l圖4-10 不同pH值與偏硅酸存在比率的關(guān)系l硅酸的第一電離常數(shù)K1=7.910-10；硅酸的第二電離常數(shù)K2=1.710-2。 在不同pH值時(shí)，偏硅酸的存在比率如圖4-10所示。l當(dāng)pH值小于8.0時(shí)，硅酸幾乎處于非離解狀態(tài)，此時(shí)幾乎無HSiO-3存在。l當(dāng)pH值大于9時(shí)，由于HSiO-3量明顯增加，因而硅酸的溶解度也明顯上升。當(dāng)硅酸的含量超過其溶解度時(shí)，硅酸縮聚，以聚合體存在。隨著聚合體分子量的增加，就會(huì)析出成為堅(jiān)硬的硅垢。當(dāng)循環(huán)冷卻水中二氧化硅含量小于150mg/L時(shí)，一般不會(huì)析出沉淀。如循環(huán)水的pH值大于8.5，二氧化硅含量達(dá)到200

36、mg/L，也不會(huì)析出沉淀。41圖4-10 不同pH值與偏硅酸存在比率的關(guān)系第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積1循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)循環(huán)水中主要水垢成分及形態(tài)l1.5 硅酸鎂硅酸鎂l硅酸鎂有橄欖石（Mg2SiO4）、蛇紋石Mg3Si2O5(OH)4和滑石Mg3Si4O10(OH)2等，冷卻水系統(tǒng)中，一般常見的硅酸鎂垢是滑石。l溫度對硅酸鎂的沉淀影響很大，例如在20時(shí)，放置一個(gè)月，硅酸鎂也不會(huì)產(chǎn)生沉淀，而70在時(shí)，則很快會(huì)產(chǎn)生。l關(guān)于硅酸鎂指數(shù)，工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定如下：l （2-4）l硅酸鎂的形成可分為兩步，鎂硬先以氫氧

37、化鎂沉淀，而后氫氧化物與溶硅和膠硅反應(yīng)形成硅酸鎂。4215000)/()/,(2323LmgSiOLmgCaCOMgIMgSiO計(jì)以第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)當(dāng)水中碳酸鈣含量超過飽和值時(shí)，就會(huì)引起結(jié)垢現(xiàn)象。當(dāng)?shù)陀陲柡椭禃r(shí)，原先析出的 CaCO3又會(huì)溶于水中，水對金屬管壁產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)水中碳酸鈣含量正好處于飽和狀態(tài)時(shí)，無結(jié)垢也無腐蝕現(xiàn)象，稱為穩(wěn)定型水。下面介紹一些常用的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的方法。43第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性

38、的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)2.1 極限碳酸鹽硬度極限碳酸鹽硬度l循環(huán)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，過一段時(shí)間，就會(huì)達(dá)到鹽類平衡，即循環(huán)水中的鹽量在某個(gè)數(shù)值上穩(wěn)定下來，不再繼續(xù)上升，此值即為循環(huán)水鹽類濃度的最大值。實(shí)際上，往往沒有達(dá)到此最大值前，碳酸鹽硬度便開始下降，此開始下降的碳酸鹽硬度值，叫作水的極限碳酸鹽硬度，也可以說，極限碳酸鹽硬度是開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中不結(jié)碳酸鹽垢時(shí)，循環(huán)水的最大碳酸鹽硬度值。l用此值的判斷方法為：lHB，THTJ，結(jié)垢l式中 HTJ水的極限碳酸鹽硬度，mmol/L。lHT，B補(bǔ)充水碳酸鹽硬度，mmol/L。l濃縮倍率l水的極限碳酸鹽硬度值，通常是由模擬試驗(yàn)求得，也可用經(jīng)驗(yàn)公式估算。44

39、第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算1l在循環(huán)冷卻水未進(jìn)行任何處理的情況下，前蘇聯(lián)學(xué)者提出了很多計(jì)算極限碳酸鹽硬度的公式，常用的有阿貝爾金公式。lHTJ=k(CO2)+b-0.1HF （4-16）l式中 HTJ水的極限碳酸鹽硬度，mmol/L；lk與水溫有關(guān)的系數(shù)，參見表2-2；lb水中基本無CO2極限碳酸鹽硬度值mmol/L，參見表4-8；lHF循環(huán)水的非碳酸鹽硬度（永久硬度），mmol/L。45水溫（）k值b值循環(huán)水的耗氧量（mg/L）5102030300.263.23.84.34.64

40、00.172.53.03.43.8500.102.12.63.03.3表4-8計(jì)算極限碳酸鹽硬度的k，b值第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)經(jīng)驗(yàn)公式2l西安熱工所經(jīng)試驗(yàn)歸納整理，提出了如下計(jì)算極限碳酸鹽硬度的經(jīng)驗(yàn)公式：lHTJ=fHB，T(A+B-C-D) （2-6）l式中 HTJ極限碳酸鹽硬度，mmol/L；lf用于工業(yè)冷卻系統(tǒng)控制時(shí)的系數(shù)，取0.80.85；lHB，T補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度，mmol/L；lA與水中碳酸鹽硬度有關(guān)的系數(shù)；lB與水中鎂硬有關(guān)的系數(shù)；lC與水中重碳酸要有關(guān)的系數(shù)；lD與水中

41、鈣硬有關(guān)的系數(shù)。l處理循環(huán)冷卻水，采用的藥劑不同，其計(jì)算系數(shù)也不同。詳見熱工技術(shù)手冊電廠化學(xué)篇。46第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)2.2 飽和指數(shù)飽和指數(shù)IB（Langelier指數(shù)）指數(shù)）l飽和指數(shù)是根據(jù)碳酸鈣的溶度積的各種碳酸化合物之間的平衡關(guān)系指導(dǎo)出來的一種指數(shù)概念，用以判斷某種水質(zhì)在一定的運(yùn)行條件下是否有CaCO3水垢析出。lIB=pHY-pHB （2-7）l式中 ： IB碳酸鈣飽和指數(shù)；lpHY水的實(shí)測pH值；lpHB碳酸鈣飽和pH值。lIB=0時(shí)，水質(zhì)是穩(wěn)定的。lIB0時(shí)，水中CaCO

42、3呈過飽和狀態(tài)，有CaCO3析出的傾向。lIB0時(shí)，水中CaCO3呈未飽和狀態(tài)，有溶解CaCO3固體的傾向，對鋼材有腐蝕性。l一般情況下，IB值在（0.250.30）范圍內(nèi)，可以認(rèn)為水質(zhì)是穩(wěn)定的。47第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)2.3 穩(wěn)定指數(shù)穩(wěn)定指數(shù)IW（Ryznar指數(shù)指數(shù)）l雷茲納穩(wěn)定指數(shù)IW：lIW=2pHBpHY （2-8）lpHY=1.465lgA+7.03 （2-9）l式中 A水的全堿度，mmol/L。l穩(wěn)定指數(shù)（IW）和飽和指數(shù)（IB）與結(jié)垢程度的關(guān)系見表4-9。48IBIW結(jié)

43、垢 程 度IBIW結(jié) 垢 程 度3.03.0非常嚴(yán)重-0.26.5無垢2.04.0很嚴(yán)重-0.57.0無垢，垢稍有溶解傾向1.05.0嚴(yán)重-1.08.0無垢，垢有中等溶解傾向0.55.5中等-2.09.0無垢，垢有明顯溶解傾向0.25.8稍許-3.010.0無垢，垢有非常明顯的溶解傾向06.0穩(wěn)定水表4-9IB、IW與結(jié)垢程度的關(guān)系第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)對于穩(wěn)定劑處理的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，由于腐蝕和結(jié)垢問題不能只由碳酸鈣的溶解平衡來決定，加之出現(xiàn)了一個(gè)很寬的介質(zhì)穩(wěn)定區(qū)，同時(shí)冷卻水的腐蝕和結(jié)垢

44、傾向已被其中的緩蝕劑和阻垢劑所抑制，因此難以用單一的飽和指數(shù)來判定。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果說明，在火電廠，對于不處理的直流式冷卻系統(tǒng)及用酸和爐煙處理的開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，一般可用飽和指數(shù)來判定水的結(jié)垢性。49第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積2水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷l(xiāng)2.4A法與法與B法法l為了適應(yīng)于現(xiàn)場快速判斷循環(huán)水是否結(jié)垢，西安熱工研究院制作并一致A法與B法使用。只要控制A或B0.2，循環(huán)水就不結(jié)垢。經(jīng)過多年有實(shí)踐，認(rèn)為非常有效。l應(yīng)用條件：不能直接向循環(huán)水中加酸處理。注意事項(xiàng)：Ca的滴定終點(diǎn)拖后或不明顯時(shí)，可以加隱蔽劑或用除鹽水稀釋

45、后滴定濃縮倍率CB.cl補(bǔ)充水中的CL含量，mg/L； CX.cl循環(huán)水中的CL含量，mg/L；CB.ca補(bǔ)充水中的Ca2+含量，mg/L；CX.Ca補(bǔ)充水中的Ca2+含量，mg/L。502 .0ABAXclBclXACLCCCCA2.0.CaBCaXclBclXBCLCCCCB第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3 粘泥附著粘泥附著l以微生物（細(xì)菌、霉菌、藻類等微生物群）和其粘在一起的粘質(zhì)物（多糖類、蛋白質(zhì)等）為主體，混有泥砂、無機(jī)物等，形成軟泥性的污物，稱為粘泥。l粘泥可分為附著型粘泥和堆積型淤泥兩種。一般地說，附著型粘泥，其灼燒減量

46、超過25%，含有大量的有機(jī)物（以微生物為主體）。堆積型淤泥，其灼燒減量在25%以下，相對微生物含量較低，泥砂等無機(jī)成分較多。當(dāng)然，在灼燒減量中，還包括微生物以外的有機(jī)物量，因此要準(zhǔn)確判別，還應(yīng)測定蛋白質(zhì)量（僅微生物含有）。51第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l粘泥附著型污垢和淤泥堆積型污垢的發(fā)生部位見表4-10。52發(fā)生部位粘泥類型熱交換器管內(nèi)粘泥附著型冷卻塔水池底部淤泥堆積型池壁粘泥附著型填料粘泥附著型表4-11開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中組成粘泥成分的微生物第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和

47、粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著53微生物種類特點(diǎn)藻類藍(lán)藻類細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素，利用光能進(jìn)行碳酸同化作用，在冷卻塔下部接觸光的場所常見綠藻類硅藻類細(xì)菌類菌膠團(tuán)狀細(xì)菌是塊狀瓊脂，細(xì)菌分用于其中，在有機(jī)物污染的水系中常見絲狀細(xì)菌稍做水棉，在有機(jī)物污染的水系中呈棉絮狀集聚鐵細(xì)菌氧化水中的亞鐵離子，使高鐵化合物沉積在細(xì)胞周圍硫細(xì)菌污水中常見，一般在體內(nèi)含有硫磺顆粒，使水中的硫化氫等氧化硝化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽的細(xì)菌和使亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽的細(xì)菌，在循環(huán)水系統(tǒng)中有氨的地區(qū)繁殖硫酸鹽還原菌使硫酸鹽還原生成硫化氫真菌類藻菌類（水霉菌）在菌絲中沒有隔膜，全部菌絲成為一個(gè)細(xì)胞不完全菌類（綠菌類）在菌

48、絲中有隔膜第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l3.1 影響粘泥生成的因素影響粘泥生成的因素l微生物的營養(yǎng)源內(nèi)流速小于0.3m/h時(shí)，淤泥容易堆積。l3.2 粘泥附著和淤泥堆積的機(jī)理l粘泥附著機(jī)理粘泥附著機(jī)理l一般認(rèn)為，水中的微生物附著在某個(gè)固體表面上，對利用營養(yǎng)成分是有利的，所以微生物有附著固體表面生長的傾向。熱交換器上附著粘泥的模式如圖4-11所示。這種附著形態(tài)也在水中的懸浮物表面進(jìn)行，生成微生物絮凝物，這種絮凝物附著在金屬表面，并使粘泥附著加速進(jìn)行。l粘泥附著過程分為三個(gè)時(shí)期，即附著初期、對數(shù)附著期和穩(wěn)定附著期。穩(wěn)

49、定附著期是指粘泥附著速度與水流引起的粘泥剝離速度處于平衡狀態(tài)。54第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l圖4-11 粘泥附著模式圖l（a）微生物在固體表面附著；（b）微生物周圍生成粘著性質(zhì)；l（c）粘著性物質(zhì)發(fā)生粘結(jié)作用，附著無機(jī)懸濁物質(zhì)；（d）隨著又重新進(jìn)行55第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l淤泥堆積機(jī)理l冷卻水中的懸浮物，由于微生物生成的粘質(zhì)物的作用，而使其絮凝化，生成絮疑物，在低流速部位，它會(huì)沉降而形成淤泥。人們把有微生物參與的絮凝現(xiàn)象

50、稱為生物絮凝。此外無機(jī)物相互間的絮凝作用也是淤泥堆積的原因。但在冷卻水系統(tǒng)中，通常以生物絮凝為主。56第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l3.3 影響污垢沉積的因素l（1）水質(zhì)l水質(zhì)是影響污垢沉積的最主要因素之一。循環(huán)水水質(zhì)的各項(xiàng)控制指標(biāo)，絕大部分是根據(jù)污垢控制的要求而制訂的。除了成垢離子和濁度等外，水的pH值對污垢沉積也有較大影響。因?yàn)殁}、鎂垢和鐵的氧化物在pH大于8時(shí)幾乎完全不溶解。有機(jī)膠體在堿性溶液中比在酸性溶液中更易混凝析出。微生物粘泥在堿性溶液中也更難以清除，氯的殺菌作用在堿性溶液中會(huì)明顯下降。57第四章第四

51、章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（2）流動(dòng)狀態(tài)l流動(dòng)狀態(tài)包括流體的流速、流體的湍流或?qū)恿鞒潭群退鞣植嫉葞讉€(gè)方面。l流動(dòng)狀態(tài)對污垢的沉積與剝離有重要作用。在流動(dòng)體系中，如有高流速突變?yōu)榈土魉俚耐蛔儏^(qū)域，容易產(chǎn)生污垢的沉積。l（3）水溫l各種微生物都有一個(gè)最佳的繁殖溫度，此溫度為3040。對于冷卻系統(tǒng)，除考慮水溫外，還要考慮傳熱管的表面溫度。58第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（4）pH值l一般來說，細(xì)菌宜在中性或堿性環(huán)境中繁殖。絲狀菌（霉菌類）宜

52、在酸性環(huán)境中繁殖。多數(shù)細(xì)菌群最佳繁殖的pH值在69之間。一般循環(huán)水的pH值就在此范圍內(nèi)。l（5）溶解氧l圖4-12 細(xì)菌數(shù)和粘泥故障發(fā)生頻率的關(guān)系l好氣性細(xì)菌和絲狀菌（霉菌類）利用溶解氧，氧化分解有機(jī)物，吸收細(xì)菌繁殖所需的能量。在開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，冷卻塔為微生物增值提供了充分的溶解氧。 l（6）光l在冷卻水系統(tǒng)中，藻類的繁殖需利用光能，而其它微生物的繁殖無需光能。59第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（7）細(xì)菌數(shù)l粘泥故障和冷卻水中細(xì)菌數(shù)的關(guān)系，見圖4-12。由圖可知，細(xì)菌數(shù)在在10000個(gè)/mL以上，容易發(fā)生粘泥

53、故障。l（8）濁度l為防止粘泥附著，淤泥堆積，濁度應(yīng)盡量控制低，但不能說濁度低，粘泥故障就一定不會(huì)發(fā)生。60圖4-12 細(xì)菌數(shù)和粘泥故障發(fā)生頻率的關(guān)系第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（8）濁度l為防止粘泥附著，淤泥堆積，濁度應(yīng)盡量控制低，但不能說濁度低，粘泥故障就一定不會(huì)發(fā)生。l（9）粘泥體積l粘泥體積指1m3的冷卻水通過浮游生物網(wǎng)所得到的取樣量（ml）。粘泥體積在 10ml/m3以上的冷卻水系統(tǒng)中，粘泥故障的發(fā)生率高?！肮I(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定：粘泥量4ml/m3（生物過濾網(wǎng)法）。l（10）粘泥附著度l粘

54、泥附著度是衡量冷卻水中粘泥附著性的有效指標(biāo)。把玻璃片浸漬在冷卻水中一定時(shí)間，然后干燥，附著在玻璃表面上的粘泥，然后進(jìn)行微生物染色，測定玻璃片的吸光度，通過換算可得出粘泥附著度。61第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（11）流速l流速對淤泥堆積有影響，當(dāng)管內(nèi)流速大于0.5m/s時(shí)，幾乎不發(fā)生淤泥堆積，但當(dāng)管子污堵后或流速極慢，此區(qū)域內(nèi)污垢最易沉積。例如熱交換器冷卻水進(jìn)口端花扳，淤泥等污垢最容易積聚。再如熱交換器管內(nèi)流動(dòng)的水往往是處于湍流狀態(tài)的，但在管壁附近總有一層滯流層，在滯流層內(nèi)水的流速較低，而水的溫度將高于水的總體

55、溫度，因此，水垢將易于在管壁上生成。l（12）溫度l在冷卻水系統(tǒng)中，有兩種溫度影響，即主體水溫和熱交換管的壁溫?；痣姀S冷卻水的主體水溫為3040時(shí)，最適宜于微生物繁殖，它的影響主要是促進(jìn)微生物生長。熱交換器管壁溫度高，會(huì)明顯加快污垢的沉積。這是因?yàn)椋簻囟雀邥?huì)使微溶鹽類的溶解度下降，導(dǎo)致水垢析出；溫度高有利于解析過程，促使膠體脫穩(wěn)如絮凝；溫度高加快了傳質(zhì)速度和粒子的碰撞，使沉降作用增加。62第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第二節(jié)第二節(jié) 水垢和粘泥的沉積水垢和粘泥的沉積3粘泥附著粘泥附著l（13）表面狀態(tài)l粗糙表面比光滑表面更容易造成污垢沉積。這是因?yàn)榇植诒砻姹仍瓉砉饣砻娴拿娣e要大

56、很多倍，表面積的增大，增加了金屬表面和污垢接觸的機(jī)會(huì)和粘著力。此外，一個(gè)粗糙的表面好比有許多空腔，表面越粗糙，空腔的密度也越大。在這些空腔內(nèi)的溶液是處在滯流區(qū)，如果這個(gè)表面是傳熱面，則還是高溫滯流區(qū)。濃縮、結(jié)晶、沉降、聚合等各種作用都在這里發(fā)生，促進(jìn)了污垢的沉積。63第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)水的防垢處理方法循環(huán)水的防垢處理方法1循環(huán)冷卻水防垢處理方法的選擇循環(huán)冷卻水防垢處理方法的選擇l按處理場合，可分類為：64第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法1循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇循環(huán)冷卻水

57、防垢處理方法選擇l按處理方法的作用分類為：65第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法1循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇66處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1 . 排 污法補(bǔ)充水碳酸鹽硬度與濃縮倍率的乘積小于循環(huán)水的極限碳酸鹽硬度；水源水量充足方法簡單，不需任何處理設(shè)備和藥品；運(yùn)行維護(hù)工作量小。適用水質(zhì)范圍窄；受水資源限制；排污水量大時(shí)，將造成受給水體的熱污染。2 . 酸 化法可處理碳酸鹽硬度較高的補(bǔ)充水；使用硫酸時(shí)，應(yīng)注意防止硫酸鈣沉淀及高含量對普通硅酸鹽水泥的侵蝕設(shè)備簡單；運(yùn)行維護(hù)工作量小。酸消耗量大，濃縮倍率

58、低時(shí)，處理費(fèi)用較高；硫酸是一種危險(xiǎn)性較大的藥劑，需采取完善的安全措施。第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法1循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇673.爐煙處理法炭化法適用于低濃縮倍率運(yùn)行；燃煤中含硫量2%；適用于中、小容量電廠；其他同酸化法 綜 合 利 用爐煙，有利于環(huán)保； 運(yùn) 行 費(fèi) 用較低。適用范圍受煤質(zhì)含硫量限制；處理系統(tǒng)和設(shè)備要防腐；維護(hù)工作量大；銅管腐蝕問題較嚴(yán)重。處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法

59、1循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇循環(huán)冷卻水防垢處理方法選擇684.阻垢劑 處 理法（ 1 ） 三聚磷酸鈉適用于低濃縮倍率，通常1.6；循環(huán)水溫度設(shè)備簡單，運(yùn)行維護(hù)方便；基建投資??；處理費(fèi)用較低穩(wěn)定的極限濃縮倍率較低；有利于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中菌、藻類的繁殖（ 2 ） 有機(jī)磷酸鹽在通常水質(zhì)條件下，適用于較高濃縮倍率（2.5）運(yùn)行維護(hù)方便；加藥設(shè)備簡單在未加緩蝕劑時(shí)凝汽器銅管易腐蝕；藥劑價(jià)格貴；需加強(qiáng)殺菌滅藻處理（ 3 ） 全有機(jī)復(fù)合藥劑在通常水質(zhì)條件下，可在較高 濃 縮 倍 率（5）運(yùn)行濃縮倍率高基建投資大；運(yùn)行費(fèi)用較高8.反滲透處理法適用于水源緊缺，含鹽量高，高濃縮率下運(yùn)行濃縮倍率很高基建投資大24SO

60、24SO處理方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法 2排污法排污法70l2.1 原理l當(dāng)補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度小于循環(huán)水的極限碳酸鹽硬度時(shí)，可通過排污來控制循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率，以滿足循環(huán)水極限碳酸鹽硬度（HTJ）小于濃縮倍率和補(bǔ)充水碳酸鹽硬度的乘積（HTJHB）。l用排污法防垢時(shí)，必需的排污率可按下式計(jì)算：式中：HT，B補(bǔ)充水的碳酸鹽硬度；FB,TTJZB,TpPHHPHP第四章第四章 發(fā)電廠冷卻水處理發(fā)電廠冷卻水處理第三節(jié)第三節(jié) 循環(huán)冷卻水的防垢處理方法循環(huán)冷卻水的防垢處理方法2排污法排污法7124SO