循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方及其使用方法
【技术领域】
本发明属于水处理技术领域,涉及一种循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方及其使用方法。
【背景技术】
热电厂循环冷却水***日常运行过程中易产生如下几方面的危害:
一是沉积物(主要是垢)的析出和附着:天然水中溶解有重碳酸盐,这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成份。在循环冷却水***中,重碳酸盐的浓度随循环冷却水蒸发、浓缩而增加,当其浓度达到饱和状态时,或者在经过换热器传热表面使水温升高时,会发生下列反应:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
冷却水经过冷却塔向下喷淋时,溶解在水中的游离CO2要逸出,这就促使上述反应向右方进行。CaCO3沉积在换热器传热表面,形成致密的碳酸钙水垢,它的导热性能很差。
不同的水垢,其导热系数不同,但一般不超过1.16w/(m2·k),而钢材的导热系数为45w/(m2·k),可见水垢形成,必然会影响换热器的传热效率。
水垢附着的危害,轻者是降低换热器的传热效率,影响产量,增加能耗,严重时,则换热器、管道被堵。
二是设备腐蚀:循环冷却水***中大量的设备是金属制造的,长期使用循环冷却水会发生腐蚀,减少设备使用寿命甚至穿孔,造成安全隐患。其腐蚀的原因是多种因素造成的,主要有:
(1)冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀:循环冷却水***中冷却水与空气充分接触(以便降温),因此水中溶解的氧可达饱和状态。当换热器与溶有O2的冷却水接触时,由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性,在金属表面会形成许多腐蚀微电池,微电池的阳极区和阴极区分别发生氧化反应和还原反应,促使微电池中的阳极区的部分金属不断溶解而被腐蚀。
(2)氯离子引起的腐蚀:氯离子和硫酸根离子均属于水中腐蚀性离子,特别是氯离子会破坏金属表面形成的钝化膜,它能穿过细孔而产生点蚀,当有污垢存在时,由于垢下是一个贫氧区,故成阳极,而水中Cl-可以扩散进入阳极区,生成金属氯化物,即Fe→Fe2++2e,Fe2++2Cl-→FeCl2,而金属氯化物又可进一步水解产生HCl,这样又使铁的溶解速度加剧,FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl,这样垢下小孔中pH不断下降,故小孔中溶液不断酸化,又促进腐蚀性。
(3)铜管脱锌腐蚀:凝汽器使用最多的铜材为黄铜,黄铜的脱锌腐蚀是最常见的腐蚀形态,它包括均匀型层状脱锌和局部型栓状脱锌,但主要为局部型栓状脱锌腐蚀,该腐蚀易造成局部穿孔,因此危害性较大。黄铜脱锌腐蚀反应式如下:
阴极:1/2O2+H2O+2e→2OH-
阳极:Zn·Cu→Cu2++Zn2++4e
Cu2+在表面聚集,与金属本体发生置换反应如下:
Cu2++Zn·Cu→Cu+Zn2+
铜管脱锌后的腐蚀产物可能为Zn(OH)2,ZnCO3·Zn(OH)2等并覆盖在腐蚀点上,腐蚀产物加剧了管壁上水垢的形成和固体颗粒的沉积,沉积物下面的金属因缺氧而成为阳极,与周围部分形成氧的浓差电池而出现溃疡型脱锌,此溃疡深入金属内部直到完全穿透。
【发明内容】
为了克服现有技术的上述缺点,本发明提供一种循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方,其配方中的各原料及其重量百分比含量是:2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸为14.0~16.0,羟基乙叉二膦酸为7.0~9.0,ZnSO4.7H2O为11.0~13.0,苯骈三氮唑为1.0~2.0,六偏磷酸钠(NaPO3)6为2.0~4.0,H2SO4为1.0~3.0;丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物为29.0~31.0,其余为水。
循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方的使用方法:其投加浓度为40~60mg/L;循环冷却水***在运行过程中,应控制总磷浓度在2.0~4.0mg/L之间。其投加方式采用连续加药方式或冲击投加方式,加药速率G(kg/h)按下式计算:G=药剂投加浓度×补充水量/浓缩倍数×1000。
本发明的有益效果是:解决了电厂循环冷却水***运行过程中管道、设备的腐蚀和结垢问题;提高了循环冷却水***的循环利用率,减少了外排水量和补充水量;解决了低硬度低碱度水在高浓缩倍数运行条件下对***造成的危害。
【附图说明】
图1是本发明所述热电厂发电机循环冷却水***工艺流程方框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
一种循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方,其配方中的组分及其重量百分比含量是:2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸(PBTCA)为15.0,羟基乙叉二膦酸(HEDP)为8.0,ZnSO4.7H2O为12.0,苯骈三氮唑(BTA):1.5,(NaPO3)6六偏磷酸钠为3.0,H2SO4为2.0,丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)为30.0,其余为H2O。
循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方的生产方法:
1、生产准备:按生产安排表的要求,根据阻垢缓蚀剂的配比及生产总量换算出每种组分物料的重量,并开具领料单至原料库领料;检查生产用具如抽液管、磅秤等是否齐全,并确保准确和清洁;检查反应釜是否清洁,电机、搅拌器是否能正常工作;作好生产准备记录。
2、称量:根据实际情况,称取每釜所需各种原料的重量。并进行称量记录。
3、复配过程:先将规定数量的H2O加入反应釜中,开动搅拌电机,缓缓加入H2SO、ZnSO4.7H2O、六偏磷酸钠、苯骈三氮唑,搅拌60分钟后,待其溶解。再依次将PBTCA、HEDP、AA/AMPS加入反应釜中。加完所有物料,再搅拌30分钟,静止5分钟,将混合液过滤后装桶。装毕,即可准备质检。同时作好生产记录。
4、检验和判定:由操作人员通知质检中心进行成品取样检测。为保证复配质量,取样时应按成品取样规则随机抽取。取样时,先充分搅匀,再用取样管***桶深2/3处取全液位样品,每桶所取试样不得少于200g。
检测结果若有一项指标不合格,进行复检,若再有一项指标不合格,则本批产品为不合格品。
参见图1,热电厂发电机循环冷却水***工艺流程中水的运行路线是:冷水池内的水经水泵运行至凝汽器等冷却设备进行换热处理,然后经过自然通风冷却塔循环进入冷水池,在冷水池内进行补水及加药处理。循环冷却水***中的设备的主要材质是:A3碳钢、黄铜;供水温度小于35℃,回水温度为45℃左右。
电厂循环冷却水***补充水水质特点如下表:
项目 | 单位 | 结果 | 项目 | 单位 | 结果 |
pH值 | 25℃ | 7.3 | 硫酸根 | mg/L | 0.02 |
悬浮物 | mg/L | <20 | 总硬度(CaCO3) | mg/L | 26.30 |
碳酸根 | mg/L | 未检出 | 总碱度 | mg/L | 18.23 |
碳酸氢根 | mg/L | 18.23 | 水温 | ℃ | 15~28 |
氢氧根 | mg/L | 未检出 | 氯化物 | mg/L | 0.67 |
循环冷却水***高浓缩倍数运行用阻垢缓蚀剂配方的使用方法是:其投加浓度为40—60mg/L。在循环冷却水***在运行过程中,应控制总磷浓度在2.0~4.0mg/L之间。若不能控制在此范围内,可采取以下措施:
a.若总磷浓度大于4.0mg/L,可暂不加药一段时间;
b.若总磷浓度小于2.0mg/L,则应立即补加药剂。
其投加方式采用连续加药(也可冲击投加)的方式,加药速率G(kg/h)按下式计算:G=药剂投加浓度×补充水量/浓缩倍数×1000
本发明的使用能够确保电厂循环冷却水***使用低硬度低碱度的补充水在高浓缩倍数运行条件下碳钢、铜、不锈钢的腐蚀速率以及换热器污垢热阻值远远低于国家标准——GB50050-95《中华人民共和国国家标准循环冷却水处理设计规范》。
处理效果能达到如下表标准:
项目 | 单位 | 标准 |
碳钢腐蚀速率 | mm/a | ≤0.125 |
铜腐蚀速率 | mm/a | ≤0.005 |
不锈钢腐蚀速率 | mm/a | ≤0.005 |
污垢热阻 | M2·K/W | <1.72×10-4 |