静电水处理器在电厂冷却循环水阻垢、防垢领域的应用

1 项目主要情况说明

东北某热电厂现有2台300MW机组, 厂区内有两座双曲线自然通风冷却塔。厂区生产新水取自电厂旁图们江, 源水属地表径流水, 水量较充沛, 但由于上游工矿业的污染, 水质较差。

电厂自取水口取水后, 简单的混凝加药, 沉砂池沉淀后形成厂区生产新水, 统一向厂区各个用水点供水。循环冷却水系统的补给水为厂区生产新水。

电厂循环冷却水原先的处理设施为化学加药法处理, 电厂化水车间根据试验检测、操作规程, 对水质进行稳定处理。投加的水质稳定药剂有杀菌剂、阻垢剂、冲击性PH调节剂 (硫酸) 。

电厂循环冷却水的处理设施在本年度进行了技术改造, 改用了静电水处理器, 取代化学加药水处理, 设备现已安装调试完毕。静电水处理器的设置目的是保护凝汽器, 解决其结垢、微生物污染、增加换热效率。

静电水处理器共计两套, 均安装在循环水池的出水口 (循环泵的吸水口) 。循环水池存水经过水处理器处理后, 通过明渠送入循环泵, 循环泵将处理后的冷却水泵入凝汽器, 换热后的凝汽器出水通过预压进入冷却塔, 散热后自流入循环水池。

2 静电水处理器的原理说明

2.1 静电水处理器的结构

静电水处理设备由水处理器本体和智能控制系统两部分组成

(1) 水处理器本体:是由阳极和阴极组成, 其外壳为阴极, 由镀锌无缝钢管制成。壳体中心装有阳极。静电水处理器的阳极是一个芯棒, 芯棒外套有聚四氟乙烯收缩管, 以保证良好绝缘。被处理的水通过阳极与壳体之间的环状空间经过处理流入用水设备。

(2) 智能控制系统:智能控制系统是由晶体管、显示器、电子元件、集成电路、单片机等组成, 向水处理器提供高压静电场的自动控制系统, 系统内设置有计算机接口、温度、流量等测量功能。

2.2 静电水处理器的原理

众所周知, 用水设备内壁水垢的生成, 主要由于水中所含有硫酸盐和碳酸盐所致。这些盐类溶于水中, 便离解成Ca2+、Mg2+等阳离子或CO32-、HC O-等阴离子。输水管道或用水设备外壳一般与大地连接, 为阴极, 将吸引阳离子趋向器壁。在受热条件下, 聚集在器壁的阳离子一旦与相应的阴离子化合, 将生成结晶沉淀附着于器壁, 从而形成水垢。

静电水处理属于物理方法, 它与化学方法不同, 基本上不是靠改变水中的离子成分中达到水处理目的, 而是通过高压或低压静电场的作用, 改变水分子结构或改变水分子中电子构造, 致使水中所含阳离子不致趋向器壁, 更不致在器壁集聚, 从而达到防垢、除垢、杀菌、灭藻、缓蚀的目的。

2.3 静电水处理器的功能

(1) 阻垢:由于离子棒的高压静电场直接作用于水中, 改变水分子中的电子结构, 水中的阴阳离子被水偶极子包围, 且按正负顺序成链状整齐排列, 使之不能自由运动。水中的钙镁等阳离子不致趋向器壁, 从而防止在器壁上形成水垢, 达到阻垢的目的。

(2) 除垢除锈:在结垢系统中, 由于静电的作用, 能破坏垢分子之间的电子结合力, 改变其晶体结构, 促使其疏松, 并且扩大水偶极距, 增强其与盐类离子的水分能力, 提高水垢溶解速率, 使已经产生的水垢能逐渐剥蚀, 脱落, 达到除垢目的。除垢则能除锈 (锈垢是水垢的一种)

(3) 杀菌灭藻:由于静电场的作用, 使水中的氧活性化, 活性氧能破坏生物细胞的离子通道, 影响其生理代谢, 从而起杀菌灭藻作用。

(4) 防腐:基于活性氧的氧化作用, 对污垢系统中的金属表面能生成一层微薄的氧化膜, 防止金属腐蚀。

3 项目效果验证

电厂对循环水进行了连续水质监测, 水质指标列表如表1。

说明:

水质全检测化验的频度为每周一次。

2011年10月10日时, 设备为试运行, 循环水仍然进行水质稳定化学加药, 其后化学加药停止。

循环水系统全硬度指标曲线如图1。循环水系统钙硬度指标曲线如图2。

通过上图可以看出:设备正常投运后, 凝汽器出水的硬度大于进水硬度, 平均出水硬度比进水硬度高0.4mmol/l (20mg/l) 。

通常情况下凝汽器内的循环水经过换热元件内的换热, 部分钙镁离子沉积在换热元件上形成水垢, 凝汽器出水的硬度小于于进水硬度, 两者差值为增加的水垢量。如果凝汽器进出水的硬度基本无变化, 则说明凝汽器内水垢的量基本无变化。

设备投运后凝汽器出水的硬度大于进水硬度, 则说明凝汽器内的水垢在溶出、减少。两者差值为减少的水垢量。考虑到循环量, 减少的水垢是相当可观的。

通过以上数据可以得出, 极化水处理装置已达到设计要求。

摘要：本文介绍了一种静电水处理器在某大型电厂企业冷却循环系统的应用, 着重是介绍比较使用静电水处理器后水质变化, 展示了静电水处理技术的广阔应用前景。

关键词：静电,冷却,循环水