循环冷却水动态模拟试验研究范文

《华电技术杂志》2014年第九期

1阻垢试验过程

1．1试验装置试验采用WKMZ－II型智能动态模拟试验装置。仪器主要参数为:蒸汽温度，(100±0．5)℃;试验管长度，680mm;有效传热长度，500mm;进口温度控制范围，(30±0．5)～(35±0．5)℃;流量可调范围，100～1000L/h;污垢热阻测量范围，0～3．44×10－4(m2•K)/W;进出口温差，8～12℃;循环水流速，0．6～1．5m/s;冷却塔最大冷却幅度，10～12℃。

1．2试验过程依据HG/T2160—2008《冷却水动态模拟实验方法》进行试验。(1)向#1水箱注入150kg地表水，加900mg药剂;向#1补水箱注入130kg地表水，加780mg药剂。(2)向#2水箱注入150kg地表水和中水的混合水，加900mg药剂;向#2补水箱注入130kg地表水和中水的混合水，加780mg药剂。(3)按照试验操作程序启动装置，在试验过程中不排污，边浓缩边自动补水，补水箱中的水用完后重新添加水和药剂。运行过程中定时检测循环水中Cl－的浓度、Ca2+的质量浓度以及碱度和pH值，并通过加硫酸的方法将碱度控制在3．5～4．8mmol/L。求出换热管热阻值后清零(此时换热管为零热阻)，再次出现的热阻为污垢热阻，这时可停止补加试验用水，对循环水进行全面分析(包括硬度、碱度、电导率、pH值、Ca2+的质量浓度以及Cl－的浓度)。试验结束后，取出#1，#2不锈钢试验管观察内部结垢情况。

1．3试验评定标准参照GB/T50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》，在试验过程中计算不结垢系数ΔA和ΔB，并保证ΔA≤0．2，ΔB≤0．5。当试验结束时取出试管或试片，观察换热管内部表面的沉积和腐蚀情况，对阻垢腐蚀试验做出直观评价。

1．4试验结果Ca2+的质量浓度、Cl－的浓度、硬度、碱度、电导率以及pH值等试验数据见表3。从表3可以看出:#1地表水试验后，Ca2+的限质量浓度为302．62mg/L(15．10mmol/L)，极限硬度为28mmol/L，碱度控制在4．6mmol/L以下，pH值为8．80。#2混合水(地表水∶中水=1∶2)试验后，Ca2+的极限质量浓度为460．6mg/L(22．98mmol/L)，极限硬度为41．20mmol/L，碱度为4．0mmol/L，pH值为8．60。

2旋转挂片腐蚀试验

2．1试验装置采用RCC－1型腐蚀试验仪。试验温度(45±1)℃，试片线速度(0．35±0．02)m/s，试液体积与试片面积比30mL/cm2，试片(管)端与液面距离应大于2cm，对每个试验条件应进行平行试验，试验时间120h。

2．2试验过程(1)首先在试杯中加入适量试验用水，在试杯外壁与液面同一水平处划上刻度线。将试杯置于恒温水浴试验装置中，待试液达到指定温度时，挂入试片。注意使每个挂片(管)均不能与其他试样及试杯壁发生碰撞。启动电动机，使试片(管)按一定速度转动并开始计时。(2)试验过程中令试液自然蒸发，每隔4h补加一次除盐水，使其液面保持在刻度线处，使试液浓度维持恒定。当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察。对试片进行清洗处理，置于干燥器中4h后称重，计算试片(管)的腐蚀速率。(3)腐蚀速率B的测定，以年腐蚀率计(mm/a)，计算公式为。

2．3腐蚀试验结果腐蚀试验结果见表4。试验结束后对挂片的表面情况进行观察。在试液中，TP304不锈钢管表面均未发生明显变化，试管表面光洁如初，试液清澈透明，其平均腐蚀速率为0．00045mm/a，符合GB/T50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》中对铜和不锈钢设备平均腐蚀速率宜小于0．005mm/a的要求。

3结论

(1)在试验水质条件下(地表水)，对于#7，#8机组循环冷却水的补水加入6mg/L的试验用水质稳定剂，极限浓缩倍率可控制在5．45，极限硬度28．03mmol/L，极限碱度4．5mmol/L。工业运行实际控制浓缩倍率在4．60以下(5．45×85%)，硬度和碱度分别控制在25．00mmol/L和4．50mmol/L以下，可以达到理想的阻垢效果。(2)在试验水质条件(地表水∶城市中水=1∶2)下，其极限浓缩倍率为5．0，极限硬度41．00mmol/L，极限碱度4．0mmol/L。运行中实际浓缩倍率应控制在4．30以下，硬度和碱度分别控制在35．00mmol/L和4．00mmol/L以下。(3)当循环冷却水(地表水、地表水+城市中水)浓缩倍率为4．0～5．0时，其对TP304不锈钢管的旋转挂片腐蚀速率为0．00045mm/a，符合GB/T50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》中规定的不锈钢及铜合金平均腐蚀速率应该小于0．005mm/a的标准。(4)实际运行中可适当提高循环水中阻垢缓蚀剂加药量，使循环水中总磷的质量浓度控制在4mg/L左右，碱度控制在3．5～4．0mmol/L之间，效果会更好。(5)运行中应注意保持循环水系统的清洁和凝汽器管材的畅通、无污堵，防止一切杂物进入循环水系统;保证胶球系统的良好运行，防止粘泥等发生沉积。(6)分别取试验前后5个月Fe3+的平均质量浓度进行对比分析，其中#7塔由194．15μg/L下降至105．68μg/L，降低45．57%;#8塔由216．26μg/L下降至117．72μg/L，降低45．56%，说明循环冷却水的缓蚀能力增强明显。

作者：温晓红崔绍波单位：华电国际邹县发电厂