در یک نیروگاه زغالسنگ یا سیکل ترکیبی، تیم تصفیه آب معمولاً مشکلات را با علائم شناسایی میکند: لایه نازکی از کربنات کلسیم روی لولههای کندانسور، افزایش تدریجی فشار تفاضلی در غشای اسمز معکوس (RO) یا بیوفیلم لزج روی پر شدن برج خنککننده. هر یک از علائم به مرحله خاصی از فرآیند تصفیه آب نیروگاه اشاره می کند و هر مرحله به واکنش شیمیایی متفاوتی نیاز دارد. رویکرد مفید این است که دنباله درمان را به عنوان یک کل در نظر بگیرید، نه به عنوان مجموعه ای از محصولات جدا شده. Changzhou Jinghui با بیش از 34 سال تجربه در شیمی تصفیه آب، در دو سیستمی که اپراتورهای کارخانه بیشترین فشار را احساس می کنند، تخصص دارد: آب خنک کننده در گردش صنعتی و سیستم های غشایی RO.
فرآیند تصفیه آب نیروگاهی در یک نگاه
نیروگاه ها از آب برای تولید بخار، خنک سازی، کنترل انتشار و خدمات سایت استفاده می کنند. فرآیند تصفیه مسیر آب از ورودی تا تخلیه را دنبال می کند. درک آن مسیر کمک می کند تا ماده شیمیایی مناسب را به مشکل درست اختصاص دهیم.
| مرحله | نهرهای اصلی آب | مشکلات معمولی | برنامه های شیمیایی کلیدی |
|---|---|---|---|
| پیش درمان | مصرف آب خام، زلال کننده، فیلترها | کدورت، مواد جامد معلق، بار آلی | منعقد کننده ها، لخته سازها، پخش کننده ها |
| آب آرایش دیگ بخار | آب غیر معدنی، نفوذ RO، EDI | مقیاس، خوردگی، حمل سیلیس | آنتی اسکالانت ها، بازدارنده های خوردگی، حذف کننده های اکسیژن |
| آب خنک کننده | حلقه برج خنک کننده در گردش | مقیاس، خوردگی، رسوب زیستی، کف کردن | بازدارنده های رسوب، بازدارنده های خوردگی، بیوسیدها، پخش کننده ها |
| فاضلاب و انفجار | خرابی برج خنک کننده، دمیدن دیگ بخار، پساب | جامدات معلق، فلزات سنگین، COD بالا | تنظیم کننده های pH، منعقد کننده ها، لخته سازها |
برای یک نیروگاه حرارتی معمولی 600 مگاواتی، دو بزرگترین مصرف کننده تصفیه شیمیایی سیستم آب تغذیه دیگ بخار و برج خنک کننده هستند. هر کدام نقش مشخصی در قابلیت اطمینان کلی گیاه دارند.
پیش تصفیه و مدیریت آب آرایش بویلر
آب خام ورودی به نیروگاه حاوی مواد جامد معلق، سختی، سیلیس و محتوای آلی متغیر است. اولین مراحل درمان معمولاً شامل انعقاد، لخته سازی، ته نشینی و فیلتراسیون است. برای آب آرایش، بسیاری از گیاهان مدرن سپس از غشاهای RO و به دنبال آن EDI یا پرداخت مختلط بستر استفاده میکنند تا به خلوص درجه دیگ دست یابند.
غشاهای RO با دو تهدید رایج روبرو هستند: مقیاس معدنی و رسوب زیستی. در نیروگاه هایی با آب چاه با سختی بالا، شایع ترین مشکل، رسوب گذاری کربنات کلسیم و سولفات کلسیم است. یک آنتی اسکالانت مخصوص غشاء از تشکیل این کریستال ها بر روی سطح غشاء جلوگیری می کند و همچنین به پراکندگی تمایلات رسوبی موجود کمک می کند. این یکی از مقرون به صرفه ترین سرمایه گذاری های شیمیایی در قطار آبی آرایش دیگ بخار است.
آنتی اسکالانت مخصوص غشاء برای سیستم های اسمز معکوس SM-3210R مقیاس معدنی و سیلیس را در غشاهای RO، NF و UF کنترل می کند. از رسوبگذاری کربنات کلسیم و سولفات جلوگیری میکند، LSI بالا را تحمل میکند و در pH 5 تا 10 کار میکند که برای تصفیه آب آرایشی بویلر ایدهآل است. مشاهده محصول → پیش تصفیه نیز بر تجهیزات پایین دستی تأثیر می گذارد. اگر انعقاد و لخته سازی به خوبی کنترل نشود، ذرات آلی باقیمانده و ذرات ریز می توانند به غشاهای RO منتقل شوند و میزان رسوب گیری را افزایش داده و عمر غشا را کاهش دهند. مهندسان کارخانه باید شاخص چگالی سیلت (SDI) و محدودیت های کدورت را قبل از مرحله RO کنترل کنند و بررسی کنند که مواد شیمیایی پیش تصفیه استفاده شده با برنامه ضد رسوب بعدی تداخل نداشته باشند.
تغییرات فصلی در کیفیت آب خام متغیر دیگری را اضافه می کند. باران های بهاری اغلب کدورت و محتوای آلی را افزایش می دهند، در حالی که خشکسالی تابستان می تواند سختی و رسانایی را افزایش دهد. برنامههای دوز باید بتوانند با این تغییرات بدون نیاز به طراحی مجدد کامل قطار درمانی سازگار شوند.
تصفیه آب خنک کننده در نیروگاه ها
در یک نیروگاه، سیستم آب خنک کننده اغلب بیشترین حجم آب و بالاترین خطر توقف برنامه ریزی نشده را دارد. برج خنک کننده تحت تبخیر عمل می کند که به تدریج نمک های محلول را متمرکز می کند. با افزایش چرخه های غلظت، پتانسیل پوسته پوسته شدن کربنات کلسیم، خوردگی و رشد میکروبیولوژیکی افزایش می یابد. هدف درمان این است که در بالاترین نسبت غلظت ایمن عمل کند و در عین حال سطوح انتقال حرارت را تمیز نگه دارد.
کنترل مقیاس اولین نگرانی است. سختی کربنات عامل اصلی ایجاد رسوب در کندانسورها و مبدل های حرارتی است. یک مهارکننده رسوب آب در گردش خوب باید یک اثر آستانه اثبات شده داشته باشد، نه فقط یک حد کربنات کلسیم. همچنین باید در حضور یونهای آهن و آلومینیوم که در آب خنککننده پس از خوردگی یا حمل زلالکننده رایج هستند، مؤثر باقی بماند. به همین دلیل است که انتخاب یک بازدارنده مقیاس یک تصمیم یک اندازه مناسب برای همه نیست.
بازدارنده مقیاس آب در گردش برای سیستم های خنک کننده با سختی بالا این بازدارنده مبتنی بر پلیمر بدون فسفر، فلس های کربنات کلسیم، سولفات و فسفات را پخش می کند. این محصول در 8 تا 20 ppm موثر است، با سختی متوسط به بالا و آب خنک کننده قلیایی سازگار است و کارایی مبدل حرارتی را بهبود می بخشد. مشاهده محصول → برای گیاهانی که با محدودیت های زیست محیطی سخت گیرانه مواجه هستند، برنامه های بدون فسفر و کم فسفر به انتخاب ارجح تبدیل می شوند. فسفر به اتروفیکاسیون در آبهای دریافتکننده کمک میکند و بسیاری از نیروگاههای ساحلی یا کنار رودخانه در حال حاضر برای برآورده کردن محدودیتهای تخلیه فسفر پایین مورد نیاز هستند. یک بازدارنده رسوب و خوردگی بدون فسفر راهی را برای کنترل رسوب و خوردگی و در عین حال کاهش بار مواد مغذی ناشی از انفجار ارائه می دهد.
بازدارنده خوردگی و رسوب بدون فسفر برای آب خنک کننده فرموله شده با پلیمرهای غیر فسفر و بازدارنده های خوردگی، از رسوب جلوگیری می کند و یک لایه محافظ بر روی سطوح تبادل حرارت ایجاد می کند. مناسب برای سیستم های با pH بالا و قلیایی بالا، با محدودیت های تخلیه فسفر پایین. مشاهده محصول → کنترل میکروبیولوژیکی نیمه دیگر معادله آب خنک کننده است. لجن های باکتریایی، جلبک ها و قارچ ها انتقال حرارت را کاهش داده و خوردگی زیر رسوب ایجاد می کنند. بیوسیدهای غیر اکسید کننده اغلب برای دوز شوک استفاده می شوند، زیرا آنها به طور موثرتر از بیوسیدهای اکسید کننده به بیوفیلم نفوذ می کنند و با pH بالای آب خنک کننده سرعت کمتری دارند. برنامه دوز باید با زمان نگهداری سیستم و شیمی آب مطابقت داشته باشد.
هنگام ارزیابی بازدارنده های رسوب، مهندسان کارخانه باید سختی کربنات آب آرایشی را در نظر بگیرند و آن را با محدودیت های توصیه شده مقایسه کنند. رابطه بین سختی، قلیائیت و چرخه های غلظت تعیین می کند که چه مقدار بازدارنده مورد نیاز است. راهنمایی در مورد این محدودیت ها در مقاله موجود است بازدارنده های مقیاس برای آب خنک کننده و حد سختی کربنات . آن مقاله همچنین بحث میکند که چگونه سختی بیش از حد میتواند بر یک برنامه بازدارنده که مطابقت ضعیفی ندارد غلبه کند.
سیستم های آب بویلر و حلقه های بسته
فراتر از برج خنک کننده باز، نیروگاه ها دارای آب دیگ بخار و حلقه های خنک کننده بسته نیز هستند. آب تغذیه دیگ باید تا حد رسانایی و سیلیس مورد نیاز دمنرال شود و خود دیگ برای جلوگیری از رسوب بر روی دیواره های لوله نیاز به تصفیه داخلی دارد. روش شیمیایی با آب خنک کننده متفاوت است زیرا دما بسیار بالاتر است و شیمی آب بسیار حساس تر است.
در بسیاری از کارخانهها، یک مدار خنککننده حلقه بسته به تجهیزات کمکی مانند کولرهای نمونه، پمپها و آببندها خدمت میکند. برخلاف آب در گردش باز، یک حلقه بسته تبخیر بسیار کمی می بیند، اما همچنان با خوردگی ناشی از اکسیژن محلول مواجه است. یک بازدارنده خوردگی آب با گردش بسته اختصاصی و جاذب اکسیژن برای این سیستم ها ضروری است.
همین اصل در قسمت دیگ بخار نیز صدق می کند: به حداقل رساندن خوردگی و مقیاس به معنای کنترل شیمی آب در یک پنجره باریک است. مهندسان کارخانه معمولاً برای تنظیم دوز مواد شیمیایی تصفیه بر رسانایی، pH، سیلیس و خوانش اکسیژن محلول تکیه می کنند.
انتخاب برنامه شیمیایی مناسب: ملاحظات عملی
هنگامی که یک گیاه برنامه های درمانی را با هم مقایسه می کند، وسوسه این است که فقط بر قیمت هر کیلوگرم تمرکز کند. اما هزینه واقعی در ریسک عملکرد نهفته است. یک برنامه شیمیایی ضعیف می تواند منجر به قطع کندانسور، خرابی لوله دیگ در خاموش شدن واحد بعدی یا جایگزینی غشای RO شود. سوالات کلیدی عبارتند از:
- آیا این ماده شیمیایی با کیفیت آب واقعی کارخانه تحت تغییرات نرمال و فصلی مطابقت دارد؟
- محتوای فسفر فرمولاسیون چقدر است و آیا محدودیت های تخلیه را برآورده می کند؟
- آیا تامین کننده می تواند یک تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی قابل اعتماد و یک فرآیند کنترل کیفیت ثابت ارائه دهد؟
- آیا تامین کننده خدمات فنی را برای بهینه سازی دوز و عیب یابی ارائه می دهد؟
تأمینکنندگان قابل اعتماد باید بتوانند گزارشهای آزمایش آزمایشگاهی دارای گواهی CMA را ارائه دهند، که نشان میدهد محصول برای عملکرد در شرایط آب معرف آزمایش شده است. این شرکت همچنین بر راهحلهای سفارشی تأکید میکند که از مرحله توسعه محصول شروع میشود تا به شرایط عملیاتی یک کارخانه خاص رسیدگی کند.
عامل عملی دیگر تحویل و تدارکات مواد شیمیایی است. یک کارخانه در یک مکان دور یا با ظرفیت ذخیره سازی محدود به تامین کننده ای نیاز دارد که بتواند برنامه های تحویل قابل اعتماد را حفظ کند. توانایی ارائهدهنده برای ارسال به بیش از 40 کشور، تجربه ثابت صادراتی را نشان میدهد که خطر وقفه در عرضه را در عملیات تعمیر و نگهداری کاهش میدهد.
قرار دادن آن همه با هم
فرآیند تصفیه آب نیروگاهی یک زنجیره پیوسته است. پیش تصفیه از غشاهای RO محافظت می کند، عملیات RO از بویلر محافظت می کند و تصفیه آب خنک کننده از کندانسور و مبدل های حرارتی محافظت می کند. هر پیوند از مجموعه متفاوتی از مواد شیمیایی استفاده میکند، اما هدف همه آنها یکسان است: حفظ کارایی و اجتناب از قطعهای برنامهریزی نشده.
برای مهندسان کارخانه، قابل اعتمادترین رویکرد شروع با تجزیه و تحلیل کامل آب، تعریف اهداف عملکرد برای هر سیستم، و سپس انتخاب یک برنامه شیمیایی است که در برابر آن اهداف تأیید شده باشد. تجربه در گردش آب خنک کننده و تصفیه RO به این معنی است که یک تامین کننده می تواند به کارخانه کمک کند تا تعاملات بین سیستم ها را به جای فروش یک محصول واحد ببیند.
