红河电厂取用南盘江水作为水源, 为降低其硬度和碱度以满足作为循环水补充水的需要, 应用石灰混凝系统处理南盘江水作为循环水的补充水。结果表明达到了起先设计的效果，满足循环水补充水的要求，但是经过运行几年，发现其对管道腐蚀较为严重，经改换缓蚀阻垢剂，可以改善腐蚀，但是投资较高不能满足经济运行。
1.生水石灰系统的概述
红河电厂一期石灰预处理体系计划出力为1700m3/h，主系统设立了两座出力为1000m3/h的接触泥渣分离澄清池。石灰加药系统采用两座60m3石灰粉筒仓，底部装有震动料斗、容积式给料机、螺旋输粉机，通过石灰乳溶液箱，利用输送泵打至澄清池。絮凝剂加药系统采用聚合硫酸铁溶液作为絮凝剂，由计量泵按进水流量投加到澄清池；硫酸加药系统采用计量泵根据澄清池出水pH值反馈信号进行调节；澄清池出水经过7台深层滤池过滤后进入两个1000m3的软水池，滤池反洗水进入1000m3废水回收池。经处理后的出水部分送往主厂房经冷却辅机后补入循环冷却水系统，部分送往给排水消防系统，部分送往锅炉补给水处理系统，另一部分直接补入循环式冷却水系统。
1.2石灰处理的原理
石灰粉（CaO）与水混合后反应生成消石灰（Ca(OH)2）,利用Ca(OH)2中与Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等反应转变成CaCO3、Mg(OH)2沉淀，这些沉淀沉降后可随排泥排除，从而降低水中的碳酸盐硬度。处理结果是水中的硬度和碱度都有所降低，但非碳酸盐硬度则并未有明显变化。
2. 现有生石灰混凝系统运行过程中存在的主要问题
2.1现有生石灰混凝系统对运行过程中对生产设备腐蚀的影响
投产以来，红河电厂生水石灰澄清处理系统软水池出口连接至循环水泵冷却水管、#1循环水泵出口母管取水至循环水泵冷却水管及#1循环水泵出口母管焊缝均出现不同程度的腐蚀。2009年7月机组小修时发现，循环水泵泵轴及工业水系统部分闸阀和截止阀出现明显腐蚀。主要腐蚀点为管道焊接处、阀门密封面及水泵泵轴。腐蚀现象主要表现为：闸阀和节流阀密封面腐蚀为大量点蚀，严重的已经无法研磨；阀门阀板非密封面部分有锈蚀附着物，并有鼓包，剥去表面鼓包，底部有黑色附着物。现有生石灰混凝系统的运行是致使生产设备腐蚀的主要原因。
红河电厂工业水源为南盘江水，属于高碱度、高硬度水，为提高水资源利用率，在水处理系统中设置生水石灰软化处理，加入硫酸中和水中过饱和氢氧化钙和碳酸钙，为避免其在滤池滤料和后续管道上出现碳酸钙析出沉积现象。经处理后工业水水质发生显著变化：硬度明显下降，水中原有的HCO3-大部分被去除，水体含盐量下降，水中SO42-浓度增加。HCO3-的去除使工业水中溶入大量CO2，碳酸根平衡体系从新建立，引起工业水缓冲性能下降，导致水溶液pH下降，改过程使金属表面形成是氧化膜变得疏松；同时，水溶液中Ca2+的去除，使得金属管壁失去原本可能在其表面形成的CaCO3保护层，这些都为侵蚀提供条件，当水处于较高流速时，加剧了CO2对设备侵蚀。加入的SO42-不但使钢材表面形成点蚀，还为停机时形成的贫养水环境中还原性硫酸盐细菌的繁殖提供了营养物质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还原性硫酸盐细菌在代谢过程当中发生去极化作用，造成微生物腐蚀，产生的腐蚀产物形成和增进垢下氧浓差腐蚀。
2.2现有石灰石混凝系统对设备腐蚀具体分析如下：
2.2.1石灰软化对水体pH的影响
由石灰处理的原理可知，合理调整CaO的加入量，即可除去水体中大部分的HCO3-和Ca2+，大大降低甲基橙碱度和硬度，检测结果也表明，经软化处理后，硬度由4.5～5.5mmol/L下降至2.0mmol/L，电导率由420us/cm左右下降至220us/cm左右。
上述反应过程使水质发生巨大变化，变化的结果一方面可显著提高水的浓缩倍率，另一方面除去大部分HCO3-使水丧失大部分的缓冲性从而导致软水池水pH快速下降，增加了设备腐蚀倾向。
2.2.2水中溶解CO2对腐蚀的影响
研究表明，水中游离CO2对钢材侵蚀性要远远大于相同pH条件下完全电离的强酸溶液，主要原因是CO2除与水分子反应生成碳酸释放H+发生腐蚀外，还可直接吸附在钢材表明，与水分子结合生成碳酸分子，直接放电还原，使阴极过程得到加强，加速钢材腐蚀。碳酸为弱酸，其水溶液存在弱酸的电离平衡，腐蚀过程消耗的H+可通过碳酸的继续电离源源不断得到补充，当水体本身的pH偏低时，钢材表面形成的保护膜易破损，腐蚀现象加剧。
2.2.3 SO42和Fe3+的影响
分析解释，水中游离CO2对钢材是侵蚀性要远远大于相同pH条件下完全电离的强酸溶液，主要原因是CO2除与水份子反应生成碳酸释放H+产生腐蚀外，还可直接吸附在钢材表明，与水分子结合生成碳酸分子，直接放电还原，使阴极过程得到加强，加速钢材腐蚀。碳酸为弱酸，其水溶液存在弱酸的电离平衡，腐蚀过程消耗的H+可通过碳酸的继续电离源源不断得到补充，当水体本身的pH偏低时，钢材表面形成的保护膜易破损，腐蚀现象加剧。
2.2.3机组运行方式的影响
受国家能源政策的调控和云南省水电厂的大规模建设的影响，火力发电厂在雨季丰水期存在较长时间的停运时间，工业水管道中存在较长时间的静水，这种情况加上工业水经软化后降低缓冲性和较高浓度的强酸性离子，使得附着物下酸性离子富集严重，加剧发生附着物下酸性腐蚀。
3.腐蚀发生后的解决方案和存在的问题
经过多方技术专家进行论证最后决定采用向工业水中投加有机磷酸盐与锌盐复合配方缓蚀剂的方案以解决厂区设备腐蚀问题。经过一年的运行，厂区设备腐蚀问题虽得到明显改善，但鉴于运行成本较高，结合工业水腐蚀问题、工业水处理成本问题以及预处理工艺处理考虑，停运厂区生水石灰混凝处理系统可改善水处理设备腐蚀情况，有效降低生产成本。
4.结论
应用石灰混凝系统对红河的水质进行处理，实践表明达到了预期的效果，但是对设备存在严重份腐蚀情况，经处理可以缓解腐蚀。但运行成本较高，因此，选择此运行方式，还要多加考虑钢材的选用，大环境的影响因素等.
论文作者:张晓艳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
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