Hiili- tai yhdistelmävoimalaitoksessa vedenkäsittelytiimi tunnistaa ongelmat yleensä oireiden perusteella: ohut kerros kalsiumkarbonaattia lauhdutinputkissa, asteittainen paine-eron nousu käänteisosmoosikalvon (RO) poikki tai limainen biofilmi jäähdytystornin täytteessä. Jokainen oire viittaa voimalaitoksen vedenkäsittelyprosessin tiettyyn vaiheeseen, ja jokainen vaihe vaatii erilaisen kemiallisen vasteen. Hyödyllinen lähestymistapa on ajatella hoitojaksoa kokonaisuutena, ei yksittäisten tuotteiden sarjana. Yli 34 vuoden kokemuksella vedenkäsittelykemiasta Changzhou Jinghui on erikoistunut kahteen järjestelmään, joissa laitoksen käyttäjät tuntevat eniten paineita: teollisuuden kierrätettävään jäähdytysveteen ja RO-kalvojärjestelmiin.
Voimalaitoksen vedenkäsittelyprosessi yhdellä silmäyksellä
Voimalaitokset käyttävät vettä höyryntuotantoon, jäähdytykseen, päästöjen hallintaan ja työmaahuoltoon. Käsittelyprosessi seuraa veden polkua ottamisesta poistoon. Tämän polun ymmärtäminen auttaa määrittämään oikean kemikaalin oikeaan ongelmaan.
| Vaihe | Tärkeimmät vesivirrat | Tyypillisiä ongelmia | Keskeiset kemialliset ohjelmat |
|---|---|---|---|
| Esikäsittely | Raakaveden otto, selkeytin, suodattimet | Sameus, suspendoituneet kiintoaineet, orgaaninen kuormitus | Koagulantit, flokkulantit, dispergointiaineet |
| Kattila meikkivettä | Demineralisoitu vesi, RO-permeaatti, EDI | Kalkki, korroosio, piidioksidin siirtyminen | Vedennestoaineet, korroosionestoaineet, hapenpoistoaineet |
| Jäähdytysvesi | Kierrättävä jäähdytystornin silmukka | Kalkki, korroosio, biofouling, vaahtoaminen | Kalkkikiven estäjät, korroosionestoaineet, biosidit, dispergointiaineet |
| Jätevesi ja puhallus | Jäähdytystornin puhallus, kattilan puhallus, jätevesi | Suspendoituneet kiintoaineet, raskasmetallit, korkea COD | pH:n säätöaineet, koagulantit, flokkulantit |
Tyypillisessä 600 MW:n lämpölaitoksessa kaksi suurinta kemiallisen käsittelyn kuluttajaa ovat kattilan syöttövesijärjestelmä ja jäähdytystorni. Jokaisella on oma roolinsa laitoksen yleisessä luotettavuudessa.
Esikäsittely ja kattilan meikkiveden hallinta
Voimalaitokselle tuleva raakavesi sisältää suspendoituneita kiintoaineita, kovuutta, piidioksidia ja vaihtelevaa orgaanista pitoisuutta. Ensimmäiset käsittelyvaiheet sisältävät yleensä koaguloinnin, flokkuloinnin, sedimentoinnin ja suodatuksen. Meikkiveteen monet nykyaikaiset tehtaat käyttävät sitten RO-kalvoja, joita seuraa EDI- tai sekakerroskiillotus kattilalaatuisen puhtauden saavuttamiseksi.
RO-kalvot kohtaavat kaksi yleistä uhkaa: epäorgaaninen skaala ja biofouling. Voimalaitoksissa, joissa kaivovesi on kovaa, yleisin ongelma on kalsiumkarbonaatin ja kalsiumsulfaatin hilseily. Kalvokohtainen saostumisenestoaine estää näitä kiteitä muodostumasta kalvon pinnalle ja auttaa myös hajottamaan olemassa olevia kerrostumia. Tämä on yksi kustannustehokkaimmista kemiallisista investoinneista kattilan lisävesijunaan.
Kalvokohtainen saostumisenestoaine käänteisosmoosijärjestelmiin SM-3210R hallitsee epäorgaanista kalkkia ja piidioksidia RO-, NF- ja UF-kalvoissa. Se estää kalsiumkarbonaatin ja sulfaatin hilseilyä, sietää korkeaa LSI-arvoa ja toimii pH:ssa 5–10, ihanteellinen kattilan meikkiveden käsittelyyn. Näytä tuote → Esikäsittely vaikuttaa myös loppupään laitteisiin. Jos koagulaatiota ja flokkulaatiota ei kontrolloida hyvin, jäännösorgaaniset aineet ja hienot hiukkaset voivat kulkeutua RO-kalvojen läpi, mikä lisää likaantumisnopeutta ja lyhentää kalvon käyttöikää. Laitosinsinöörien tulee tarkkailla lietetiheysindeksiä (SDI) ja sameusrajoja ennen RO-vaihetta ja varmistaa, että käytetyt esikäsittelykemikaalit eivät häiritse myöhempää kalkinpoistoohjelmaa.
Raakaveden laadun kausivaihtelut lisäävät toisen muuttujan. Kevään sateet lisäävät usein sameutta ja orgaanista pitoisuutta, kun taas kesän kuivuus voi lisätä kovuutta ja johtavuutta. Annosteluohjelmien on kyettävä mukautumaan näihin muutoksiin ilman, että hoitosarjaa on suunniteltava kokonaan uudelleen.
Jäähdytysveden käsittely voimalaitoksissa
Voimalaitoksella jäähdytysvesijärjestelmässä on usein suurin vesimäärä ja suurin odottamattomien seisokkien riski. Jäähdytystorni toimii haihdutuksen alaisena, mikä vähitellen konsentroi liuenneita suoloja. Kun konsentraatiosyklit lisääntyvät, kalsiumkarbonaatin hilseilyn, korroosion ja mikrobiologisen kasvun mahdollisuus kasvaa. Käsittelyn tavoitteena on toimia korkeimmalla turvallisella pitoisuussuhteella pitäen lämmönsiirtopinnat puhtaina.
Asteikon hallinta on ensimmäinen huolenaihe. Karbonaatin kovuus on suurin syy lauhduttimien ja lämmönvaihtimien likaantumiseen. Hyvällä kiertoveden kalkkikiven inhibiittorilla on oltava todistettu kynnysvaikutus, ei vain kalsiumkarbonaattiraja. Sen tulisi myös pysyä tehokkaana rauta- ja alumiini-ionien läsnä ollessa, jotka ovat yleisiä jäähdytysvedessä korroosion tai selkeyttimen siirtymisen jälkeen. Tästä syystä kalkkikiven estäjän valinta ei ole yksiselitteinen päätös.
Kierrättävän veden kalkkikiven estoaine erittäin koville jäähdytysjärjestelmille Tämä fosforiton polymeeripohjainen estäjä hajottaa kalsiumkarbonaattia, sulfaattia ja fosfaattia. Tehokas 8–20 ppm:ssä, se sopii keskikovaan ja korkeaan kovuuteen ja emäksiseen jäähdytysveteen, mikä parantaa lämmönvaihtimen tehokkuutta. Näytä tuote → Kasveille, jotka kohtaavat tiukemmat ympäristörajat, fosforittomat ja vähäfosforiset ohjelmat ovat tulossa suosituin valinna. Fosfori myötävaikuttaa vastaanottavien vesien rehevöitymiseen, ja monien rannikko- tai jokivarsien voimaloiden on nyt täytettävä matalat fosforipäästörajat. Fosforiton korroosionesto- ja kalkkikiven estoaine tarjoaa tavan hallita sekä hilsettä että korroosiota ja samalla vähentää puhalluksen ravinnekuormitusta.
Fosforiton korroosio- ja kalkkikiven estoaine jäähdytysvedelle Fosforittomia polymeerejä ja korroosionestoaineita sisältävä se estää hilseilyä ja muodostaa suojakalvon lämmönvaihtopinnoille. Soveltuu korkean pH:n ja korkean alkalisuuden järjestelmiin, jotka täyttävät matalan fosforin purkausrajat. Näytä tuote → Mikrobiologinen torjunta on jäähdytysvesiyhtälön toinen puoli. Bakteerilima, levät ja sienet vähentävät lämmönsiirtoa ja aiheuttavat korroosiota. Ei-hapettavia biosidejä käytetään usein sokkiannostelussa, koska ne tunkeutuvat biofilmiin tehokkaammin kuin hapettavat biosidit ja jäähdytysveden korkea pH kiihdyttää niitä vähemmän. Annostusaikataulun tulee vastata järjestelmän retentioaikaa ja veden kemiaa.
Arvioidessaan kalkkikiven estäjiä laitosinsinöörien tulee ottaa huomioon täyteveden karbonaattikovuus ja verrata sitä suositeltuihin rajoihin. Kovuuden, alkalisuuden ja konsentraatiojaksojen välinen suhde määrää, kuinka paljon inhibiittoria tarvitaan. Ohjeita näihin rajoituksiin on saatavilla artikkelissa Kalkkikiven estäjät jäähdytysvedelle ja karbonaattikovuuden rajalle . Tuossa artikkelissa käsitellään myös sitä, kuinka liiallinen kovuus voi päihittää huonosti sovitetun estäjäohjelman.
Kattilavesijärjestelmät ja suljetut piirit
Voimalaitoksilla on avoimen jäähdytystornin lisäksi kattilavesi ja suljetut jäähdytyspiirit. Kattilan syöttövesi on demineralisoitava vaaditulle johtavuus- ja piidioksiditasolle, ja itse kattila tarvitsee sisäistä käsittelyä estämään kalkin muodostumista putken seinissä. Kemiallinen lähestymistapa eroaa jäähdytysvedestä, koska lämpötilat ovat paljon korkeammat ja veden kemia on paljon herkempi.
Monissa tehtaissa suljetun kierron jäähdytyspiiri palvelee apulaitteita, kuten näytejäähdyttimiä, pumppuja ja tiivisteitä. Toisin kuin avoimessa kiertovedessä, suljetussa piirissä haihtuu hyvin vähän, mutta se kohtaa silti liuenneen hapen aiheuttamaa korroosiota. Erillinen suljetun kierron veden korroosionestoaine ja hapenpoistoaine ovat välttämättömiä näille järjestelmille.
Sama periaate pätee kattilan puolella: korroosion ja hilseilyn minimoiminen tarkoittaa veden kemian hallintaa kapeassa ikkunassa. Laitosinsinöörit luottavat yleensä johtavuuden, pH:n, piidioksidin ja liuenneen hapen lukemiin säätääkseen käsittelykemikaalien annostusta.
Oikean kemiallisen ohjelman valitseminen: käytännön huomioita
Kun laitos vertailee käsittelyohjelmia, houkutus keskittyä vain kilohintaan. Mutta todellinen hinta on suoritusriskissä. Huonosti sovitettu kemikaaliohjelma voi johtaa lauhduttimen katkaisuun, kattilan putken rikkoutumiseen yksikön seuraavan sammutuksen yhteydessä tai RO-kalvon vaihtoon. Keskeiset kysymykset ovat:
- Vastaako kemikaali laitoksen todellista veden laatua normaaleissa ja vuodenaikojen vaihteluissa?
- Mikä on formulaation fosforipitoisuus ja täyttääkö se purkausrajat?
- Voiko toimittaja tarjota luotettavan laboratorioanalyysin ja johdonmukaisen laadunvalvontaprosessin?
- Tarjoaako toimittaja teknistä palvelua annostuksen optimointiin ja vianetsintään?
Luotettavien toimittajien tulee pystyä toimittamaan CMA:n sertifioimat laboratoriotestiraportit, jotka osoittavat, että tuotteen suorituskyky on testattu edustavissa vesiolosuhteissa. Yhtiö painottaa myös räätälöityjä ratkaisuja alkaen tuotekehitysvaiheesta tietyn laitoksen toimintaolosuhteisiin.
Toinen käytännön seikka on kemikaalin toimitus ja logistiikka. Syrjäisellä paikalla sijaitseva tai rajoitettu varastointikapasiteetti tarvitsee toimittajan, joka pystyy ylläpitämään luotettavat toimitusaikataulut. Palveluntarjoajan kyky toimittaa tuotteita yli 40 maahan viittaa vakiintuneeseen vientikokemukseen, mikä vähentää toimituskatkosten riskiä huoltolähtöisessä toiminnassa.
Laittamalla kaikki yhteen
Voimalaitoksen vedenkäsittelyprosessi on jatkuva ketju. Esikäsittely suojaa RO-kalvoja, RO-käsittely suojaa kattilaa ja jäähdytysvesikäsittely suojaa lauhdutinta ja lämmönvaihtimia. Jokainen linkki käyttää erilaisia kemikaaleja, mutta niillä kaikilla on sama tavoite: tehokkuuden ylläpitäminen ja odottamattomien käyttökatkojen välttäminen.
Laitosinsinööreille luotettavin tapa on aloittaa täydellisellä vesianalyysillä, määritellä kunkin järjestelmän suorituskykytavoitteet ja valita sitten kemiallinen ohjelma, joka on verrattu näihin tavoitteisiin. Kokemus sekä kierrättävästä jäähdytysvedestä että RO-käsittelystä tarkoittaa, että toimittaja voi auttaa laitosta näkemään järjestelmien väliset vuorovaikutukset sen sijaan, että se myyisi vain yhtä tuotetta.
