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[摘 要]新乡豫新公司四台仪用空压机（L132C-9W）、三台大输灰空压机（L250-07W）是水冷式喷油螺杆式空气压缩机。运行中冷却水源来自厂工业水系统，空压机运行中经常因温度高报警跳闸，在夏季尤其严重。分析原因并提出相应对策，制定处理方案。
[关键词]化学反应工程；冷却器；结垢；碳酸盐
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0058-01
1 概述
豫新公司300MW机组共有空压机11台，其中仪用空压机4台、大输灰空压机3台、小输灰空压机4台（风冷），分别供给300MW机组仪用气以及电除尘除灰气源。
四台仪用空压机（型号L132C-9W）、三台大输灰空压机（型号L250-07W）是上海康普艾压缩机有限公司生产的水冷式喷油螺杆式空气压缩机。运行中冷却水源来自厂工业水系统，备用水源为消防水。仪用空压机单台冷却水量3.3m3/h、输灰空压机单台冷却水量6.6 m3/h、冷冻式空气干燥器4.2 m3/h，冷却水量总计需45.6 m3/h，冷却水压力日常维持在0.4Mpa左右。
2 存在问题
2.1 现状调查
空压机运行中经常因温度高报警跳闸主要是因为冷却器存在大量水垢，堵塞冷却水管，影响冷却水流量，热交换效果差，全部堵塞后甚至无法起到冷却作用，造成空压机因温度高跳闸不能正常投入使用。
2.2 现状分析
空压机冷却器冷却水源为工业水，水质PH值高，硬度较大（10 mmol/L左右），当设备运行产生的热量使冷却水温超过40℃时（空压机厂家建议冷却水流出温度应低于50℃），冷却水中盐类析出加剧，使冷却器表面结垢。
2.3 不良后果
因频繁结垢，需要人工清除水垢，检修工作量大；同时因结垢热交换效果差，油温高，粘度减低，轴承很可能出现磨损，造成设备安全隐患。
3 原因分析
新乡豫新公司生产所需用水采用地表水，由于水中含有各种盐类，特别是CA2+、MG2+的重碳酸盐非常丰富，为了除去天然水中悬浮物和胶体杂质，采用了混凝沉淀（澄清）及过滤处理，水经过混凝沉淀（澄清）处理后，浊度降至10FTU以下，能满足工业用水的水质要求。空压机冷却水就是经过澄清器加石灰预处理后的水，若加石灰量不当，pH控制不合理，冷却水在循环过程当中，由于温度的升高、盐类的浓缩等原因，往往会形成比较坚硬的碳酸盐水垢【1】。
3.1水质化验
与空压机冷却水相接近的水是循环水补水，循环水是凝汽器冷却水，循环水在循环冷却过程中，由于不断蒸发而使水中含盐量增大，使得碳酸盐硬度总是大于补充水的碳酸盐硬度。循环水中钙、镁的重碳酸盐和游离的CO2之间的平衡关系为
Ca （HCO3）2→ CaCO3↓+ CO2↑+ H2O
当循环水在冷却塔中与空气接触时，水中游离的CO2就向空气中大量流失，破坏了上述平衡关系，使反应向生成碳酸钙的方向移动。水温的升高，導致钙、镁碳酸盐溶解度的降低，使碳酸盐平衡关系进一步向右移动，所以又促使碳酸盐垢从水中析出【2】。机组自投产以来，循环水回水温度在夏季时达到42℃，凝汽器铜管未发生结垢现象，而空压机冷却水为封闭式、单流向系统，结垢情况却如此严重，为此对两种水质主要参数进行分析比较如下：
3.2 原因分析
对空压机冷却器结垢进行了辨识，采用在常温的5%以下稀盐酸中，垢全部溶解并释放出气体，因碳酸盐水垢是各种水垢中最易溶于稀酸的，常见的无机酸与有机酸均可将其溶解。在用酸溶解碳酸盐水垢时，将产生大量二氧化碳气泡，这是其主要特征，故空压机冷却器所结的垢为碳酸盐水垢。通过对工业水水质全分析报表数据来看，空压机冷却水碱度较低，但酚酞碱度略高，PH值偏高，造成这种情况的原因有两个方面：一是滤池至软水池出水未加酸，二是澄清器中石灰加药量偏高造成。
4 对策及处理方案
经过调研，对减缓冷却器结垢提出如下建议：运行中加强对澄清器加石灰量的监督与调整；恢复滤池至软水池加酸，控制出水PH值在8.4～9.0范围；在空压机冷却水前加水稳剂，药液浓度按循环水水稳剂控制标准执行；空压机室加强通风。
4.1在空压机冷却水前直接加水稳剂
拟在现场增加1个计量箱（带搅拌器）和两台计量泵，通过计量泵将水稳剂加入冷却水进水管。配药时将母液配制稀些，这样加药缓冲性较大，避免冷却水中水稳剂含量忽高忽低。当冷却水补水量恒定时，根据配药浓度，倒算出单位时间加药量，调整好加药泵行程和频率并固定下来。
因冷却水回水回到循环水塔中，加的水稳剂药品循环到凉水塔中。
4.2 空压机室加强通风
空压机室通风效果差，外部环境温度19℃时，空压机室温度已达到27℃，运行的空压机冷却水回水温度达到36.3℃。目前空压机室共有8个风扇，检查发现有4个风扇风叶没有打开，其余的风扇也应该进行清理。
因盐类垢中以碳酸盐为主，当温度升高时，CA（HCO3）2分解产生CACO3结垢，随着温度的升高，沉淀析出将会加剧。提高空压机室的通风效果，可以增强运行空压机各部件的散热效果，有效减低冷却水温，减少碳酸盐的生成。
4.3 加强运行调整
减缓空压机冷却器结垢的速度，要从减少碳酸盐的生产着手，水温对盐类的析出影响巨大，在尽量控制水温的同时需要加强澄清器加石灰量的调整，运行部化水专业应根据来水量的大小进行及时的调整。同时滤池至软水池加酸泵及PH表恢复后运行要及时调整加酸量，控制出水PH值在8.4～9.0范围内。
5 改造后效果
对冷却水加酸处理后，控制出水PH值在8.4～9.0范围内，并在空压机冷却水前加水稳剂，同时加强空压机室的通风效果，可以有效的减缓碳酸盐的析出，减轻空压机冷却器水垢的形成速度。
参考文献
【1】陈志和，电厂化学设备及系统，中国电力出版社，2006，18-37。
【2】李培元，电厂化学设备及系统，中国电力出版社，2006，221-222。
作者简介 邓瑞霞，女，大学，工程师，在新乡豫新发电有限责任公司生产技术部从事化学技术管理工作。电子信箱13937312569drx@sina.com。
[关键词]化学反应工程；冷却器；结垢；碳酸盐
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0058-01
1 概述
豫新公司300MW机组共有空压机11台，其中仪用空压机4台、大输灰空压机3台、小输灰空压机4台（风冷），分别供给300MW机组仪用气以及电除尘除灰气源。
四台仪用空压机（型号L132C-9W）、三台大输灰空压机（型号L250-07W）是上海康普艾压缩机有限公司生产的水冷式喷油螺杆式空气压缩机。运行中冷却水源来自厂工业水系统，备用水源为消防水。仪用空压机单台冷却水量3.3m3/h、输灰空压机单台冷却水量6.6 m3/h、冷冻式空气干燥器4.2 m3/h，冷却水量总计需45.6 m3/h，冷却水压力日常维持在0.4Mpa左右。
2 存在问题
2.1 现状调查
空压机运行中经常因温度高报警跳闸主要是因为冷却器存在大量水垢，堵塞冷却水管，影响冷却水流量，热交换效果差，全部堵塞后甚至无法起到冷却作用，造成空压机因温度高跳闸不能正常投入使用。
2.2 现状分析
空压机冷却器冷却水源为工业水，水质PH值高，硬度较大（10 mmol/L左右），当设备运行产生的热量使冷却水温超过40℃时（空压机厂家建议冷却水流出温度应低于50℃），冷却水中盐类析出加剧，使冷却器表面结垢。
2.3 不良后果
因频繁结垢，需要人工清除水垢，检修工作量大；同时因结垢热交换效果差，油温高，粘度减低，轴承很可能出现磨损，造成设备安全隐患。
3 原因分析
新乡豫新公司生产所需用水采用地表水，由于水中含有各种盐类，特别是CA2+、MG2+的重碳酸盐非常丰富，为了除去天然水中悬浮物和胶体杂质，采用了混凝沉淀（澄清）及过滤处理，水经过混凝沉淀（澄清）处理后，浊度降至10FTU以下，能满足工业用水的水质要求。空压机冷却水就是经过澄清器加石灰预处理后的水，若加石灰量不当，pH控制不合理，冷却水在循环过程当中，由于温度的升高、盐类的浓缩等原因，往往会形成比较坚硬的碳酸盐水垢【1】。
3.1水质化验
与空压机冷却水相接近的水是循环水补水，循环水是凝汽器冷却水，循环水在循环冷却过程中，由于不断蒸发而使水中含盐量增大，使得碳酸盐硬度总是大于补充水的碳酸盐硬度。循环水中钙、镁的重碳酸盐和游离的CO2之间的平衡关系为
Ca （HCO3）2→ CaCO3↓+ CO2↑+ H2O
当循环水在冷却塔中与空气接触时，水中游离的CO2就向空气中大量流失，破坏了上述平衡关系，使反应向生成碳酸钙的方向移动。水温的升高，導致钙、镁碳酸盐溶解度的降低，使碳酸盐平衡关系进一步向右移动，所以又促使碳酸盐垢从水中析出【2】。机组自投产以来，循环水回水温度在夏季时达到42℃，凝汽器铜管未发生结垢现象，而空压机冷却水为封闭式、单流向系统，结垢情况却如此严重，为此对两种水质主要参数进行分析比较如下：
3.2 原因分析
对空压机冷却器结垢进行了辨识，采用在常温的5%以下稀盐酸中，垢全部溶解并释放出气体，因碳酸盐水垢是各种水垢中最易溶于稀酸的，常见的无机酸与有机酸均可将其溶解。在用酸溶解碳酸盐水垢时，将产生大量二氧化碳气泡，这是其主要特征，故空压机冷却器所结的垢为碳酸盐水垢。通过对工业水水质全分析报表数据来看，空压机冷却水碱度较低，但酚酞碱度略高，PH值偏高，造成这种情况的原因有两个方面：一是滤池至软水池出水未加酸，二是澄清器中石灰加药量偏高造成。
4 对策及处理方案
经过调研，对减缓冷却器结垢提出如下建议：运行中加强对澄清器加石灰量的监督与调整；恢复滤池至软水池加酸，控制出水PH值在8.4～9.0范围；在空压机冷却水前加水稳剂，药液浓度按循环水水稳剂控制标准执行；空压机室加强通风。
4.1在空压机冷却水前直接加水稳剂
拟在现场增加1个计量箱（带搅拌器）和两台计量泵，通过计量泵将水稳剂加入冷却水进水管。配药时将母液配制稀些，这样加药缓冲性较大，避免冷却水中水稳剂含量忽高忽低。当冷却水补水量恒定时，根据配药浓度，倒算出单位时间加药量，调整好加药泵行程和频率并固定下来。
因冷却水回水回到循环水塔中，加的水稳剂药品循环到凉水塔中。
4.2 空压机室加强通风
空压机室通风效果差，外部环境温度19℃时，空压机室温度已达到27℃，运行的空压机冷却水回水温度达到36.3℃。目前空压机室共有8个风扇，检查发现有4个风扇风叶没有打开，其余的风扇也应该进行清理。
因盐类垢中以碳酸盐为主，当温度升高时，CA（HCO3）2分解产生CACO3结垢，随着温度的升高，沉淀析出将会加剧。提高空压机室的通风效果，可以增强运行空压机各部件的散热效果，有效减低冷却水温，减少碳酸盐的生成。
4.3 加强运行调整
减缓空压机冷却器结垢的速度，要从减少碳酸盐的生产着手，水温对盐类的析出影响巨大，在尽量控制水温的同时需要加强澄清器加石灰量的调整，运行部化水专业应根据来水量的大小进行及时的调整。同时滤池至软水池加酸泵及PH表恢复后运行要及时调整加酸量，控制出水PH值在8.4～9.0范围内。
5 改造后效果
对冷却水加酸处理后，控制出水PH值在8.4～9.0范围内，并在空压机冷却水前加水稳剂，同时加强空压机室的通风效果，可以有效的减缓碳酸盐的析出，减轻空压机冷却器水垢的形成速度。
参考文献
【1】陈志和，电厂化学设备及系统，中国电力出版社，2006，18-37。
【2】李培元，电厂化学设备及系统，中国电力出版社，2006，221-222。
作者简介 邓瑞霞，女，大学，工程师，在新乡豫新发电有限责任公司生产技术部从事化学技术管理工作。电子信箱13937312569drx@sina.com。