陈热化学综合班QC小组成果

1、降低三期循环水月均补水量天津陈塘热电有限公司化学综合班QC小组2011.12.30小组概况：小组名称化学综合班QC小组小组成立日期2006年3月注册编号陈10-17课题名称降低三期循环水月均补水量课题注册日期2010.10注册编号陈10-17课题类型现场型活动时间2010.10-2011.12小组活动情况7次出勤情况100%小组成员表：序号姓名性别文化程度职务与职称组内职务1高绍山男中专技 师组长2王 庆男大专主 管组员3宿长松男大本技术员组员4黄居鹏男中专安全员组员5刘苑年女大本高 工组员6王冬兰女中专专责工组员7朱秀颖女大专专责工组员8李 军男大专专责工组员9梁 晓男大专检修工组员10贺

2、红女中专实验员组员11朱 颖女中专实验员组员12白灵芝女大专专责工组员设备介绍： 在火力发电厂用水量中，循环冷却水占绝大部分。天津陈塘热电有限公司循环水补水水源采用海河水和中水。 三期循环水流程简图：脱硫取水冷却塔前池循环泵凝结器补水蒸发排污一、选题理由：现状公司要求三期循环水补水量月均降低20000吨。小组成员调查了2009.10-2010.9三期循环水补水量： 时间项目十月十一月十二月一月二月三月补水量628175444377480309396299423752511410时间项目四月五月六月七月八月九月补水量370705515276752742866590812661815966月均补水

3、量584855选定课题降低三期循环水月均补水量二、设定目标：公司要求三期循环水补水量月均降低20000吨，小组成员将：上一年度月均补水量-降低月均补水量=小组本年度活动目标584855-20000=564855吨/月，作为本次小组活动目标。 制图：高绍山 时间：2010.10.11三、目标可行性分析： 1、 三期循环水补水，是对于三期循环水蒸发损失、浓水损失进行补充。循环水补充水和损失平衡公式PB=PZ+PF+PP式中 PB补充水占循环水流量的百分率，%; PZ蒸发损失占循环水流量的百分率，%; PF风吹、泄漏和脱硫用水占循环水流量的百分率，%; PP排污损失占循环水流量的百分率，%。 循环水

4、补水PB蒸发损失（PZ）浓水损失风吹蒸发（PF）脱硫用水（PF）泄漏（PF）浓水排污（PP）由于三期循环水蒸发量、风吹蒸发、脱硫用水、泄露非本小组管辖范围，故不予分析。2、小组成员针对2009.10-2010.9三期循环水浓水排污量进行调查、分析：我公司三期循环水水质主要控制指标为：（1）浓缩倍率：实测循环水中氯根和补充水氯根之比计算得来的数据。我公司浓缩倍率控制指标为<3.5倍。（2）浊度：水中含有泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物的程度。我公司浊度控制指标为<40NTU。（3）硬度+碱度<1800mmol/l。当三期循环水水质超出任一指标时进行排污。小组成员调查

5、了2009.102010.9三期循环水水质简化报告及浓水排污量： 日期项目10月 11月12月1月 2月 3月4月浓缩倍率3.5倍排污量（吨）102050830701668349970612385139793412碱度+硬度1800mmol/l排污量（吨）01007834822587635200浊度40NTU排污量(吨)0000000 日期项目 5月6月7月 8月 9月累计（吨）百分比（%）浓缩倍率3.5倍排污量（吨）1715731174118167210985711306293碱度+硬度1800mmol/l排污量（吨）72610754137432375434194浊度40NTU排污量（吨）4

6、8966538889724458437312133制图：高绍山 时间：2010.10.14由饼分图中我们发现浓缩倍率3.5时，排污量达到1051395吨，即87616吨/月，占总排污量的97%,是控制浓水排污的主要症结。根据公式：PP=（PZ+PF-PF）/（-1）， 式中 ： 浓缩倍率。我们推导出如下关系图： 制图：高绍山 时间：2010.10.14由图中我们可以发现随着浓缩倍率的提高，补充水量明显降低，但当浓缩倍率超过5倍时补充水量的降低已不显著。我公司三期总装机容量为600MW，当PZ=0.17t*1.0%，PF=1.0，循环水量 54000吨/小时，经计算浓缩倍率与节水的关系如下。浓缩

7、倍率3.53.7254.04.55.05.5排污率PP（%）0.520.470.420.350.290.25排污量（吨/月）20356018354216315313429211264595809以=3.5为基数的节水量（吨/月）020018404076926890915107751制图：高绍山 时间：2010.10.14由节水量对比柱状图我们发现，当控制三期循环水浓缩倍率提高到3.725倍时，节水量为20018吨/月，我们的目标是可行的。四、分析原因：小组成员运用头脑风暴法针对三期循环水“浓缩倍率3.5倍排污”这一症结产生的原因进行分析，并用系统图对产生的意见、观点，按内在联系进行了整理、归纳

8、如下：.三期循环水浓缩倍率3.5倍排污浓缩倍率3.5，热力设备产生泄漏热力设备结垢循环水碳酸盐析出循环水硫酸盐析出循环水磷酸盐析出浓缩倍率3.5，热力设备换热效果差热力设备产生腐蚀循环水氯离子含量高五、确定主要原因：小组成员对这四条末端因素逐一确认：确认一循环水碳酸盐析出确认标准在浓缩倍率3.5倍时，三期循环水碳酸盐是否析出。确认方法调查分析确认过程三期循环水中，碳酸盐的析出主要为CaCO3析出。在循环冷却系统中，水中的重碳酸钙由于受热分解及二氧化碳在冷却塔中的散失，使下列平衡破坏，从而析出碳酸钙。Ca（HCO3）CaCO3+CO2+H2O所以当循环水浓缩到一定程度时，就会发生析出CaCO3的

9、反应。根据经验公式：HT,X/HT,BU=Cl-x/ClBU表示此循环水系统在最近时期内未曾析出CaCO3;HT,X/HT,BUCl-x/ClBU表示此循环水系统在最近时期内发生析出CaCO3过程;Cl-x/ClBU-HT,X/HT,BU0.2可以认为水质是稳定的。式中：HT,X/HT,BU循环水中碳酸盐硬度与补充水中碳酸盐硬度比值，用A表示；Cl-x/ClBU循环水中氯离子含量与补充水中氯离子含量比值，用表示。小组成员调查了2009.10-2010.9浓缩倍率3.5倍时，化学水组三期循环水水质报告：项目10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月3.73.63.53.63.53.6

10、3.53.53.63.53.63.6A3.53.53.43.43.43.43.43.43.53.43.43.5A、关系AAAAAAAAAAAA析出是是是是是是是是是是是是三期循环水浓缩倍率3.5倍时，HT,X/HT,BUCl-x/ClBU，三期循环水存在CaCO3析出。确认人刘苑年确认时间2010.10.19确认地点水组实验室确认结果碳酸盐析出确认结论要因确认二循环水硫酸盐析出确认标准在浓缩倍率3.5倍时，三期循环水是否存在磷酸盐析出。确认方法调查分析确认过程三期循环水中，硫酸盐析出主要为硫酸钙的析出。由硫酸钙溶解度与温度关系曲线图中我们可以发现，硫酸钙在40的水中溶解度达到2650mg/l。

11、小组成员调查了2009.10-2010.9当浓缩倍率3.5倍时，水组三期循环水水质报告：项目10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月SO42-mg/l550580610550580580580550550610550610图表析出否否否否否否否否否否否否不会造成硫酸钙的析出。确认人贺虹确认时间2009.10.19确认地点水组实验室确认结果硫酸盐未析出确认结论非要因确认三循环水磷酸盐析出确认标准在浓缩倍率3.5倍时，三期循环水是否产生磷酸盐析出确认方法调查分析确认过程为了缓蚀、阻垢我们向循环水中加入聚磷酸盐，随着温度的升高及药剂在冷却系统中停留时间的增长，会部分水解为正磷酸盐，与钙

12、离子反应生成磷酸钙。根据： PH、温度因素钙因素+磷酸盐因素时，磷酸钙过饱和； PH、温度因素钙因素+磷酸盐因素时，磷酸钙未饱和。水组从2010.6开展三期循环水正磷酸盐含量检测，小组成员调查了2010.6-2010.9当浓缩倍率3.5倍时，水组三期循环水水质报告：项目6月7月8月9月PH7.57.47.57.5钙硬度mg/l20203020正磷酸盐mg/l1.62.61.51.9温度30404040对照磷酸钙饱和PH值下的（PH、温度因素）、（钙因素）、（磷酸盐因素）对照表中查得：项目6月7月8月9月PH、温度因素19.419.4219.719.7钙因素+磷酸盐因素11.03+9.35=20

13、.3811.03+9=20.0310.55+9.35=19.911.03+9.35=20.4关系结论未饱和未饱和未饱和未饱和确认人朱秀颖确认时间2009.10.19确认地点水组实验室确认结果磷酸盐未析出确认结论非要因确认四循环水氯离子含量高确认标准在浓缩倍率3.5倍时是否造成热力设备腐蚀，碳钢腐蚀速率0.125mm/a，317L腐蚀速率0.005mm/a。确认方法调查分析确认过程三期换热设备主要为凝汽器，管、板材质为317L，其附属管路材质为碳钢，我们在循环水前池挂碳钢、317L试片进行监督。小组成员调查了2009.10-2010.9当浓缩倍率3.5倍时，水组三期循环水水质报告Cl-含量，及循

14、环水碳钢、317L腐蚀速率：项目10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月Cl-mg/l1120779563941892852767732958106011241310碳钢腐蚀速率mm/a0.0170.030.0180.0210.120.0180.110.0560.0430.0720.0190.053腐蚀状况317L腐蚀速率mm/a0.000120.000090.000100.000130.000110.000120.000290.000650.000090.000620.000120.00007腐蚀状况从挂片腐蚀程度及腐蚀速率我们可以发现碳钢腐蚀、317L腐蚀在控制范围内，不会造

15、成热力设备泄漏。确认人王冬兰确认时间2009.10.19确认地点水组实验室确认结果腐蚀在控制范围内确认结论非要因通过对末端因素的逐条确认，我们确定造成三期循环水“浓缩倍率控制在3.5倍”进行排污的主要因素是：循环水碳酸盐析出。六、制定对策：1、提出对策：小组成员针对循环水碳酸盐析出这一要因，从各个角度提出改进的方法。循环水碳酸盐析出内部处理法加酸处理法弱酸阳离子处理法石灰处理法外部处理法旁流处理法小组成员对这四种方法逐一进行论证：方法一旁流处理法方法就是抽出部分循环水，经过稳定剂-旁流过虑联合处理，除去碳酸盐的过饱和微晶粒，再返送回系统的处理方法。三期循环水系统稳定剂-旁流过虑处理部分循环水处

16、理后部分循环水人员宿长松日期2010.10.22方法二石灰处理法（外部处理法）方法在循环水补充水中加入石灰，发生如下反应：CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2OCa（HCO3）2+Ca（OH）22 CaCO3+2H2O去除补充水中 Ca（HCO3）2，达到防止循环水碳酸盐析出的目的。补充水石灰循环水系统人员刘苑年日期2010.10.22方法三弱酸阳离子交换法（外部处理法）方法当循环冷却系统补充水通过弱酸离子交换器时发生以下交换反应：2RCOOH+ Ca（HCO3）2（RCOO-）2Ca+2CO2+2H2O2RCOOH+ Mg（HCO3）2（RCOO-）2Mg+2CO2+2H2O达到防止循环水

17、碳酸盐析出的目的。补充水弱酸离子交换器循环水系统检验人高绍山检验日期2010.10.22方法四加酸处理法（内部处理法）方法加酸处理法的原理是通过加酸降低水的碳酸盐硬度，其反应式如下：Ca（HCO3）2+2H+Ca2+2CO2+2H2OMg（HCO3）2+2H+Mg2+2CO2+2H2O达到防止循环水碳酸盐析出的目的。冷却塔酸检验人王庆检验日期2010.10.22小组成员对这四种方法进行综合评价：项目加酸处理离子交换法石灰处理法旁流处理法有效性可以达到防止碳酸盐析出的目的。可以达到防止碳酸盐析出的目的。可以达到防止碳酸盐析出的目的。可以达到防止碳酸盐析出的目的。可实施性设备简单，基建投资小，运行

18、费用低，劳动强度低。设备复杂，基建投资大，运行费用高，劳动强度大。劳动强度大，劳动环境差，基建投资大，运行费用低。设备复杂，基建投资大，运行费用高，劳动强度大。建设周期短长长长综合评价通过比较小组成员决定采用基建费用低、建设周期短的加酸法提高三期循环水浓缩倍率，防止碳酸盐的析出。加酸处理法。在应用加酸处理法时，一般采用盐酸或硫酸，小组成员对盐酸和硫酸处理性能进行比较。项目H2SO4HCl处理费用浓度98% H2SO4，750元/吨浓度32% HCl ，730元/吨储存不要求设备防腐要求设备防腐建设周期可利用现有设备，建设周期短现有设备进行防腐处理建设周期长对317L的侵蚀性低低反应生成物会形成

19、CaSO4溶解度高对水泥侵蚀低无是否采用由于使用H2SO4含有2H+比HCl含有1H+处理费用低，利用现有设备，而且不要求设备防腐，基建费用低，建设周期短，所以我们采用加硫酸法提高三期循环水浓缩倍率防止碳酸盐析出。从推导图中我们发现：当浓缩倍率超过5倍时补充水量的降低已不显著了，小组成员决定从目前的三期循环水浓缩倍率3.5倍时排污，提高到浓缩倍率5倍时排污。当浓缩倍率5倍时，由于Cl-x/ClBU-HT,X/HT,BU0.2水质是稳定的不会产生碳酸盐析出，即循环水中碳酸盐硬度与补充水中碳酸盐硬度比值HT,X/HT,BU5-0.2=4.8时，三期循环水水质稳定不会产生碳酸盐析出。由于HT,X/H

20、T,BU随循环水中碳酸盐硬度和补充水中碳酸盐硬度变化而变化，小组成员参考了国内同类型机组循环水加酸量，决定三期循环水加硫酸系统采用两台容积10m3硫酸贮存罐，安装管道直径25mm，计量泵最大流量40l/h。小组成员设计了三期循环水加硫酸系统图：硫酸贮存罐硫酸贮存罐计量泵计量泵计量泵计量泵三期循环水三期循环水小组成员对三期现有设备进行调查与设计要求进行比对：项目现有设计设备材质碳钢碳钢硫酸贮存罐容积m31010管道尺寸mm2525计量泵流量l/h1040是否适用计量泵流量小于设计流量，购置新计量泵，适用由于现有设备长期闲置，小组成员决定对管道、贮存罐、计量泵进行检查，如有缺陷进行更换。小组成员设

21、计三期循环水加硫酸系统检查流程图解体计量泵开始有无缺陷修复贮存罐注水有无系统排气有无缺陷放空修复有无启动计量泵有无缺陷有放空系统无吹干系统结束2、制定对策表序 号要 因对 策目 标措 施地 点完成时间负责人1三期循环水浓缩倍率3.5倍时，循环水碳酸盐析出三期循环水加入硫酸防止碳酸盐析出三期循环水浓缩倍率5倍排污时时，循环水中碳酸盐硬度与补充水中碳酸盐硬度比值即HT,X/HT,BU4.8水质稳定，无碳酸盐析出。1、根据三期循环水加硫酸系统图，安装系统设备。三期循环水加药间2010.10.26-2010.10.27李军2、根据三期循环水加硫酸系统检查流程图，进行系统调试。三期循环水加药间2010.

22、10.28-2010.10.29梁晓3、三期循环水加硫酸系统加入98%硫酸。三期循环水加药间2010.11.8-2010.11.8黄居鹏4、根据三期循环水碳酸盐硬度和补充水碳酸盐硬度，调整硫酸加药量。三期循环水加药间2010.11.9-2010.12.3王庆七、实施对策：要因 三期循环水浓缩倍率3.5倍时，循环水碳酸盐析出对策三期循环水加入硫酸防止碳酸盐析出措施一安装三期循环水加硫酸系统设备。负责人李军完成时间2010.10.27措施二三期循环水加硫酸系统设备调试完毕，三期循环水加硫酸具备投入条件。负责人梁晓完成时间2010.10.29措施三硫酸贮存罐加入m398%硫酸.负责人黄居鹏完成时间2

23、010.11.8措施四调整98%硫酸加药量。负责人王庆完成时间2010.11.18实施效果小组成员根据Cl-x/ClBU-HT,X/HT,BU0.2不断调整三期循环水硫酸加药量：项目11.911.1011.1211.1611.1711.1898%硫酸加药量l/h3035353535353.853.954.24.54.85.1A3.73.94.054.454.74.95-A0.150.050.150.050.10.15结论三期循环水加入硫酸后-A0.2水质稳定，当浓缩倍率达到5.1倍5倍时，HT,X/HT,BU4.954.8，三期循环水水质稳定无碳酸盐析出。八、效果检查：1、对策实施后，小组成员

24、调查了2010.11-2011.10三期循环水水质报告及排污量： 日期项目11月 12月1月2月 3月 4月5月浓缩倍率5倍排污量（吨）2743801693734391346234884926353碱度+硬度1800mmol/l排污量（吨）036300123800浊度40NTU排污量(吨)0000022360 日期项目 6月7月8月 9月 10月累计（吨）月均排污量浓缩倍率5倍排污量（吨）236972893820471287472835531879989碱度+硬度1800mmol/l排污量（吨）0010631865375282812浊度40NTU排污量（吨）698672186572438647

25、233212192010.11-2011.10三期循环水排污浓缩倍率5倍，月均排污量=318799/12=26567吨/月。 制图：高绍山 时间：2011.11.10小组成员调查了2010.11-2011.10三期循环水补水量我们发现通过小组活动后，三期循环水月均补水量降为为526172吨/月。 制图:高绍山 时间：2011.11.10由柱状图可见小组活动目标完成了。2、经济效益：项目2010.11-2011.10三期循环水加硫酸后产生经济效益降低三期循环水补水费用（元）（活动前月均补水量-活动后月均补水量）*12*补充水费=（584855-526172）*12*1.4=985874.4（元）

26、降低循环水处理药剂费用（元）（活动前月均补水量-活动后月均补水量）*12*循环水药剂处理费用=（584855-526172）*12/10000*1600=112671（元）加硫酸费用（元）硫酸用量*硫酸单价=395.33*750=296497.5（元）累计产生经济效益（元）降低三期循环水补水费用（元）+降低循环水处理药剂费用（元）-加硫酸费用（元）=985874.4+112671-296497.5=802047.9（元）80（万元）九、制定巩固措施：1、制定巩固措施：序号标准化落实人时间1、修订陈热化学系统图集三期循环水加硫酸系统图。编号：Q/CR111072011H01刘苑年2011.11.102、修订陈热运行规程三期循环水浓缩倍率3.5倍排污，变更为三期循环水浓缩倍率5倍排污。编号：Q/CR1110820111002宿长松2011.11.103、修订陈热化学检修规程三期循环水加硫酸系统检修规程。编号：Q/CR1110620111003王庆2011.11.104为了更好监督三期循环水质，化学综合班三期循环水水质简化分析由每周一次，更改为每周两次。高绍山2011.11.102、巩固措施执行情况小组成员对巩固措施执行情况进行了调查：序号项目1、三期循环水加硫酸系统图加入陈热化学系统图集编号：Q/CR111072011H012、三期循环水浓缩倍率5倍时排