摘要：本文介绍了彭城电厂循环冷却水处理防腐、阻垢、杀菌的方法和原理，重点阐述了微生物的生长繁殖与控制以及“1227”的杀菌。
关键词：循环冷却水处理、“1227”杀菌剂
1 概述
彭城电厂循环冷却水系统采用闭式循环冷却系统，运河水经混凝、澄清、过滤作为循环冷却水的补充水。这种闭式循环冷却系统会存在以下问题：1）由于循环冷却水与空气充分接触，水中的溶解氧达到饱和状态，在凝汽器换热区（空冷及进水端低温区）存在腐蚀的可能； 2）由于CO2散失和盐类的浓缩，在凝汽器铜管和冷却塔的填料上会有结垢现象的发生；3）由于阳光照射充足、温度适宜、营养丰富为微生物滋生提供了较好的条件。因此，循环水处理主要是循环冷却水中投加各种化学药剂，应用物理、化学的方法，维持循环冷却水在一定的浓缩倍率下运行，并保持凝汽器铜管内及闭式循环冷却系统不结垢、不腐蚀、无藻类和微生物滋生。
循环冷却水系统（凝汽器换热区的管板和铜管）腐蚀可致使冷却水漏入水汽系统，造成水汽品质恶化及系统腐蚀、结垢和停机。为防止循环冷却水系统腐蚀的发生，凝汽器铜管选用HSn70-Ib管材，其不仅具有优良的导热性、良好的可塑性和必要的机械强度，而且是一种耐蚀性较强的铜合金：在根据水质合理选材的基础上，铜管的硫酸亚铁涂膜可以解决多种腐蚀问题，并改善耐冲刷性、降低点蚀敏感性，扩大铜管的水质适应范围：定期胶球清洗可以去除铜管内污垢，防止产生沉淀物下腐蚀：最后向循环冷却水系统中投加缓蚀剂控制腐蚀的发生。
2 杀菌原理
循环冷却水系统（主要为铜管）结垢，降低了系统的换热效果，从而使真空、负荷难以保证，增加煤耗及发电成本。为提高机组的经济运行水平，采用适宜的防垢处理—阻垢剂法；阴垢剂是一种聚合电解质，在水中电离产生的高价阴离子容易吸附（化学吸附与物理吸附）在微小的碳酸钙晶粒上，使晶粒表面上的表面电位向负方向移动，增大晶粒间的排斥力，阻止大颗粒的形成，使他们稳定地分散在水体中。同时，阻垢剂吸附于换热设备的壁面上，阻止颗粒在壁面上的沉积，即使发生沉积现象，沉积物与接触面也不能紧密相粘，只能形成疏松的沉积物，易被清除。除了具有分散作用外，阻垢剂还具有螯合作用，不仅与水中的Ca2+、Mg2+生成稳定的络合物，降低了水中Ca2+＼Mg2+的含量与沉淀的可能性；它还能与已形成的晶体金属离子进行表面螯合，使已形成的晶体失去晶核的作用，并使晶体结构发生畸变，产生内应力使晶体不能按次序继续生长，而生成易被水流冲刷分散的状态，从而提高晶核的溶解度。
循环水系统微生物的大量生长，有机物附着在凝汽器铜管内形成污垢，如同水垢一样，能导致凝汽器端差升高和真空下降，影响汽轮机出力和经济运行，并能引起铜管腐蚀。目前，我厂正常运行时，对循环冷却水补充水采用二氧化氯和氯气复合杀菌进行连续加药；对循环冷却水进行间断加药的方法杀菌，从春季开始杀菌处理，一直持续到秋季低温天气。二氧化氯杀菌效果受pH值影响小，能在pH6-9的范围有效杀灭微生物，因此用于循环冷却水等碱性水体处理时，二氧化氯比其它氯系消毒剂效果更好。二氧化氯还能有效杀灭多数藻类和贻贝、斑马纹贝等海生物。
然而，从投产至今的实际运行效果来看 ，投加有效的阻缓剂、维持一定的浓缩倍率而进行适当的排污，可有效防止系统的结垢与腐蚀，但是单单使用二氧化氯杀菌效果并不理想，绿色的青苔和藻类仍然在冷水塔水泥支柱上生长和繁殖。
影响微生物生长的因素通常有如下几点：（1）温度；大多数微生物生长和繁殖最合适的温度是20—30℃，高于35℃时，凝汽器中常见微生物大部分要死亡。（2）冷却水含砂量；当冷却水中夹带有大量的细砂等杂质时，会将有机物冲掉，铜管内不会有有机附着物，但铜管会有所磨损。（3）铜管的洁净度；相同条件下，不洁净的旧铜管内附着的有机物量约为洁净新铜管的4倍，因为新铜管壁上有一层铜的氧化物，它可以杀死微生物。（4）光照；水中常见微生物藻类的繁殖与光照强度有关。即光照越强，藻类越易繁殖。由于我们循环水系统与外界充分接触的自身特点，具有微生物生长繁殖的这种优越环境：水温常年在20—40℃之间，适宜微生物生长；充沛的水量和丰富的营养物质，为微生物生长提供可靠保证。冷水塔中阳光充足，特别适宜藻类的繁殖；冷却水中的饱和溶解氧，为好氧微生物提供了必要条件；冷却水中的代谢物—粘泥，为厌氧微生物提供了庇护场所。因此，我们经过澄清、过滤不含细纱的水系中大量微生物会迅速繁殖。同时，产生大量的代谢产物与尘土、泥砂、无机物等杂质混合成软泥性沉积物，好氧、厌氧微生物竟相生长。
如不能有效控制微生物生长，尤其藻类的生长，不仅影响汽轮机出力和经济运行，还会发生沉积物（粘泥）下腐蚀。首先，广温性的藻类生长和繁殖基本条件是：空气、水和阳光，其具有良好的生存环境，无机磷浓度0.01mg/l以上，就可大大提高了藻类的生长速度，恰巧我们的阻缓剂的分解为可能的微生物生长提供营养物质。另外，二氧化氯是一种强氧化型杀菌剂，同一种药剂不同微生物的杀菌效果可能不同；专用某种杀菌剂往往也会使微生物逐 渐产生抗药性，致使杀菌达不到预期效果，不同类型杀菌剂的混合使用还是很有必要的。
“1227”杀菌剂 — 十二烷基二甲基苄基氯化铵是一种季胺盐杀生剂，属非氧化性杀菌剂，是一种阳离子型表面活性剂，具有很强的渗透、扩散能力，它的阳离子易吸附在微生物表面上，与微生物细胞壁负电荷形成静电键，从而对细胞壁产生一种压力，破坏细胞的正常生命活动而死亡。“1227”不仅是一种杀生剂，也是一种粘泥、污垢剥离剂，在碱性PH范围内，它具有最佳的杀菌灭藻效果，可有效控制對二氧化氯产生抗药性的微生物生长、繁殖。
3 运行控制
2015年6月，我厂#1机循环冷却水系统进行了“1227”杀菌处理，#2循环冷却水系统未进行处理。当时两套系统水质无明显差别，但时隔不久“1227”的功效显现出来，经处理的#1塔的水质明显好于#2塔的，#2塔水质浑浊、藻类大量滋生，#1塔水质澄清且无藻类生长。同年11月因系统水质原因，进行了#2塔的“1227”杀菌处理，采用冲击处理法；使“1227”含量控制在200—250mg/l，按水系2万吨计算，在水塔出口管即循泵入口处，一次性直接投加4.5吨“1227”。杀菌处理过程中控制水位减少补水，并根据补水量补加“1227”，使“1227”含量在200—250mg/l范围内；达48小时。随后对水塔进行排污换水，1天后恢复了正常水质。由于加药会产生大量泡沫（已填加消泡剂的情况下），应控制水位不低于1.8米，以防止循循环冷却水泵体进空气影响冷却效果。
此次杀菌处理也遇到了问题；在“1227”杀菌灭藻能力得到极好印证的同时，水塔中大量藻类被剥离下来，进入循环冷却水系统，极易堵塞循泵及凝汽器真空的下降，危及了机组的安全运行。因此，在肯定“1227”杀菌灭藻能力的前提下，合理选择使用时机成极为关键。如前所述，微生物生长和繁殖，在相同的冷却水质、凝汽器铜管条件时，与水温、光照有关。夏季水温偏高而冬季寒冷，春、秋两季的温度最适宜微生特生长和繁殖。因此，春、秋两季的杀菌处理，能有效抑制微生物生长和繁殖，春季杀菌处理的效果能够得到保证。在冷却效果较差的夏季，不致于存在大量微生物生长和繁殖的现象，才能保证凝汽器的真空不会恶化；虽然，秋季杀菌处理的效果同样也能得到保证，但是，冬季不致有藻类脱落，堵塞循泵及凝汽器铜管，造成凝汽器真空的下降，危及了机组的安全运行。因此，在微生物迅速生长和繁殖来临前的春、秋季，混合使用二氧化氯与“1227”，进行循环冷却水系统的杀菌处理，不仅杀死了存活的微生物。同时，处理后的水系也不利于微生物的生长和繁殖了，使得杀菌并抑制其生长的目的得以实现。
“1227”杀菌剂的使用，同时也对发电成本产生了影响。单台机组一次杀菌大约消耗“1227”12吨，折合人民币12万元。但是，同期保证了机组效率，减少了水塔的排污量。单就排污来说，不仅有排污费用，还需大量补水的取水费和水处理费用。更何况还有机组真空、效率产生的无形利润。因此，无论在安全性方面，还是在经济性方面，“1227”杀菌剂的使用，都对机组运行产生积极的影响。
4 结束语
从我厂近些年的运行经验看，只要平时二氧化氯杀菌正常投用，每年只需在春季进行一次“1227”冲击杀菌处理，便可有效控制微生物的生长繁殖，确实解决藻类给循环冷却水系统带来的问题。
参考文献：
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[2] 李绍全 循环水冷却水用杀菌剂综述.工业用水與废水，2000，2：7-9.
[3] 吴蔚 杀菌灭藻剂的开发及应用.工业水处理，1997，4：1959-1966.
[4] 舒保华 氯和二氧化氯用在冷却水系统杀生剂的比较.武钢技术，1997，3：50-54.
（作者单位：徐州华润电力有限公司）