调相机循环冷却水阻垢剂筛选实验及静态阻垢性能评估

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23121

发电技术 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 353-360.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.23121

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调相机循环冷却水阻垢剂筛选实验及静态阻垢性能评估

李国斌¹, 张亮¹, 谢强², 胡自书¹, 夏忠林², 赵举¹, 张玉玲², 马双忱²

^1.国网新疆电力有限公司电力科学研究院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830099
^2.华北电力大学(保定)环境科学与工程系，河北省保定市 071003

收稿日期:2024-02-13 修回日期:2024-05-08 出版日期:2025-04-30 发布日期:2025-04-23
作者简介:李国斌(1990)，男，高级工程师，研究方向为循环冷却水控制，lgbyn1001@163.com；
马双忱(1968)，男，博士，教授，研究方向为废水零排放、水汽系统化学，本文通信作者，msc1225@163.com。
基金资助:
中央引导地方科技发展资金项目(236Z3703G)

Screening Experiments and Static Scale Inhibition Performance Evaluation of Scale Inhibitors for Synchronous Condenser Circulating Cooling Water

Guobin LI¹, Liang ZHANG¹, Qiang XIE², Zishu HU¹, Zhonglin XIA², Ju ZHAO¹, Yuling ZHANG², Shuangchen MA²

^1.State Grid Xinjiang Electric Power Corporation, Urumqi 830099, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
^2.Department of Environmental Science and Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei Province, China

Received:2024-02-13 Revised:2024-05-08 Published:2025-04-30 Online:2025-04-23
Supported by:
Central Government Guides Local Science and Technology Development Fund Projects(236Z3703G)

摘要/Abstract

摘要：

目的调相机循环冷却水在运行过程中由于浓缩效应导致换热器与冷却水填料出现结垢，影响调相机的安全稳定运行。为了解决循环冷却水的结垢问题，需要添加各种阻垢剂来缓解结垢趋势。方法为探究不同配方阻垢剂在不同工况下的阻垢效果，通过极限碳酸盐沉积法和极限碳酸盐浓缩倍率法对PBTCA、HEDP、LQ-8531、TQ低膦阻垢剂、TQ阻垢剂进行阻垢性能评价。利用自制阻垢实验台探究了温度、硬度、添加量对5种阻垢剂阻垢性能的影响。结果综合评估得出LQ-8531在5种阻垢剂中阻垢性能最优，其在高硬度高温度环境中也能维持较高的阻垢效率。结论研究结果可为高温高盐地区换热设备循环冷却水阻垢剂选型提供有价值的参考。

关键词: 调相机, 换流站, 循环水阻垢, 静态筛选实验, 静态阻垢模拟, 性能评估

Abstract:

Objectives During the operation of the circulating cooling water of the regulating camera, the concentration effect leads to the scaling of the heat exchanger and the cooling water packing, which affects the safe and stable operation of the regulating camera. Methods In order to solve the scaling problem of circulating cooling water, it is necessary to add various scale inhibitors to alleviate the scaling trend. In order to explore the scale inhibition effect of different formulations of scale inhibitors under different working conditions, the scale inhibition performance of PBTCA, HEDP, LQ-8531, TQ low phosphine scale inhibitors and TQ scale inhibitors was evaluated by limiting carbonate deposition method and limiting carbonate concentration ratio method. The effects of temperature, hardness and dosage on the scale inhibition performance of five kinds of scale inhibitors were studied by using self-made scale inhibition test bench. Results The comprehensive evaluation shows that LQ-8531 has the best scale inhibition performance among the five scale inhibitors, and it can maintain high scale inhibition efficiency in high hardness and high temperature environment. Conclusions The research results provide a valuable reference for the selection of scale inhibitor for circulating cooling water of heat exchange equipment in high temperature and high salt area.

Key words: synchronous condenser, converter station, circulating water scale inhibition, static screening experiments, static scale inhibition simulation, performance evaluation

中图分类号:

TK 01

李国斌, 张亮, 谢强, 胡自书, 夏忠林, 赵举, 张玉玲, 马双忱. 调相机循环冷却水阻垢剂筛选实验及静态阻垢性能评估[J]. 发电技术, 2025, 46(2): 353-360.

Guobin LI, Liang ZHANG, Qiang XIE, Zishu HU, Zhonglin XIA, Ju ZHAO, Yuling ZHANG, Shuangchen MA. Screening Experiments and Static Scale Inhibition Performance Evaluation of Scale Inhibitors for Synchronous Condenser Circulating Cooling Water[J]. Power Generation Technology, 2025, 46(2): 353-360.

图/表 12

图1 阻垢剂筛选实验装置图

Fig. 1 Experimental setup for scale inhibitor screening

表1 阻垢剂阻垢性能测试实验试剂

Tab. 1 Reagents for scale inhibition performance testing

实验试剂	纯度	生产厂家
氢氧化钾	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
盐酸	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
十水合四硼酸钠	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
钙—羧酸指示剂	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
碳酸氢钠	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
氯化钙	分析纯	天津科密欧化学试剂有限公司
EDTA标准滴定液	0.01 mol/L	天津科密欧化学试剂有限公司
PBTCA	质量分数50%	麦克林公司
HEDP	质量分数60%	麦克林公司
LQ-8531	—	中天兰清化工
TQ低磷阻垢剂	—	天庆化工
TQ无磷阻垢剂	—	天庆化工

表2 复配阻垢剂理化性质

Tab. 2 Physical and chemical properties of composite scale inhibitors

参数	LQ-8531	TQ低磷	TQ无磷
外观	棕色透明液体	黄色透明液体	黄色透明液体
唑类(C₆H₄NHN:N计)质量分数/%	0.29	0.27	0.53
磷酸盐(PO $4 3 -$ 计) 质量分数/%	12.88	5.97	1.06
亚磷酸盐(PO $3 3 -$ 计) 质量分数/%	0.03	0.155	0.10
正磷酸盐(PO $4 3 -$ 计) 质量分数/%	0.02	0.18	0.18
固体质量分数/%	39.59	34.77	36.36
密度(20 ℃)/(g/cm³)	1.200	1.174	1.171
pH值(1%水溶液)	2.37	2.24	2.09

表2 复配阻垢剂理化性质

Tab. 2 Physical and chemical properties of composite scale inhibitors

参数	LQ-8531	TQ低磷	TQ无磷
外观	棕色透明液体	黄色透明液体	黄色透明液体
唑类(C₆H₄NHN:N计)质量分数/%	0.29	0.27	0.53
磷酸盐(PO $4 3 -$ 计) 质量分数/%	12.88	5.97	1.06
亚磷酸盐(PO $3 3 -$ 计) 质量分数/%	0.03	0.155	0.10
正磷酸盐(PO $4 3 -$ 计) 质量分数/%	0.02	0.18	0.18
固体质量分数/%	39.59	34.77	36.36
密度(20 ℃)/(g/cm³)	1.200	1.174	1.171
pH值(1%水溶液)	2.37	2.24	2.09

图2 不同阻垢剂性能测试图

Fig. 2 Graphs of performance testing results of different scale inhibitors

图3 温度对阻垢效率影响

Fig. 3 Effect of temperature on scale inhibition efficiency

图4 水质硬度对阻垢性能的影响

Fig. 4 Effect of water hardness on scale inhibition performance

图5 阻垢剂添加量对阻垢性能的影响

Fig. 5 Effect of scale inhibitor dosage on scale inhibition performance

图6 PBTCA静态模拟实验效果图

Fig. 6 Effect of PBTCA in static simulation experiment

图7 LQ-8531静态模拟实验效果图

Fig. 7 Effect of LQ-8531 in static simulation experiment

表3 外冷循环水水质元素分析

Tab. 3 Elemental analysis of external cooling circulating water quality

测试元素	样品元素质量浓度/(mg/L)
Al	<0.02
Ca	98.74
Fe	<0.02
K	59.86
Mg	7.63
Na	236.08
P	2.24
S	9.08
Si	12.50

图8 垢样XRD分析图

Fig. 8 XRD analysis of scale samples

表4 各阻垢剂市场单价

Tab. 4 Market prices of different scale inhibitors

阻垢剂名称	价格/(元/kg)
PBTCA	9.7g
HEDP	10
LQ-8531	6
TQ低膦阻垢剂	13
TQ无磷阻垢剂	15

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调相机循环冷却水阻垢剂筛选实验及静态阻垢性能评估

Screening Experiments and Static Scale Inhibition Performance Evaluation of Scale Inhibitors for Synchronous Condenser Circulating Cooling Water

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