熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)改造

戴傳華 劉紅梅

濟(jì)寧金威熱電有限公司 山東 濟(jì)寧 272300

0 前言

金威熱電廠有四臺發(fā)電機(jī)組，每臺15MW、發(fā)電量共計60MW。有兩臺自然通風(fēng)雙曲線式冷卻塔，循環(huán)水量總計為14400m3/h，保有水量為8000 m3。自2004年投產(chǎn)以來，由于兩個冷卻塔的回水管相通，四臺循環(huán)泵的吸水口共用一個吸水井，企業(yè)用電量較大，四臺機(jī)組不可能同時停下來，一直未做有效處理；同時冷卻塔緊靠焦化廠和運(yùn)煤馬路，外部環(huán)境較差，并和養(yǎng)魚池相通；冷卻塔有嚴(yán)重的腐蝕問題和生物粘泥問題，因腐蝕問題容易造成凝汽器銅管泄漏，由于循環(huán)水有生物粘泥，凝汽器銅管每周都需要膠球清洗，金威熱電廠每年夏季都需找清洗公司用高壓水槍清洗，使檢修費(fèi)用增加，發(fā)電量下降。因?yàn)槟骼鋮s不下來，冷油器天熱時不得不加生水冷卻，造成用水量增加。針對這些問題，對整個循環(huán)水系統(tǒng)做了全面調(diào)研，采取兩種措施即切斷魚池與冷卻塔的連接，和采用化學(xué)加藥的辦法，以期提高金威熱電廠水資源的利用率和凝汽器的真空度，達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)供電。

1 金威熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)

表1為金威熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。

表1 金威熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

表2 金威熱電廠補(bǔ)充水水質(zhì)

2 水處理技術(shù)方案

2.1 殺菌剝離清洗

冷卻水處理除解決系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢控制外，還需對水中的微生物實(shí)行控制。循環(huán)水中澡類和細(xì)菌是循環(huán)水中的有害物質(zhì)，會在水中產(chǎn)生一種膠狀、粘性的會吸附管壁造成沉積物，這些沉積物覆蓋在設(shè)備表面，降低了冷卻效果，阻止水處理藥劑在金屬表面發(fā)揮作用，形成沉積物下腐蝕（垢下腐蝕）。殺菌剝離其目的是去除附著在系統(tǒng)中的粘泥附著物和粘泥，使其切斷對藥劑的隔絕作用，為此一個綜合的微生物控制方案能使換熱器表面保持干凈，并最大程度地提高熱傳遞效率，所以微生物控制的好壞對循環(huán)水的處理意義重大，要達(dá)到理想的微生物抑制效果，必須進(jìn)行不間斷的控制。完整的微生物控制方案通常用氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌剝離劑相結(jié)合的配方，以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，避免細(xì)菌抗藥性，提高殺菌率，使藥劑最大限度發(fā)揮其緩蝕阻垢作用。

2.2 殺菌劑投加點(diǎn)及注意事項

A、為節(jié)約藥劑用量，集水池水位應(yīng)降至最低安全水位。

B、投入粘泥剝離劑濃度為200mg/l進(jìn)行殺菌剝離。

C、HC-3002氧化性殺菌劑、HC-3004高效粘泥剝離劑都采用一次性投加至冷卻塔水池或吸水井。在投加殺菌劑之前，如系統(tǒng)處于高濃縮倍數(shù)狀態(tài)下，則系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)降低濃縮倍數(shù)，然后密閉運(yùn)行24-48小時后，視循環(huán)水濁度情況進(jìn)行適當(dāng)置換排放。觀察冷卻塔頂部配水裝置和塔內(nèi)壁的粘泥、菌藻的去除情況，不斷測試循環(huán)水濁度變化，若濁度在2～4小時不變，可通過開大補(bǔ)充水及排污閥等措施進(jìn)行置換排放，否則，剝離下來的微生物粘泥，仍留在系統(tǒng)中，不但會再沉積到設(shè)備金屬表面，而且會成為微生物的接種源，為微生物繁殖提供有利的場所。

需測試項目：循環(huán)水濁度，1次/2h；循環(huán)水pH值，1次/h。

2.3 金威熱電廠正常運(yùn)行時的加藥方案

（1）合理利用阻垢緩蝕劑：應(yīng)投加濃度50mg/l的阻垢緩蝕劑HC-2004。在進(jìn)行基礎(chǔ)投加后，應(yīng)在系統(tǒng)中用加藥裝置連續(xù)均勻地加入，用以維持藥劑濃度的平穩(wěn)。若藥劑濃度波動較大，則循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行不利，濃度低影響藥劑使用效果，濃度高則浪費(fèi)藥劑。

（2）正確使用殺菌劑：氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑交替使用。

氧化性殺菌劑，投加濃度200mg/l，頻率每周投加一次。

非氧化性殺菌劑，投加濃度200mg/l，頻率每周投加一次。

表3 金威熱電廠水質(zhì)管理控制指標(biāo)及分析頻率

3 水處理技術(shù)應(yīng)用后的效果

金威熱電廠的循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)過殺菌剝離、清洗后，現(xiàn)能正常投加水處理藥劑，運(yùn)行良好，水質(zhì)各項分析監(jiān)測數(shù)據(jù)基本控制在正常指標(biāo)范圍內(nèi)，濃縮倍率控制為2.5-3之間。市技術(shù)監(jiān)督局對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了腐蝕速率監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表4。從監(jiān)測結(jié)果來看，金威熱電廠的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行良好，黃銅腐蝕速度在合格的正常范圍內(nèi)。

表4 金威熱電廠系統(tǒng)腐蝕速率監(jiān)測［1］

循環(huán)水水處理技術(shù)在金威熱電廠半年來的應(yīng)用，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)行指標(biāo)均正常，都達(dá)到并優(yōu)于國標(biāo)GBJ50－83和中國石油天然氣股份有限公司煉油化工企業(yè)工業(yè)水管理制度。

4 循環(huán)水處理后經(jīng)濟(jì)效益評估

4.1 煤耗可降低

根據(jù)發(fā)電廠等效熱降理論計算可知，每當(dāng)真空提高1%，汽輪機(jī)效率可提高1%，全廠效率也可提高1%。由上述數(shù)據(jù)可知，2010年9～10月份的真空比2009年同期真空值平均-86KPa提高了-7KPa，真空度提高了8.5%。全年預(yù)計，真空度平均提高可在10.25%以上，其汽輪機(jī)效率和全廠效率也將提高10.25%，金威熱電廠全年煤耗款達(dá)2000多萬元，由循環(huán)水改造提高的效率就可節(jié)約款項2000×10.25%=205（萬元），帶來了電廠煤耗的降低，由此提高了全廠經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 可減少排污量和節(jié)約新水量

金威熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)改造后，濃縮倍數(shù)得到大大提高，從處理前的2.0提高到現(xiàn)在的3.0，由表5可知，排水量由處理前的138m3/h降低到現(xiàn)在的69m3/h，可減少排污量69m3/h，一年按運(yùn)行8000h計算，可減少排污水達(dá)55.2萬m3，補(bǔ)充水量可由處理前的276m3/h降低到現(xiàn)在的207m3/h，節(jié)水69m3/h，一年也按運(yùn)行8000h計算，可節(jié)約用水55.2×104m3。在水資源日益緊缺的今天，節(jié)水就是最大的效益。

表5 金威熱電廠濃縮倍數(shù)與補(bǔ)水、排污的關(guān)系（循環(huán)水量：14400m3/h）

4.3 可節(jié)約檢修費(fèi)用

循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)過化學(xué)處理后，腐蝕速度降低到現(xiàn)在的0.005mm/a（銅管），改造后銅管壽命可延長10年以上。一年節(jié)約的清洗費(fèi)用高達(dá)20萬元。由于銅管泄漏減少了，也避免了循環(huán)水對凝結(jié)水的污染，節(jié)約了除鹽水，減少化學(xué)補(bǔ)充水的使用，提高了全廠的經(jīng)濟(jì)效益。

5 處理后存在問題和下一步整改建議

金威熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)水處理技術(shù)應(yīng)用后，效果雖然良好，但仍然存在些許的問題，通過這次改造發(fā)現(xiàn)在硬件方面缺少旁濾裝置，在軟件方面缺少有效的監(jiān)督和管理，對水處理藥劑缺乏有效的監(jiān)督和檢驗(yàn)，沒有建立設(shè)備腐蝕狀況記錄等等。針對這些情況建議金威熱電廠：

（1）為進(jìn)一步提高水處理效果，建議增設(shè)旁濾裝置。增設(shè)旁濾裝置雖然一次性投資較大，但運(yùn)行費(fèi)用低，循環(huán)水處理效果好。在回用管上使循環(huán)水量的2～5%能流經(jīng)旁濾裝置就可有效除掉循環(huán)水中懸浮的藻類、微生物的尸骸及污垢，有效降低循環(huán)水的濁度。

（2）加強(qiáng)水處理藥劑的監(jiān)督和檢驗(yàn)。嚴(yán)把藥劑質(zhì)量關(guān)，對進(jìn)廠的每一批藥劑都進(jìn)行化驗(yàn)監(jiān)督，確保電廠利用的是高質(zhì)量水處理藥劑，提高水處理效率。

（3）建立有效的水處理藥劑監(jiān)督和檢驗(yàn)。嚴(yán)格按照加藥方案進(jìn)行加藥，并做好日常的循環(huán)水化驗(yàn)監(jiān)督，根據(jù)水質(zhì)變化情況及時排污換水，控制濃縮倍率，保證循環(huán)水不結(jié)垢，不腐蝕設(shè)備，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（4）建立設(shè)備腐蝕狀況記錄。在機(jī)組大修時采集垢樣，做垢樣組成分析，記錄設(shè)備腐蝕狀況，為調(diào)整水處理配方提供真實(shí)有力的依據(jù)。

總之，經(jīng)過這次技術(shù)改造，可節(jié)約資金共計約500萬元，對于金威熱電廠來說，改造創(chuàng)造了效益，也找出了現(xiàn)在存在的問題和提出了下一步整改建議。

［1］中國石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部.冷卻水分析和試驗(yàn)方法［S］.1994.