電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術(shù)研究

劉文婷

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，電力行業(yè)的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大，而在電廠生產(chǎn)過(guò)程中主要應(yīng)用水資源提供動(dòng)力，但是淡水資源作為不可再生能源處于日漸緊缺的現(xiàn)狀，很大程度上對(duì)廠的生產(chǎn)造成影響。相關(guān)調(diào)查顯示：工業(yè)用水占我國(guó)總用水量的60%，循環(huán)冷卻水用量占工業(yè)用水量的70%。由此可見(jiàn)，在電廠生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用先進(jìn)、高效的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術(shù)，可有效地促進(jìn)循環(huán)冷卻水的利用率，減少對(duì)水資源的消耗力度，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；節(jié)水技術(shù)；零排放

1.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術(shù)分析

（1）循環(huán)冷卻水旁流處理工藝

電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)用旁流處理工藝是為了能夠更好的防止水資源的浪費(fèi)，其主要原理是將循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生的有害雜質(zhì)清除，然后將排出的廢水通過(guò)再生處理后輸送到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中繼續(xù)使用。如此一來(lái)不僅促進(jìn)了水資源的重復(fù)利用率，還減少了污水的排放量，甚至可促使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零排放，發(fā)揮了良好的節(jié)能減排作用。

通過(guò)旁流處理工藝能夠有針對(duì)性的去除循環(huán)冷卻水中含有的、溶解固體和微生物等有害成分，從而確保冷卻水能夠得到實(shí)時(shí)的清潔。旁流處理工藝相比于污水再生回用工藝段相比，所需的成本投入更少。將其與化學(xué)處理方法相結(jié)合能夠有效的改善水質(zhì)，具有減緩腐蝕、抑制污垢的作用，可延長(zhǎng)設(shè)備的使用期限。此外，旁流處理工藝能夠明顯的降低系統(tǒng)的排污水量和補(bǔ)充水量。當(dāng)前電廠普遍應(yīng)用的新型三級(jí)旁流處理工藝，主要由“化學(xué)混凝纖維過(guò)濾—弱酸樹(shù)脂軟化—反滲透” 三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，不僅具有便捷性、功能性、經(jīng)濟(jì)型、可操作性，還能夠促使系統(tǒng)零排放運(yùn)行。

（2）循環(huán)冷卻水旁濾池節(jié)水技術(shù)

循環(huán)水通過(guò)換熱器中會(huì)產(chǎn)生大量的懸浮物質(zhì)，經(jīng)過(guò)沉降會(huì)聚集在裝置底部，或附著于金屬壁上，不僅會(huì)影響傳熱效果，甚至?xí)?duì)裝置造成腐蝕，所以必須要對(duì)循環(huán)水進(jìn)行處理。通常使用的方法就是增加排污量，但是需要補(bǔ)充大量的水源，這樣一來(lái)就增加了水資源的消耗。而旁濾池過(guò)濾法主要將循環(huán)水系統(tǒng)中部分冷卻水分流出來(lái)進(jìn)行過(guò)濾，將渾濁物體清除后排出，再將過(guò)濾后較為純凈的水送回循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其不僅能降低渾水的濁度，還能起到良好的節(jié)水作用。旁濾池過(guò)濾法的節(jié)水作用表現(xiàn)在：旁濾軟化處理能夠有效的降低循環(huán)冷卻水中鈣、硅濃度，繼而增強(qiáng)濃縮倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約減排的目的；促進(jìn)旁濾池反沖洗水的重復(fù)利用，能夠節(jié)省水資源的消耗；合理暫停旁濾池便可達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)，在水質(zhì)較好的情況下，暫停旁濾池也可節(jié)約水資源。

（3）提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)

在電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水應(yīng)用中，通過(guò)提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，便可降低補(bǔ)水量及排污量，從而達(dá)到更好的節(jié)水效果。循環(huán)水的含鹽量與補(bǔ)充水含鹽量的比值稱之為濃縮倍數(shù)。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，濃縮倍數(shù)作為衡量冷卻水循環(huán)利用率的主要標(biāo)準(zhǔn)，濃縮倍數(shù)高代表冷卻水循環(huán)利用率越高，而補(bǔ)充量和排放污量也會(huì)隨之降低，只要促使冷卻水的濃縮倍數(shù)上升，便能夠起到很好的節(jié)水效果，進(jìn)而促使經(jīng)濟(jì)效益的最大化。所以采用高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)可起到節(jié)水減排的功效。然而一旦濃縮倍數(shù)增加，循環(huán)水的含鹽量也會(huì)上升，從而增加凝汽器的腐蝕程度。通過(guò)添加酸、穩(wěn)定劑、石灰，或弱酸性氫離子交換樹(shù)脂處理技術(shù)，便可促進(jìn)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)的增加，從而降低污水排放量。

（4）高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水節(jié)水成套技術(shù)

中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院研制出高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水節(jié)水成套技術(shù)，不僅提升了冷卻水的重復(fù)利用率，還極大地減少了污水排放量。天津某電廠應(yīng)用此技術(shù)需構(gòu)建11000t/h循環(huán)量的冷卻水系統(tǒng)節(jié)水示范裝置，可對(duì)冷卻水中阻垢分散劑劑量、pH、電導(dǎo)率等進(jìn)行自動(dòng)控制，經(jīng)過(guò)3a 多的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)考核，其碳鋼腐蝕率小于0.03mm/a，污垢黏附速率低于10mcm，污垢熱阻小于1.22×10-4m2·K/W，濃縮倍數(shù)5.0-5.5，異養(yǎng)菌數(shù)小于1×105mL-1，總硬+總堿為1600mg/L，所有控制指標(biāo)都符合相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到了世界最先進(jìn)的節(jié)水水平。電廠應(yīng)用節(jié)水成套新技術(shù)獲得的效果是顯而易見(jiàn)的，不僅達(dá)到了節(jié)水的目的，還創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)已在天津各大電廠得到了普遍的應(yīng)用，每年可節(jié)省3.0×107t的水資源，并減少了污水的排放量，為電廠帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

（5）提升循環(huán)冷卻水水質(zhì)

提升循環(huán)冷卻水的水質(zhì)能夠有效的避免裝置被腐蝕，從而增加了設(shè)備的使用時(shí)間。循環(huán)冷卻水長(zhǎng)期反復(fù)地應(yīng)用，可增加沉淀物的堆積量，使得設(shè)備管道極易發(fā)生堵塞情況。主要應(yīng)用方式：添加緩蝕阻垢劑能夠促使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)提升，從而起到節(jié)水減排的作用。通過(guò)對(duì)當(dāng)前電廠循環(huán)水的實(shí)際情況，并將其中投放適量的緩蝕阻垢劑、殺菌劑等，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行有效的提升，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行合理、有效的控制，僅通過(guò)添加緩蝕阻垢劑便能夠保證工藝的有效運(yùn)行；對(duì)于較差的水質(zhì)進(jìn)行沖擊式投入殺菌滅藻劑后，前期可通過(guò)水質(zhì)置換法加快提升冷卻水的純凈度，等到水質(zhì)提升到一定標(biāo)準(zhǔn)后可應(yīng)用旁濾方式不斷的凈化水質(zhì)，從而減少污水的排放量。

（6）空氣冷卻技術(shù)

如電廠處于水資源較為匱乏的地區(qū)，或在氣候條件比較適合的地域，可對(duì)空氣冷汗缺技術(shù)進(jìn)行合理、有效的應(yīng)用，所以相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)該加快對(duì)空氣冷卻技術(shù)的普及，并促使整個(gè)工藝運(yùn)行更加的高效、經(jīng)濟(jì)。空氣冷卻技術(shù)主要是汽輪機(jī)凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)形成密閉循環(huán)，通過(guò)空氣講汽輪機(jī)的排汽進(jìn)行冷卻，從而避免水汽過(guò)多的蒸發(fā)。

（7）循環(huán)冷卻水的零排污

近年來(lái)工業(yè)總用水量與日俱增，對(duì)于循環(huán)冷卻水的應(yīng)用方面存在著巨大的潛力。當(dāng)前在電廠生產(chǎn)中主要通過(guò)提升濃縮倍數(shù)的方式進(jìn)行節(jié)水，但是隨著濃縮倍數(shù)的上升，就會(huì)增加循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕的概率，為了解決此問(wèn)題又開(kāi)始添加水穩(wěn)劑來(lái)降低腐蝕結(jié)垢的可能性。而循環(huán)冷卻水的零排污具體操作為：提高濃縮倍數(shù)到5-6運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)便可減少污水的排放；若濃縮倍數(shù)達(dá)到 5-6依然有少量污水進(jìn)行排放，便將污水通過(guò)凈化處理后作為補(bǔ)充水送回循環(huán)水系統(tǒng)中，繼而保證循環(huán)水系統(tǒng)的零排放；為了減少電廠成本的投入，最好的應(yīng)用方式就是將廢水實(shí)施生化處理后，再進(jìn)行深度處理后送回循環(huán)水系統(tǒng)中，便能夠?qū)崿F(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)、節(jié)約的零排污效果。

（8）循環(huán)水泵房的地溝水回用

在電廠循環(huán)水泵房?jī)?nèi)的地溝水來(lái)源包括：機(jī)泵冷卻水、閥門(mén)滲漏、機(jī)泵抽真空系統(tǒng)用的原水、少量地下水，綜合而言水質(zhì)相對(duì)比較純凈，可對(duì)其進(jìn)行循環(huán)使用，而且地溝水中主要成分就是循環(huán)水，回收利用更加的簡(jiǎn)便快捷。

（9）循環(huán)冷卻水排污水的再用

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中排除的廢水含有較多的鹽分，同時(shí)還有減少腐蝕結(jié)垢而投入的藥劑，而這些藥劑很多含有毒成分，所以在排污過(guò)程中要注意對(duì)藥劑的清理。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排污處理的關(guān)鍵在于降低污水的排放量，并減少污水處理所需的費(fèi)用，其中最好的方式就是除鹽或軟化。當(dāng)前在電廠中應(yīng)用的脫鹽處理裝置有四種：反滲透器、電滲析器、離子交換器、蒸汽壓縮蒸發(fā)器。

2.電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)查漏技術(shù)

在電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中采用查漏技術(shù)，能夠以最快的時(shí)間和有效的方法查出系統(tǒng)中出現(xiàn)的泄漏源，并采用有效的方式進(jìn)行補(bǔ)救，從而將故障帶來(lái)的損害程度降到最低，起到了良好的節(jié)水效果。相關(guān)研究通過(guò)譜圖配比法快速查漏新技術(shù)，在某電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中進(jìn)行查漏，取得了顯著的效果，可對(duì)其進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

3.電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的自動(dòng)加藥控制技術(shù)

對(duì)于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，冷卻水裝置的運(yùn)行還不夠穩(wěn)定，再加上外界溫度、濕度存在較大的波動(dòng)，冷卻水的濃縮倍數(shù)等水質(zhì)也存在著較大的變化，如通過(guò)人工控制難以獲得滿意的結(jié)果，所以為了保證冷卻水的水質(zhì)得到合理、有效的控制，便可應(yīng)用自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)。其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：水質(zhì)穩(wěn)定可控性極高，運(yùn)行過(guò)程更加經(jīng)濟(jì)、節(jié)約；節(jié)省藥劑的投放量，還能確保其發(fā)揮出良好的效用；科學(xué)增加循環(huán)水濃縮倍數(shù)，降低對(duì)水資源的消耗。

結(jié)束語(yǔ)：

水資源危機(jī)已成為全球性問(wèn)題，水是人類賴以生存的重要資源，節(jié)約用水、節(jié)能減排對(duì)于我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。尤其在電廠生產(chǎn)中普及節(jié)約理念是至關(guān)重要的，現(xiàn)階段對(duì)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術(shù)的研究已成為相關(guān)領(lǐng)域的重要課題。隨著科技的不斷發(fā)展，相信不久的將來(lái)可真正的得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]解豐波，曾令剛. 火力發(fā)電廠節(jié)水和廢水零排放技術(shù)研究[J]. 黑龍江科學(xué)，2015（6）：42-42.

[2]蔡世軍，趙新義，王瑩瑩. 循環(huán)冷卻水節(jié)水技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 工業(yè)水處理，2009，29（3）：4-8.