火電廠節(jié)水技術(shù)路徑與管理措施探討

陳溫良

大唐鞏義發(fā)電有限責(zé)任公司，河南鞏義 451261

我國(guó)水資源相對(duì)匱乏，而國(guó)內(nèi)的火電廠用水量每年占比達(dá)到工業(yè)用水的一半，排出的廢水量巨大。耗水量過(guò)大不僅讓火電廠的生產(chǎn)成本提高，同時(shí)排出的廢水不利于環(huán)境保護(hù)，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，火電廠深度節(jié)水技術(shù)使得水資源在電廠內(nèi)最大限度的使用和回收，盡量減少?gòu)U水排放量。通過(guò)提高循環(huán)水的濃縮倍率、加大對(duì)中水的處理力度、實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水精的優(yōu)化處理技術(shù)等措施，大大減少?gòu)U水排放量，對(duì)于火電廠的運(yùn)營(yíng)效益有著重要意義，同時(shí)也對(duì)環(huán)境保護(hù)有著不可估量的作用。

1 節(jié)水技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1.1 循環(huán)水高濃縮倍率運(yùn)行

循環(huán)水濃縮倍率是火電廠節(jié)水的重要環(huán)節(jié)，提高其倍率，不僅對(duì)于節(jié)約用水有決定性的意義，同時(shí)還可以降低循環(huán)水系統(tǒng)的污水排放量。目前，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍率基本維持在7左右，個(gè)別國(guó)家的先進(jìn)系統(tǒng)能夠達(dá)到零排污，而我國(guó)火電廠的循環(huán)水濃縮倍率卻只有4左右，技術(shù)水平有待進(jìn)一步的提高[2]。提高循環(huán)水濃縮倍率的關(guān)鍵技術(shù)，是控制科學(xué)控制水中碳酸鹽含量，通過(guò)加酸、RO反滲膜過(guò)濾、樹脂離子交換等方式達(dá)到目的，而后在加入一定比例的阻垢劑和緩蝕劑，進(jìn)一步保證水系統(tǒng)的循環(huán)保持穩(wěn)定。

（1）加酸處理。進(jìn)過(guò)技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)階段我國(guó)大部分的火電廠通過(guò)在循環(huán)水中加酸的方式進(jìn)行處理，通過(guò)加酸來(lái)中和水中的堿性離子，從而控制水體的酸堿值，達(dá)到提高循環(huán)水濃縮倍率的目的。粗濾估算中等產(chǎn)能的火電廠，通過(guò)加酸中和的技術(shù)手段，年節(jié)約經(jīng)費(fèi)可達(dá)百萬(wàn)元之多。

（2）石灰軟化、RO反滲膜預(yù)處理。我國(guó)北方地區(qū)的水中，鈣離子含量高水質(zhì)硬，在工業(yè)用水投入到循環(huán)系統(tǒng)使用之前，投入適量的石灰對(duì)水進(jìn)行軟化的預(yù)處理，在輔助加酸處理控制沉淀產(chǎn)生，能夠取得較好的效果，能夠?qū)⒀h(huán)水的濃縮倍率維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而通過(guò)RO反滲膜的處理，將水進(jìn)行脫鹽、滅菌等一系列的預(yù)處理，可以在源頭上控制水質(zhì)，達(dá)到甚至高于火電廠的用水標(biāo)準(zhǔn)。

（3）弱酸性離子樹脂處理。當(dāng)前技術(shù)條件下，火電廠實(shí)現(xiàn)“零排放”多采用弱酸樹脂軟化技術(shù)，來(lái)降低循環(huán)水中的碳酸鹽含量，從而提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)。同時(shí)在循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)中，合理加入阻垢劑、殺菌劑等，防止結(jié)垢和微生物的繁殖，能夠取得較高的技術(shù)性價(jià)比。

1.2 提高中水的深度處理技術(shù)

中水也被稱為再生水，介于污水與自來(lái)水之間，是城市污水、廢水經(jīng)過(guò)一定處理后達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，能夠在一定的范圍內(nèi)使用。中水的再利用，對(duì)于解決水資源短缺，城市污水量日益增多有著重要的意義。對(duì)于水資源短缺的地方，或是城市規(guī)模較大、廢水排放量多的城市，加深中水處理技術(shù)，能夠?qū)λY源最大限度的循環(huán)利用有著重要意義。火電廠的中水回用，是節(jié)水減排的重要手段，中水中的大量磷、氯、氨氮離子和有機(jī)物，都會(huì)對(duì)管道和設(shè)備產(chǎn)生巨大的危害。而我國(guó)的中水回收利用的起步晚，但技術(shù)發(fā)展較為迅速。當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)城市的中水處理是物理處理同生物處理相結(jié)合的工藝，同時(shí)也設(shè)計(jì)有RO反滲膜處理。

對(duì)于北方地區(qū)水質(zhì)較硬的二級(jí)出水，可以加入一定比例的石灰，混合吸附水中的磷和有機(jī)物等。在通過(guò)改造凝汽系統(tǒng)后，火電廠將自身排出二級(jí)污水經(jīng)過(guò)深度處理后，通過(guò)冷凝系統(tǒng)將凈化后的水冷去作為系統(tǒng)的補(bǔ)充用水[1]。通過(guò)澄清和V型過(guò)濾池、二氧化氯消毒后的中水，其水質(zhì)能夠達(dá)到火電廠水循環(huán)系統(tǒng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，這樣的水循環(huán)使用系統(tǒng)，不僅緩解了其用水供給的矛盾，也會(huì)大大降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。對(duì)于水質(zhì)不夠理想的二級(jí)出水，可以額外添加生物濾池來(lái)降級(jí)氨氮及COD的含量。

隨著超濾反滲膜工藝的普及，膜產(chǎn)品的價(jià)格逐年降低，使得超濾可以在水過(guò)濾工藝中廣泛應(yīng)用。反滲膜工藝可分為兩種，即為壓力式和浸沒式。浸沒式超濾是將濾膜直接接觸中水，將整膜直接放入需要過(guò)濾的水中，使用過(guò)濾泵抽吸的模式工作，從而達(dá)到水中溶解物和液體分離的目的。浸沒式過(guò)濾具受水質(zhì)影響不大，水量波動(dòng)對(duì)膜功能影響小的特點(diǎn)，產(chǎn)出的過(guò)濾水具有水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，現(xiàn)階段已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流。浸沒式的超濾能夠去除水中90%以上的內(nèi)溶解物[2]，能夠滿足火電廠水循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充用水的進(jìn)水要求，效果顯著應(yīng)用前景廣闊。

1.3 凝結(jié)水深度處理

凝結(jié)水的深度處理也是優(yōu)化系統(tǒng)中水循環(huán)的重要步驟，合適的樹脂再生分離技術(shù)是其中的技術(shù)要點(diǎn)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的技術(shù)主流是采用混床+錐斗分離法，或者是混床+高塔分離法，二者有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇的時(shí)候應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件合理選擇，以期達(dá)到最優(yōu)配置[3]。凝結(jié)水深度處理的大力推廣，越來(lái)越受到更多火電廠的關(guān)注。因此，不僅可以大幅度降低酸堿消耗量，同時(shí)能夠減少?gòu)U水的排放量，及各種鹽類的產(chǎn)生。

2 關(guān)鍵環(huán)節(jié)管理

2.1 節(jié)水基礎(chǔ)措施管理

電廠應(yīng)成立以總工程師為領(lǐng)導(dǎo)的小組，成立水務(wù)管理組，全面管理整個(gè)電廠的水務(wù)工作。積極引進(jìn)成熟的新技術(shù)，優(yōu)化廠內(nèi)的水循環(huán)工藝，合理的利用廠內(nèi)廢水，減少?gòu)U水的排放量；在全長(zhǎng)范圍內(nèi)制定用水管理制度，全面掌握各部門的用水情況，若條件許可的情況下，對(duì)用水情況記入績(jī)效考核的范圍；設(shè)置專門的負(fù)責(zé)人，定期校正水表，保證其計(jì)量數(shù)字的準(zhǔn)確。定期的巡查，預(yù)防滴漏造成的浪費(fèi)；開關(guān)水務(wù)管理的專題會(huì)議，讓全體員工都有節(jié)水意識(shí)。對(duì)于廠內(nèi)水循環(huán)組的工作人員，要提高其成本管理意識(shí)，力求以最低的耗水量滿足生產(chǎn)用水。

2.2 合理優(yōu)化設(shè)備的使用

在火電廠的水循環(huán)系統(tǒng)中，鍋爐的排污是否徹底決定了補(bǔ)水量的不同。進(jìn)入鍋爐前的水，經(jīng)過(guò)脫鹽處理，及冷凝節(jié)水深度處理后，將水質(zhì)的硬度大大降低，能夠讓熱力系統(tǒng)的水汽品質(zhì)達(dá)到較高的質(zhì)量。通過(guò)熱力化學(xué)的實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)鍋爐的排污能力，及時(shí)科學(xué)進(jìn)行的調(diào)整，將排污的方式改為間歇式或是低流量連續(xù)開啟，將有效的減少水量的損耗和鍋爐的熱損失；對(duì)于耗水量巨大的部門，將其廢水冷卻后回收利用，對(duì)于直排式的用水部門的排水回收，建立新的冷卻池，配備數(shù)量合理的循環(huán)水泵，實(shí)現(xiàn)排水冷卻在利用，有效地減少水資源的消耗量；控制閥門的內(nèi)漏，電廠內(nèi)的管道眾多，因此要有數(shù)量可觀的閥門，內(nèi)漏問題普遍存在。電廠應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)，定期排查，最大限度地控制閥門的內(nèi)漏問題。

2.3 除鹽系統(tǒng)應(yīng)依靠計(jì)算機(jī)控制

很多火電廠的鍋爐除鹽系統(tǒng)，都是依靠人工計(jì)算，手動(dòng)添加除鹽劑操作，其過(guò)程難免存在問題。在條件容許的情況下，應(yīng)引入先進(jìn)的科學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整條水循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，依靠計(jì)算機(jī)采樣，及時(shí)分析水質(zhì)變化，從而能夠精準(zhǔn)的投放除鹽劑。不僅能夠減少除鹽劑的使用，減少因樹脂失效滯后更換，造成的自用水量的增加，精準(zhǔn)有效控制生產(chǎn)成本[4]。

2.4 優(yōu)化設(shè)備冷卻用水和生活用水管理

通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出全廠需要采用水直接冷卻的設(shè)備，加強(qiáng)日常的管理，應(yīng)做到“開機(jī)走水，關(guān)機(jī)關(guān)水”，杜絕流水不停的情況。火電廠的生活用水應(yīng)專門設(shè)計(jì)管道，同工業(yè)用水區(qū)分管道獨(dú)立供應(yīng)。

2.5 水質(zhì)預(yù)先處理

不同地區(qū)的水質(zhì)不盡相同，很多火電廠的用水需要預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理，廢水大部分直接排放，在沒有濾池空氣擦洗時(shí)，其懸浮物會(huì)存在超標(biāo)的情況，既不利于環(huán)境保護(hù)，也極大低浪費(fèi)了水資源。將水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)改造，使制水后的廢水進(jìn)行回收利用，用于綠化或是路面的清洗，提高水資源的利用率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨著火電廠的產(chǎn)能擴(kuò)大，水資源的不斷匱乏，節(jié)水減排是所有火電廠必須直接面對(duì)的問題，不同地區(qū)的企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身所處客觀環(huán)境，采用物化處理的中水回收技術(shù)，以此減少有機(jī)物和氨氮等元素的排放量；反滲透膜的價(jià)格逐步降低，因過(guò)濾高效、性價(jià)比高的特點(diǎn)，值得借鑒使用，同時(shí)加強(qiáng)廠內(nèi)水資源循環(huán)再利用，改進(jìn)水汽循環(huán)系統(tǒng)，也能夠大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。提高循環(huán)水濃縮倍率是節(jié)約水資源、降低運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵步驟，我國(guó)的技術(shù)正在飛速發(fā)展，提供了技術(shù)上的保證。企業(yè)的管理人員，應(yīng)提前布控緊跟時(shí)代潮流，做好水循環(huán)的再利用，不僅對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義，對(duì)于企業(yè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)的有力保證。也是符合國(guó)家環(huán)保政策，保證社會(huì)長(zhǎng)久發(fā)展的有力舉措，值得大力的推廣應(yīng)用。