電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術研究

康阿青

（中冶東方工程技術有限公司，山東 青島 266000）

現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟建設進程的不斷推進，電力行業(yè)的規(guī)模也在不斷擴大，而在電廠生產(chǎn)過程中主要應用水資源提供動力，但是淡水資源作為不可再生能源卻處于日漸緊缺的狀態(tài)，很大程度影響電廠生產(chǎn)。所以在電廠生產(chǎn)過程中應該進行循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和零排放技術的應用，其可以有效地提高循環(huán)冷卻水的利用率，減少對水資源的消耗，進而為電廠創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 循環(huán)冷卻水節(jié)水的重要性

早期建設的電廠采用水力除灰渣系統(tǒng)，循環(huán)水的排污水常用于水力除灰渣系統(tǒng)，雖然做到了廢水綜合利用，但電廠耗水指標并沒有明顯減少。近期建設的電廠，為了節(jié)約水資源，多采用干式除灰渣系統(tǒng)，相比較于早期建設的電廠，除灰渣系統(tǒng)用水量大大減少，但為了減少外排水，大量的循環(huán)水排污水需要另覓利用的途徑。例如：2×660MW超臨界凝汽式汽輪發(fā)電機組，夏季循環(huán)水系統(tǒng)用水量為122600m3/h，蒸發(fā)損失為1.5267%，風吹損失為0.05%：兩項耗水量為1933m3/h，再加上排污水量，每小時排水超過2500m3/h。以上數(shù)據(jù)充分說明了電廠是一個耗水大戶，因此選擇合適的循環(huán)冷卻水方案非常關鍵，既可以保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)安全可靠運行，又能大量節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染。

2 電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術要點分析

2．1 循環(huán)冷卻水旁濾池節(jié)水技術

循環(huán)水通過換熱器會產(chǎn)生大量的懸浮物質，經(jīng)過沉降會聚集在裝置底部，或附著于金屬壁上，不僅會影響傳熱效果，甚至會對裝置造成腐蝕，所以必須要對循環(huán)水進行處理。通常使用的方法就是增加排污量，但是需要補充大量的水源，這樣一來就增加了水資源的消耗。而循環(huán)水旁濾過濾法主要將循環(huán)水系統(tǒng)中部分冷卻水分流出來進行過濾，將渾濁物體清除后排出，再將過濾后較為純凈的水送回循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其不僅能降低循環(huán)水的濁度，還能起到良好的節(jié)水作用。

2．2 實施高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水節(jié)水成套技術，提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)

某化工研究設計院研制出高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水節(jié)水成套技術，不僅提升了冷卻水的重復利用率，還極大地減少了污水排放量。某電廠應用此技術需構建11000t/h循環(huán)量的冷卻水系統(tǒng)節(jié)水示范裝置，可對冷卻水中阻垢分散劑劑量、pH、電導率等進行自動控制，經(jīng)過3a多的穩(wěn)定運轉考核，其碳鋼腐蝕率小于0.03mm/a，污垢黏附速率低于10mm，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，所有控制指標都符合標準，并達到了世界最先進的節(jié)水水平。電廠應用節(jié)水成套新技術獲得的效果是顯而易見的，不僅達到了節(jié)水的目的，還創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟效益。該技術已在該市各大電廠得到了普遍的應用，每年可節(jié)省3.0×107t的水資源，并減少了污水的排放量，為電廠帶來了巨大的經(jīng)濟效益。同時通過提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，便可降低補水量及排污量，從而達到更好的節(jié)水效果。循環(huán)水的含鹽量與補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)利用率的主要標準，濃縮倍數(shù)高代表冷卻水循環(huán)利用率越高，而補充量和排放污量也會隨之降低，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，進而促使經(jīng)濟效益的最大化。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)水的含鹽量也會上升，從而增加凝汽器的腐蝕程度。通過添加酸、穩(wěn)定劑、石灰，或弱酸性氫離子交換樹脂處理技術，便可促進循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的增加，從而降低污水排放量。

2．3 電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的自動加藥控制技術

對于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，冷卻水裝置的運行還不夠穩(wěn)定，再加上外界溫度、濕度存在較大的波動，冷卻水的濃縮倍數(shù)水質等也存在著較大的變化，如通過人工控制難以獲得滿意的結果，所以為了保證冷卻水的水質得到合理、有效的控制，便可應用自動加藥控制系統(tǒng)。其技術的優(yōu)勢在于：水質穩(wěn)定可控性極高，運行過程更加經(jīng)濟、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；科學增加循環(huán)水濃縮倍數(shù)，降低對水資源的消耗。

2．4 空氣冷卻技術

電廠建設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，可對空氣冷卻技術進行合理、有效的應用，所以空氣冷卻技術是一種以空氣取代水的冷卻介質的冷卻方式，主要是汽輪機的排汽直接進入空氣冷凝器，用空氣來冷卻，空氣與蒸汽進行熱交換，所需的冷卻空氣通常由機械通風方式來提高，從而避免水汽過多蒸發(fā)。

2．5 循環(huán)冷卻水的零排污技術

近年來工業(yè)總用水量與日俱增，對于循環(huán)冷卻水的應用方面存在著巨大的潛力。當前在電廠生產(chǎn)中主要通過提升濃縮倍數(shù)的方式進行節(jié)水，但是隨著濃縮倍數(shù)的上升，就會增加循環(huán)水系統(tǒng)結垢、腐蝕的概率，為了解決此問題又開始添加水穩(wěn)劑來降低腐蝕結垢的可能性。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運行，循環(huán)水系統(tǒng)便可減少污水的排放；若濃縮倍數(shù)達到5~6依然有少量污水進行排放，便將污水通過凈化處理后作為補充水送回循環(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，最好的應用方式就是將廢水實施生化處理，再進行深度處理后送回循環(huán)水系統(tǒng)中，能夠達到更加經(jīng)濟、節(jié)約的零排污效果。

2．6 補水系統(tǒng)節(jié)能技術

對電廠循環(huán)冷卻水進行節(jié)能節(jié)水工作，可以保護環(huán)境提升系統(tǒng)運行的環(huán)境效益，在補水系統(tǒng)進行節(jié)能措施主要是指，對系統(tǒng)供水進行補給。一般情況下，循環(huán)系統(tǒng)中的補水主要由廠房內部建設中的供水泵供給，這一時期，循環(huán)水具有水質優(yōu)良，水溫適中等優(yōu)點，這樣補給水可以直接進入塔之后的洗水池中，形成一個新系統(tǒng)的水動力。在城市建設中，冷卻系統(tǒng)中的水主要來自城市供水，城市輸水管網(wǎng)的壓力一般按0.3MPa設計，可以滿足循環(huán)水的補給壓力需求。這樣就是不需要對這些廢水進行加壓處理，可直接做一項循環(huán)水進入整體系統(tǒng)中。據(jù)資料顯示，通過對補水系統(tǒng)進行節(jié)能，可以比傳統(tǒng)工作節(jié)省眾多能量，在很大程度上降低整體能量的損耗。所以說，通過對生產(chǎn)系統(tǒng)中的補水進行優(yōu)化，可以降低系統(tǒng)運行的壓力，降低補水所消耗的電能，實現(xiàn)節(jié)能的作用。

3 電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水效果實踐分析

某一大型電廠，每年生產(chǎn)所需水資源為3500t，其循環(huán)水資源主要由廠邊的2個大型水庫提供，生活用水則來自于城市用水管道，每年需求量為650t。近兩年來，隨著國家對電能需求量的提高，該大型電廠增設了1臺發(fā)電機，并將其納入到原來的發(fā)電機組當中，在經(jīng)過一番仔細的分析之后，該大型電廠的技術人員總結出：如果按照原來的生產(chǎn)方式對水資源進行利用，那么每年生產(chǎn)所需的水資源將會增加1400t，而由此產(chǎn)生的生產(chǎn)成本則會比原來提高29.5%，這樣龐大的一個數(shù)據(jù)，對于電力企業(yè)來說，比較不樂觀。因此，為了降低電力生產(chǎn)成本，該大型電廠的技術人員從循環(huán)冷卻水入手，采用了化學處理法以及交換處理法，對循環(huán)水進行了科學的處理，且他們還依照循環(huán)冷卻水的實際情況，制定了周期性處理目標。在隨后一年的時間之內，該大型電廠對循環(huán)冷卻水進行了8次有效地處理，并在年后，對這一年內所用到的生產(chǎn)水資源進行了分析，發(fā)現(xiàn)：該年度內，用于生產(chǎn)的水資源總共3040t，較之前相比下降了37.9%，循環(huán)冷卻水的利用率較原來相比，提升了37.6%；其次，從生產(chǎn)成本的角度上來看，該年度內，由于循環(huán)冷卻水利用率的提高，該大型電廠的生產(chǎn)成本較之前相比，下降了29.6%?？梢?，該大型電廠在對循環(huán)冷卻水的處理措施進行合理應用之后，其產(chǎn)生的節(jié)水效果是非常明顯的。因此，為了提高電廠水資源的利用率，也為了降低電廠的生產(chǎn)成本，我國各大分段電廠應當依照其生產(chǎn)的實際要求及其建廠規(guī)模的大小，合理選用循環(huán)冷卻水處理措施。這樣才可以讓循環(huán)冷卻水處理措施發(fā)揮出最大的作用。

4 結語

綜上所述，電廠循環(huán)冷卻水處理的實施效果，不僅影響著電廠的生產(chǎn)效率，還與我國節(jié)水政策的執(zhí)行效果有著最為緊密的聯(lián)系。所以一定要對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水及零排放技術進行深入研究和分析，科學合理地處理循環(huán)冷卻水。