發(fā)電廠循環(huán)冷卻水節(jié)水措施及優(yōu)化處理方案的研究

摘要：重點(diǎn)探討通過提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)有效減少循環(huán)水補(bǔ)充水量與排污水量，達(dá)到節(jié)水和實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)廢水零排放的目標(biāo);同時對高濃縮倍數(shù)下的循環(huán)冷卻水提出優(yōu)化處理方案，以保證循環(huán)冷卻水在較高的濃縮倍數(shù)條件下也能正常運(yùn)行，不但可以節(jié)約水資源、提高產(chǎn)能，并且可以保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水;節(jié)水;濃縮倍數(shù);優(yōu)化處理

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國水資源的矛盾日益突出，水、合理利用水的發(fā)展已成為當(dāng)務(wù)之急。電力行業(yè)是一個大型的消費(fèi)，為了保證電力行業(yè)的健康發(fā)展，提高發(fā)電企業(yè)的水平，必進(jìn)行水的消耗，以改變在中國的廣泛的電力模式。開展節(jié)約用水作是我國電力與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。它將有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)效益。當(dāng)前，大力開展節(jié)水工作是我國電力工業(yè)發(fā)展的方向?；餷廠的水系統(tǒng)是復(fù)雜的，水資源的消耗主要是蒸發(fā)、排污、泄漏、溢等。濕式冷卻塔的蒸發(fā)，灰場灰水蒸發(fā)，蒸發(fā)的脫硫系統(tǒng);污水主鍋爐排污，排污單位開始洗水塔，排放，化工用水洗和放電，主蒸系統(tǒng)的內(nèi)部和外部泄漏，溢出操作監(jiān)管不到位和溢水等。

1高濃縮倍數(shù)下的循環(huán)冷卻水優(yōu)化處理方案

循環(huán)冷卻水處理的目的就是防止或減緩冷卻系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕﹑微生物生長和結(jié)垢等問題。在電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，凝汽器管材采用耐腐蝕性很強(qiáng)的不銹鋼，而且原水中的CI、so2含量低，當(dāng)濃縮倍數(shù)為6時，CI含量48mg/L，基本對設(shè)備不會產(chǎn)生腐蝕。因此，循環(huán)冷卻水處理的主要目的是防止水垢產(chǎn)生，其次是控制微生物生長。

1.1防結(jié)垢處理

每―種水在實(shí)際運(yùn)行條件下，都有一個不結(jié)垢的碳酸鹽硬度最大值，即極限碳酸鹽硬度。極限碳酸鹽硬度應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)或運(yùn)行調(diào)試來確定，而根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，極限碳酸鹽硬度通常為8～10mmol/L（以CaCO3，計(jì)）。

1.1.1加酸處理

循環(huán)水的加酸處理通常采用硫酸，很少采用鹽酸，因?yàn)榱蛩岜塞}酸便宜，而且鹽酸中的CI對系統(tǒng)有腐蝕性。

循環(huán)冷卻水加硫酸的量可通過監(jiān)測循環(huán)水的pH值來控制，—般控制循環(huán)水的pH值在7.4～7.8。

加酸的流程為：用卸濃硫酸泵將濃硫酸從槽車送入濃硫酸貯罐，濃硫酸貯罐一般高位布置，利用濃硫酸計(jì)量泵將濃硫酸送入循環(huán)水泵吸水井或冷卻塔水池，工藝簡單，運(yùn)行操作方便。加濃硫酸設(shè)備及管道閥門接觸介質(zhì)部分均需耐濃硫酸腐蝕，可采用碳鋼或碳鋼襯聚四氟材質(zhì)。

1.1.2加阻垢劑處理

某些化學(xué)藥劑只需少量添加到冷卻水中，就可以阻止水垢的生成，所用的藥劑稱為阻垢劑。阻垢劑的加藥量一般為2～5mg/L，一般所能穩(wěn)定的極限碳酸鹽硬度為8～10mmol/I。

1）阻垢劑的種類

阻垢劑的種類很多，常用的阻垢劑包括聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸﹑聚羧酸類（如聚丙烯酸﹑聚馬來酸酐等）。

聚磷酸鹽和有機(jī)膦酸的缺點(diǎn)是增加了水體營養(yǎng)，促進(jìn)了微生物繁殖;聚羧酸類如聚丙烯酸﹑聚馬來酸酐等無磷聚合物，曾被認(rèn)為是無毒、污染很小、環(huán)境友好型，而近年研究發(fā)現(xiàn)：盡管毒性較低，它們一般無法被生物降解或只有很弱的生物可降解性。

20世紀(jì)90年代，無磷、生物可降解的綠色緩蝕阻垢劑如聚環(huán)氧琥珀酸和聚大冬氨股極）并得到一定的應(yīng)用。聚環(huán)氧琥珀酸簡稱PESA，是一種無磷無氮、可生物降解的綠色阻垢劑，PESA對水中的碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇﹑氟化鈣和硅垢有良好的阻垢分散性能，具有一定的愛理1作F用。水人幾酸簡稱PASP，是一種無磷無毒、無公古、可上12降解的綠色阻垢劑，能有效阻止恢酸鈣、牧P、l酸鈣、硫酸鋇和氧化鐵等結(jié)垢的發(fā)生%'。

2）加阻垢劑設(shè)備

目前采用的阻垢劑，有固體粉末狀，也有液體，液體的有效成分一般為30/O～00水中。先將其配制成5%～10%的水溶液，然后投加到水中。阻垢劑加藥量一般為2～5mg/L。

1.2殺菌滅藻處理

1.2.1微生物的危害

循環(huán)冷卻水中的微生物會產(chǎn)生和守以以生物腐蝕，生物體附著在設(shè)備上增加水阻和熱阻，因此微生物的主要危害是降低傳熱效率，阻塞水道和腐蝕設(shè)備。同時水中的細(xì)菌、微生物含量較高時，會加速管道及設(shè)備的腐蝕速率。

1.2.2殺菌劑的投加方式

氧化性殺菌劑采用次氯酸鈉，投加量為2mg/L，每天投加2次，每次持續(xù)時間為1h。循環(huán)冷卻水游離氯最優(yōu)控制范圍為0.2～0.4mg/LR，采用沖擊式投加。

由于生長在冷卻水中的微生物種類甚多，同一種藥劑對不同微生物的效果可能不同，專用一種殺菌劑往往會使微生物漸漸產(chǎn)生抗藥性，為了解決微生物的抗藥性，可以交替使用不同的殺菌劑，因此每個月投加一次非氧化性殺菌劑，以保證獲得較好的殺菌效果。

1.2.3殺菌劑加藥設(shè)備

采用外購殺菌劑的方式，只需設(shè)置次氯酸鈉貯罐及計(jì)量泵，此方案具有系統(tǒng)簡單，設(shè)備投資少，無需經(jīng)常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

2節(jié)水措施建議

2.1電廠廢水回收利用

冷卻塔排污水的回收利用、生活污水和工業(yè)廢水處理后作為冷卻塔循環(huán)水的補(bǔ)給水，可以很大程度降低電廠的耗水量。為減少低污染水的排放損失，提高回收利用率，電廠的灰渣水、消防水池溢水、射水池溢水等回收利用，經(jīng)處理后水質(zhì)較好可以作為冷卻塔循環(huán)水補(bǔ)給水。而水質(zhì)較差的化學(xué)污染水、含油廢水、工業(yè)廢水等，可用于調(diào)濕灰用水、沖煤灰場噴淋水等。

2.2利用城市中水

利用城市中水可作為電廠的補(bǔ)給水源，即可以有效節(jié)約新鮮水資源，又可以減少污水排放，在水資源短缺的地區(qū)特別適用。中水回用在國內(nèi)已有成功應(yīng)用實(shí)例，效果顯著。

2.3利用海水冷卻

直接利用海水作為冷卻水﹐在海邊電廠已有很好的應(yīng)用實(shí)例，且已經(jīng)開始采用海水淡化工藝，進(jìn)一步解決生產(chǎn)和生活用水。

2.4除灰系統(tǒng)節(jié)水

濕式除灰系統(tǒng)的耗水量較大，在新建的電廠，有條件的均首先選用干除灰方式，而濕式除灰系統(tǒng)盡量做到閉路循環(huán)。同時﹐火電廠采用灰渣分排可節(jié)約40%的沖灰水，也有利于灰渣綜合利用。

3節(jié)水工作應(yīng)遵循的原則

3.1根據(jù)全廠的水平衡綜合管理用水的原則

火電廠的水系統(tǒng)是龐大而復(fù)雜的，各層次的系統(tǒng)、設(shè)備的水量、水量和比例隨季節(jié)的變化而變化的單位的負(fù)荷，所以必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來做好全廠水平衡試驗(yàn)。在水平衡數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可獲得節(jié)水措施的效果。

3.2不同水質(zhì)的水梯級使用原則

所謂梯級使用，指的是用戶根據(jù)要求的水質(zhì)量的劃分等級，上層作為下一級的排水，下一級的排水和下一級，最終的目標(biāo)是節(jié)約淡水。在水的使用中，由于生產(chǎn)的濃縮或水的水質(zhì)不同，往往在不同的水質(zhì)條件下，使系統(tǒng)能減少水量或降低水處理成本。

結(jié)語

我國火電廠面對水資源日益緊缺的現(xiàn)狀，必須開源節(jié)流。開辟多渠道取水，包括城市中水、海水等水體，處理后最為鍋爐補(bǔ)給水水源。電廠基于節(jié)約水資源，降低取水成本，同時為了實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放的要求，采用適當(dāng)?shù)墓?jié)水措施，在合理范圍內(nèi)盡可能提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)并優(yōu)化循環(huán)水處理方案是可行的，具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯?shù)び?工業(yè)循環(huán)冷卻水節(jié)水技術(shù)研究[J].化工管理，2017（9）：129.

[2]林上清.工業(yè)循環(huán)水常見問題分析與處理措施[J].清洗世界，2017，33（8）：35-38.

[3]電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范：DL/T5339-2018[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2018.

[4]李培元.火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制[M].北京：中國電力出版社，1999.

[5]周柏青，陳志和.熱力發(fā)電廠水處理[M].4版，北京：中國電力出版社，2009.

[6]劉蕾.國內(nèi)綠色緩蝕阻垢劑的研究進(jìn)展[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2017，33（3）：36-40.

作者簡介：張凱，1989年生，男，江蘇徐州人，本科，專業(yè)方向：熱能與動力工程。