淺談火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水處理技術與運行監(jiān)督

賀曉飛

（陜西煤業(yè)化工集團神木電化發(fā)展有限公司，陜西 榆林 719300）

1 火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概述

在火力發(fā)電廠中，水經(jīng)過處理后進入冷卻搭底部的冷卻池，由水泵將水沖塔池傳送到熱換器，水經(jīng)過熱換器后冷卻回到塔池，再次循環(huán)使用，從而形成一個水循環(huán)系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠中冷卻水受熱后會蒸發(fā)，造成水體積減少，水中各成分的溶度增加，水中含有一定量的二氧化碳以及碳酸鹽，水在循環(huán)時也會吸收空氣中的二氧化碳和氧氣，水中碳酸離子含量增高，和水中的金屬離子形成碳酸鹽，當碳酸鹽的濃度大于最大飽和度時，會產(chǎn)生水垢，結垢會造成發(fā)電設備受熱不均勻，影響使用效果以及使用壽命，對發(fā)電機組的正常工作產(chǎn)生不利影響。同時，水中大量的氧氣促進了微生物的生長，造成了大量的細菌，污染水質，在排污過程中細菌跟隨污水進入自然界，造成環(huán)境污染。受原水水質和機組運行方式的影響，在進行冷卻水處理系統(tǒng)水質控制時存在一定難度，需要加強循環(huán)冷卻水處理技術，重視技術監(jiān)督工作，從而保證發(fā)電機組安全、穩(wěn)定、高效運行，同時，保證發(fā)電機組運行的經(jīng)濟性。

2 火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水處理技術與運行監(jiān)督

在火電廠循環(huán)冷卻水處理中，分析影響水循環(huán)系統(tǒng)的原因，通過水處理方法解決水循環(huán)過程中的問題，從而提高濃縮倍數(shù)，做好循環(huán)冷卻水的防垢、防腐、防菌工作，同時，開展節(jié)水減排、減少環(huán)境污染，在保證發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的同時，提高經(jīng)濟效益。

2.1 結垢處理

（1）阻垢處理。阻垢處理是當前循環(huán)冷卻水處理常見的一種結垢處理方式，通過化學處理方式、添加阻垢劑，降低循環(huán)水系統(tǒng)中雜質。如果循環(huán)水系統(tǒng)的水源比較穩(wěn)定，控制補充水的氯離子濃度和堿度，避免循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生雜質，從而達到足夠的目的。

（2）酸+阻垢劑聯(lián)合處理。在處理循環(huán)冷卻水時，加入阻垢劑以及酸，加入酸后降低了循環(huán)水中的堿度，堿度會隨著酸物質的添加發(fā)生波動。由于絕大多數(shù)碳酸鹽水解呈堿性，通過降低補充水的堿度，相當于增加了碳酸鹽的溶解度，降低了濃度，減少了碳酸鹽結晶，有效地避免了碳酸鹽結晶產(chǎn)生結垢。

（3）補充水弱酸樹脂+阻垢劑聯(lián)合處理。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，補充水經(jīng)過弱酸樹脂的處理后，其硬度、酸堿度、鈣離子含量等水質參數(shù)會隨著時間變化而發(fā)橫變化。在用弱酸數(shù)值處理水時，需要進行作態(tài)模擬實驗，從而確定循環(huán)水運行的控制參數(shù)。通過冬天實驗，計算出極限碳酸鹽硬度，并將其作為控制參數(shù)，保證水質硬度低于極限值，從而有效地處理循環(huán)水結垢的問題。

（4）循環(huán)水旁流弱酸+阻垢劑聯(lián)合處理。使用循環(huán)水旁流弱酸+阻垢劑聯(lián)合處理方式處理結構時，循環(huán)水經(jīng)過弱酸處理改變了堿度和硬度。在夏季，水溫較高，應該以最大循環(huán)水量為依據(jù)，用極限環(huán)境條件阻值循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結構；同時，在進行模擬實驗時，運行周期要和弱酸樹脂保持一致，弱酸樹脂出水以設計值為判斷依據(jù)。其次，在進行模擬實驗時，需要做對照實驗，監(jiān)測不進行旁流弱酸處理是循環(huán)系控制指標，排除因客觀原因造成弱酸系統(tǒng)不能運行的現(xiàn)象，提高模擬實驗的精確性。

（5）原水控制。原水的pH 值、硬度、堿度、氯離子等水質質變不穩(wěn)定，而原水的性質是產(chǎn)生結垢的主要原因之一，因此，火力發(fā)電廠要控制原水的水質指標，從而較少結垢的產(chǎn)生。如果原水中含有磷，會影響當前市場上大部分阻垢劑的阻垢效果；水中的細菌、氨氮含量較高時會大幅度降低pH值，造成水循環(huán)時發(fā)生異常。發(fā)電廠在給循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水時要注意控制水質，減少水中的有機磷含量，如果超標需要添加阻垢劑的用量，加強對水的殺菌處理，防止pH 值降低，同時，在日常工作中對循環(huán)水的pH 值、氨氮含量進行重點監(jiān)測，保證循環(huán)水系統(tǒng)的正常。

2.2 防腐處理

造成循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的因素分為化學因素、物理因素、微生物因素，造成腐蝕的化學因素有pH 值、腐蝕性離子、絡合劑、硬度，造成腐蝕的物理因素有溫度、流蘇、懸浮物、造成腐蝕的微生物因素主要是因為水循環(huán)使用，充足的氧氣環(huán)境下產(chǎn)生的細菌。不銹鋼等材質的腐蝕速度和管內黏泥黏附速率呈正相關關系。結構處理措施很多時候都防腐功效，例如，使用阻垢劑+ 酸聯(lián)合處理。同時，實驗可以發(fā)現(xiàn)，在循環(huán)水系統(tǒng)加入硫酸鹽，讓堿度無限接基金0，此時，水呈中性，pH 值在7 左右，沒有任何緩沖性對金屬產(chǎn)生腐蝕，此時，循環(huán)水系統(tǒng)處于最理想的裝態(tài)。但是，考慮到經(jīng)濟性以及添加過量酸可能造成安全隱患，在實際生產(chǎn)過程中，加硫酸轉化為不易結垢的永硬，將碳硬控制在極限碳硬以下；考慮到防腐應保持循環(huán)水的弱堿性以及經(jīng)濟性，加酸使水堿度接近于可維持的極限值，在加阻垢劑條件下充分發(fā)揮其阻垢劑的效能。除使用化學手段進行防腐蝕處理，還需要加強不銹鋼材質的選擇。不銹鋼材質屬于鈍化性金屬，由于氯離子腐蝕產(chǎn)電點蝕，因此，在設備運行中就要做好循環(huán)水質全分析，減少氯離子含量，避免pH 值過低熬成不銹鋼的點蝕電位降低引起點蝕；一般可以增加水的流速來增加冷卻水的傳熱效果，防止沉積物破壞不銹鋼鈍化膜的致密和完整產(chǎn)生點蝕。

2.3 殺菌處理

循環(huán)水系統(tǒng)中，由于微生物的生長和繁殖會釋放出一種黏液，從而產(chǎn)生大量的有機附著物，因此，殺菌處理主要是殺死冷卻水系統(tǒng)中存在的微生物，使有機物失去附著能力。由于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的微生物種類比較復雜，對冷卻水進行殺菌處理時，需要進行多方位考慮，考慮水的硬度、殺菌成本部等因素，通過合理的措施，提高殺菌效果，降低殺菌成本。當前殺菌的主要方式是討論殺菌劑。

（1）殺菌劑種類。殺菌劑的種類有氧化型和非氧化型兩種。氧化性殺菌劑殺中一般都含有氯，氯是一種氧化性很強的化學物質，可以對細菌以及真菌進行破壞，殺菌成本比較低，使用方便供應比較簡單，是一種使用非常廣泛的殺菌劑，但是其腐蝕性很強，不能持久性殺菌，需要配合氧化型的殺菌劑使用。二氧化氯也是一種殺菌劑，二氧化氯可以破壞微生物的細胞壁，殺菌效果很強，少量的二氧化硫可以快速、有效地殺死細菌，但是，受限于運輸，只能現(xiàn)場制作，所以成本較高。非氧化型殺菌劑一般有氯酚和季胺鹽。常用的冷卻水殺菌劑是三氯酚以及五氯酚，其在殺菌的效果上是最好的，通常是在冷卻塔中進行噴灑，增強循環(huán)水系統(tǒng)的細菌抵抗力。

季胺鹽是一種有機鹽，殺菌透性效果比較好，殺菌能力比較突出，但是，容易和水中的陰離子發(fā)生反應失去殺菌性，因此，要和別的殺菌劑配合使用。

（2）常用殺菌系統(tǒng)。①加液氯的系統(tǒng)。氯系統(tǒng)主要是由液氯鋼瓶、氣液匯流排組件、真空加氯儀、液氯的蒸發(fā)器還有擴散器等部件組成。液氯從液氯鋼瓶通過匯流排的液氯進入蒸發(fā)器中，蒸發(fā)器對液氯進行蒸發(fā)，產(chǎn)生的氯氣經(jīng)過過濾器進入加氯一起，然后，再進入冷卻水中。在使用該系統(tǒng)時，一般為液態(tài)氯，由于氯氣具有毒性，因此，要做好防漏措施。②加次氯酸鈉系統(tǒng)。系統(tǒng)主要是利用點解制氯的原理，對鹽酸溶液水解值得次氯酸鈉，該系統(tǒng)主要包括次氯酸鈉發(fā)生器、鹽水接裝置、貯液裝置以及控制系統(tǒng)。稀鹽酸發(fā)生水解后，在點解槽中生成次氯酸鈉和氫氣。由于氫氣具有易燃易爆的性質，因此，氫氣的收集和排放是該系統(tǒng)的重點。③直接進行次氯酸鈉投放的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種新型的凈水系統(tǒng)，在系統(tǒng)中加入次硫酸鈉，主要設備包括注射器以及藥品添加設備。該系統(tǒng)通過使用真空注射器將次氯酸鈉加到投加點，通過流量計對投料裝置進行手動或者自動調節(jié)。

2.4 節(jié)水處理

近年來，國家大力倡導可持續(xù)發(fā)展，在火力發(fā)電廠要注意節(jié)水處理，通過有效的措施降低水排污量，實現(xiàn)節(jié)能減排。當前火電廠循環(huán)水處理系統(tǒng)存在不少的問題，水源水質較差，給水處理增加了難度，同時，由于處理技術的問題，造成水源水質不符合工業(yè)用水標準，對發(fā)電機組以及凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的除垢防腐裝置構成了嚴重威脅；同時，濃縮倍率大幅度提升，造成緩蝕劑投入量不足，金屬管網(wǎng)被嚴重腐蝕；由于水處理技術的欠缺，造成了排放水中污染物嚴重超標，嚴重影響了生態(tài)環(huán)境。

當前，火力發(fā)電廠通過有效的除垢裝置、防腐設施和滅菌處理，有效地處理了水循環(huán)系統(tǒng)?；鹆﹄姀S要繼續(xù)技術創(chuàng)新，實現(xiàn)循環(huán)水零排放，零排放處理技術包括水循環(huán)利用、廢水回收處理、提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)等技術手段。從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

3 結語

綜上所述，在火力發(fā)電廠水循環(huán)系統(tǒng)中，水在循環(huán)過程中會造成結垢、產(chǎn)生細菌，對水循環(huán)設備造成腐蝕。發(fā)電廠要采用合適的技術手段和設備裝置，進行結垢處理、防腐處理、滅菌處理，同時，加強節(jié)水減排工作，實現(xiàn)循環(huán)冷卻水冷排放，既降低了生產(chǎn)成本又節(jié)約了資源，保護了環(huán)境，實現(xiàn)了火力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展。