火力發電廠化學節水途徑探討及運行的優化

張體育

摘 要：通過對水資源缺乏的闡述，對火電廠水務現狀以及節水方面存在的問題進行剖析，對存在的問題進行大膽設想改進，提高廢水回收利用，達到節能減排的效果。

關鍵詞：水資源；節水；節水潛力

水資源匱乏是我國面臨的嚴峻問題，又是不可代替的重要自然資源，隨著近幾年火電裝機容量的迅猛增長，節水和環境問題也顯得更加突出，這已成為電力工業可持續發展的主要制約因素之一，火電廠作為用水大戶，節約用水不但與企業的利益息息相關，而且有深遠的社會意義，節水工作是火電廠的一項系統工程，從火電廠目前水現狀來看，水資源浪費還普遍存在，從電廠化學角度來說如：循環冷卻水處理系統，凝結水精除鹽系統，鍋爐補給水處理系統，汽水取樣系統等，如果合理的設計及調整運行方式節水效果將明顯改善，下面就減少廢水排放和廢水再利用的問題進行一下闡述。

1 循環冷卻水系統的節水

1.1 提高循環冷卻水的濃縮倍率，降低循環排污水量

1.采用合適的循環水處理工藝

循環冷卻水系統的耗水量在電廠用水總量中占據了很大的比例，而濕式冷卻塔的蒸發損失又是循環冷卻水系統各項水損失中最大的一項，是電廠節水工作的重中之重。循環水系統節水工作的開展不僅可以節約大量的水資源，而且能夠減少污水排放量，保護環境，對于循環冷卻型電廠，無論是干除灰還是濕除灰，濃縮倍率都是全廠節水的核心，也是決定發電水耗高低的最關鍵參數，在循環水系統運行過程中，采用合理的循環水處理工藝，可以提高循環冷卻水濃縮倍率，減少循環水的排污量，取得良好的節水效果。如某電廠2×600MW設計蒸發損失PZ=1.4%，風吹損失PF=0.1%，循環水量12.6×104t/h，則濃縮倍率與節水的關系計算結果列于表1中。

從表1可以看出濃縮倍率的提高， 節水量就提高，合適的濃縮倍率能夠達到事半功倍的效果，一般開式循環冷卻系統的濃縮倍率宜控制在4-6。此外，過高的濃縮倍率，會造成循環水質惡化，易發生結垢和腐蝕故障。

2.循環水補充水的處理

為了使循環冷卻水系統在較高的濃縮倍率情況下運行，除了對循環冷卻水處理外還應對其補充水進行處理，常采用的處理方法有石灰處理法、弱酸氫離子交換法、鈉離子交換法和反滲透法等。

1.2 冷卻塔排污水的利用

在火電廠廢水組成中，循環排污冷水占絕大部分，因此充分利用循環冷卻排污水是火電廠減少新鮮取水量和實現低污水量排放的有效途徑。循環冷卻排污水可以用作鍋爐補給水系統水源、濕法煙氣脫硫的工藝補充水以及輸煤和除渣系統的補充水。

1.排污水處理后作為鍋爐補給水

將電廠循環冷卻排污水作為鍋爐補給水水源是較好的節水途徑，由于循環冷卻排污水的含鹽量往往比補充水的含鹽量高2-5倍，將含鹽量較高的水作為鍋爐補給水的水源，采用RO技術是比較好的選擇之一，膜分離技術由于其高效、環保、占地少、能耗低、高自動化、維護方便等諸多優勢，此技術正適用于循環冷卻排污水的預除鹽系統中。

2.排污水用于脫硫系統

當冷卻塔排污水鹽濃度較低時，在不影響脫硫系統和脫硫廢水處理系統的正常運行情況下，可以將冷卻塔排污水直接用于電廠的脫硫工藝水，節水效果將十分明顯。

2 水汽循環系統的節水

在火電廠中，水汽系統的給水處理方式和凝結水精處理運行方式的選擇直接影響機組除鹽水的消耗量，從而直接影響到機組補水率的高低。

2.1 給水處理方式

目前給水采用OT處理的最少，AVT（R）的最多，對于中性加氧處理的機組，給水PH控制在7.0-8.0，則凝結水混床的氫型運行周期將更長，另外OT處理的機組啟動后汽水品質合格時間較AVT短，機組沖洗時間大為縮短，這可以節約大量的除鹽水。

2.2 凝結水精除鹽運行方式

在機組的補水量中，減少過濾器的反洗次數，減少樹脂再生過程中的交叉污染，提高樹脂再生度，提高樹脂輸送中徹底性等可以延長凝結水精除鹽的運行周期從而降低凝結水精除鹽系統的除鹽水用量。凝結水的精除鹽裝置的氨化運行相對氫型運行而言，具有明顯的經濟和社會效益。

3 離子交換除鹽系統的節水

離子交換系統在運行、再生過程中部分操作中的排水可以直接回收利用，無需排至中和池作為廢水進行處理。運行時的正洗排水可以直接回收，再生時的反洗用水（包括小反洗和大反洗）。靜置防水、預噴射、進酸堿、置換、小正洗和正洗等操作也可以直接回收利用無需排至中和池。

4 凝結水精除鹽系統節水

凝結水精除鹽的再生和反洗過程中產生大量的廢水，如果將操作中（樹脂的輸送、反洗、漂洗、混合等）產生的排水都回收起來，這部分排水可直接回收到鍋爐補給水系統或作為循環冷卻水的補充水，以再生一次約耗150噸為例，如可以回收利用的排水約80噸，則再生兩次可回收的排水為160噸，每年至少可回收利用的排水約7680噸。

5 采用膜法水處理系統節水

常規的一級除鹽系統再生頻繁，再生中會產生大量的廢水和消耗大量的除鹽水，如在除鹽系統前期加反滲透裝置，由于反滲透設備的高脫鹽率，反滲透產水的電導率較低，一級除鹽裝置的周期大為延長，則整個除鹽系統的再生廢液將大大降低，同時也節約了大量的除鹽水.

6 各種水汽取樣排水的回收

對于汽水監督中的長流狀態的水樣進行回收，這些樣水隨主廠房的各種排水一起排入機組排水槽，在進入工業廢水處理，對于裝機容量為2×600MW的電廠，主廠房水汽集中取樣約有60路，樣水流量：每路500ml/min，則每個通道每年（實際按5000小時計算）排走的樣水：0.5L/min×60min×5000h=150000L/年=150t/年：取樣架60個通道每年約排走樣水；150t/年×60=9000噸/年，由于主廠房化學水汽取樣，每年將有約九千噸的水被白白排掉，如能回收利用這些樣水，節水效果將大大提高。

7 過濾器運行、反洗排水的回收

目前過濾器運行、反洗排水大都進入中和池內集中處理，存在一種浪費。如將其回收到一個專門的池內利用其清水，這將會降低新鮮水的取用量，同時也減少了廢水的排放量。

8 結論

火電廠用水量大，系統復雜，節水工作必須系統地，堅持開源節流的方針及時采取新工藝，新技術，完善技術改造，采用一水多用、廢水回收、循環利用等工藝強化運行調整，就能大幅度的減少生產用水和生活用水，緩解水資源短缺所造成的壓力。只有不斷挖掘潛力，才能做到合理用水、減少排水對環境的污染，建立節水措施防止人為浪費現象發生，使企業實現可持續發展的要求。

參考文獻

1.《反滲透水處理技術》

2.《火力發電廠化學設計技術規程》DL/T 5068-2006