發電廠循環冷卻水節水措施及優化處理方案的研究

摘要：重點探討通過提高循環冷卻水的濃縮倍數有效減少循環水補充水量與排污水量，達到節水和實現廠內廢水零排放的目標;同時對高濃縮倍數下的循環冷卻水提出優化處理方案，以保證循環冷卻水在較高的濃縮倍數條件下也能正常運行，不但可以節約水資源、提高產能，并且可以保證企業的安全生產。

關鍵詞：循環冷卻水;節水;濃縮倍數;優化處理

隨著我國經濟的快速發展，我國水資源的矛盾日益突出，水、合理利用水的發展已成為當務之急。電力行業是一個大型的消費，為了保證電力行業的健康發展，提高發電企業的水平，必進行水的消耗，以改變在中國的廣泛的電力模式。開展節約用水作是我國電力與環境協調發展的要求。它將有良好的經濟和環效益。當前，大力開展節水工作是我國電力工業發展的方向。火l廠的水系統是復雜的，水資源的消耗主要是蒸發、排污、泄漏、溢等。濕式冷卻塔的蒸發，灰場灰水蒸發，蒸發的脫硫系統;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，主蒸系統的內部和外部泄漏，溢出操作監管不到位和溢水等。

1高濃縮倍數下的循環冷卻水優化處理方案

循環冷卻水處理的目的就是防止或減緩冷卻系統設備的腐蝕﹑微生物生長和結垢等問題。在電廠的循環冷卻水系統中，凝汽器管材采用耐腐蝕性很強的不銹鋼，而且原水中的CI、so2含量低，當濃縮倍數為6時，CI含量48mg/L，基本對設備不會產生腐蝕。因此，循環冷卻水處理的主要目的是防止水垢產生，其次是控制微生物生長。

1.1防結垢處理

每―種水在實際運行條件下，都有一個不結垢的碳酸鹽硬度最大值，即極限碳酸鹽硬度。極限碳酸鹽硬度應通過實驗或運行調試來確定，而根據運行經驗，極限碳酸鹽硬度通常為8～10mmol/L（以CaCO3，計）。

1.1.1加酸處理

循環水的加酸處理通常采用硫酸，很少采用鹽酸，因為硫酸比鹽酸便宜，而且鹽酸中的CI對系統有腐蝕性。

循環冷卻水加硫酸的量可通過監測循環水的pH值來控制，—般控制循環水的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，利用濃硫酸計量泵將濃硫酸送入循環水泵吸水井或冷卻塔水池，工藝簡單，運行操作方便。加濃硫酸設備及管道閥門接觸介質部分均需耐濃硫酸腐蝕，可采用碳鋼或碳鋼襯聚四氟材質。

1.1.2加阻垢劑處理

某些化學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、有機膦酸﹑聚羧酸類（如聚丙烯酸﹑聚馬來酸酐等）。

聚磷酸鹽和有機膦酸的缺點是增加了水體營養，促進了微生物繁殖;聚羧酸類如聚丙烯酸﹑聚馬來酸酐等無磷聚合物，曾被認為是無毒、污染很小、環境友好型，而近年研究發現：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90年代，無磷、生物可降解的綠色緩蝕阻垢劑如聚環氧琥珀酸和聚大冬氨股極）并得到一定的應用。聚環氧琥珀酸簡稱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垢的發生%'。

2）加阻垢劑設備

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

循環冷卻水中的微生物會產生和守以以生物腐蝕，生物體附著在設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，阻塞水道和腐蝕設備。同時水中的細菌、微生物含量較高時，會加速管道及設備的腐蝕速率。

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，每次持續時間為1h。循環冷卻水游離氯最優控制范圍為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殺菌劑加藥設備

采用外購殺菌劑的方式，只需設置次氯酸鈉貯罐及計量泵，此方案具有系統簡單，設備投資少，無需經常維護等優點。

2節水措施建議

2.1電廠廢水回收利用

冷卻塔排污水的回收利用、生活污水和工業廢水處理后作為冷卻塔循環水的補給水，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，經處理后水質較好可以作為冷卻塔循環水補給水。而水質較差的化學污染水、含油廢水、工業廢水等，可用于調濕灰用水、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給水源，即可以有效節約新鮮水資源，又可以減少污水排放，在水資源短缺的地區特別適用。中水回用在國內已有成功應用實例，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用實例，且已經開始采用海水淡化工藝，進一步解決生產和生活用水。

2.4除灰系統節水

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

3節水工作應遵循的原則

3.1根據全廠的水平衡綜合管理用水的原則

火電廠的水系統是龐大而復雜的，各層次的系統、設備的水量、水量和比例隨季節的變化而變化的單位的負荷，所以必須按照相關標準來做好全廠水平衡試驗。在水平衡數據的基礎上，可獲得節水措施的效果。

3.2不同水質的水梯級使用原則

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

結語

我國火電廠面對水資源日益緊缺的現狀，必須開源節流。開辟多渠道取水，包括城市中水、海水等水體，處理后最為鍋爐補給水水源。電廠基于節約水資源，降低取水成本，同時為了實現全廠廢水零排放的要求，采用適當的節水措施，在合理范圍內盡可能提高循環冷卻水的濃縮倍數并優化循環水處理方案是可行的，具有非常可觀的經濟效益和社會效益。

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作者簡介：姓名：張凱，（出生年份-），1989年生，性別，男，籍貫，江蘇徐州人，學歷：本科，專業方向：熱能與動力工程。