王棟坤，施中良

（1.山東電力研究院，山東 濟(jì)南 250002；2.山東電力集團(tuán)公司，山東 濟(jì)南 250001）

循環(huán)水的電子—化學(xué)協(xié)合處理

王棟坤，施中良

（1.山東電力研究院，山東 濟(jì)南 250002；2.山東電力集團(tuán)公司，山東 濟(jì)南 250001）

簡(jiǎn)述循環(huán)水電子-化學(xué)協(xié)合處理的基本原理及應(yīng)用現(xiàn)狀，通過(guò)電廠的應(yīng)用實(shí)例，分析節(jié)能減排降耗的成效，對(duì)取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了比較。

循環(huán)水；協(xié)和處理；節(jié)能減排

0 引言

發(fā)電廠循環(huán)水處理的優(yōu)劣會(huì)涉及系統(tǒng)和凝汽器的清潔程度。若結(jié)垢，生物污泥影響凝汽器真空度下降1%，就會(huì)造成機(jī)組發(fā)電煤耗上升1%，這在很大程度上影響著發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)電廠中循環(huán)水的用水量占了全廠用水的75%～80%，因此循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水在發(fā)電廠節(jié)水中有著舉足輕重的意義。傳統(tǒng)的循環(huán)水化學(xué)處理中的阻垢劑及分散劑是含磷含氮的化學(xué)物質(zhì)，殺生劑也是有毒的或劇毒的化學(xué)藥劑及重金屬，當(dāng)它們隨排污水排入環(huán)境或國(guó)家水道后將會(huì)污染環(huán)境引起公害。

為維持在循環(huán)水中一定濃度的藥劑，化學(xué)處理要不斷地補(bǔ)充藥劑和不斷地排出，用藥量相對(duì)較大，經(jīng)濟(jì)性較差。由于阻垢劑的穩(wěn)定值較低，循環(huán)水濃縮倍數(shù)不能提高，補(bǔ)充水量較大，殺生劑解決不了凝汽器傳熱面上生物污垢，依然影響著有效的傳熱過(guò)程。電子-化學(xué)協(xié)合處理正好彌補(bǔ)化學(xué)處理的不足，因此，它堪稱(chēng)是發(fā)電廠節(jié)能、減排、降耗的新選擇。

1 電子-化學(xué)協(xié)合處理穩(wěn)定水質(zhì)及殺生的基本原理

電子處理是指采用高頻電場(chǎng)來(lái)處理循環(huán)水，將循環(huán)水通過(guò)有高頻電場(chǎng)的空間，高頻電場(chǎng)對(duì)循環(huán)水的影響可從兩方面來(lái)說(shuō)，一是對(duì)水分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響，水分子本身就是極性分子，是個(gè)偶極子，在高頻電場(chǎng)的作用下極性變大，偶極矩增大。二是，循環(huán)水中的成垢離子例如Ca2+和Ca32-，在高頻電場(chǎng)的作用下其相互碰撞的機(jī)率比在常態(tài)下的熱運(yùn)動(dòng)碰撞機(jī)率大大增加，因此能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)量多而顆粒小的CaCO3微晶粒。這些微晶顆粒上大約有4%～5%的活性表面，它能吸附水中的有機(jī)陰離子，甚至是極化后的水分子，從而使得CaCO3微晶粒成為帶負(fù)電荷的小顆粒，這些微晶CaCO3小顆粒因帶同種電荷而互相排斥，分散于水中，從而使它們不能再聚集成大的CaCO3晶粒。由于荷電陰離子吸附在活性面上，阻擋Ca2+和Ca32-離子向活性面上聚集使微晶不能長(zhǎng)大。但是隨著循環(huán)水濃縮倍數(shù)的增大，水中的Ca2+和 離子的濃度也增大，逐漸在微晶的非活性慢發(fā)育面上集聚生長(zhǎng)，從而遮蓋住陰離子導(dǎo)致CaCO3顆粒繼續(xù)長(zhǎng)大，所以單電子處理只有較小的極限碳硬值。

如果在循環(huán)水中加入少量阻垢劑，例如HEDP（羥基乙叉二膦酸）、PAA（聚丙烯酸）或ATMP（氨基三甲義膦酸），它們的分子或離子中都含有大量負(fù)電荷的官能團(tuán)，一旦被CaCO3微晶顆粒的活性格點(diǎn)吸附后，使微晶顆粒負(fù)荷電量更大，顆粒間的排斥力更大、分散性更好、穩(wěn)定性也更好、極限碳硬也更高。如果再適當(dāng)用酸中和部分堿度，可使循環(huán)水穩(wěn)定碳硬提得很高，從而適應(yīng)循環(huán)水的高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行。

例如，在循環(huán)水模擬系統(tǒng)上用地下水所做單電子處理極限穩(wěn)定值時(shí)的循環(huán)水水質(zhì)為:φ（循環(huán)水濃縮倍數(shù)）=2.89倍，HCa（鈣硬度）=11.6 mmol/L（毫克分子/升），MA（全堿度）=9.2 mmol/L（毫克分子/升），DD（導(dǎo)電率）=1 160 μS/cm（微西/厘米），pH=8.69，水溫34.7℃。

當(dāng)采用阻垢劑（MD蒙達(dá)288型）1 mg/L，加酸調(diào)MA（全堿度）=7.0 mmol/L協(xié)合處理時(shí)，其極限值時(shí)的水質(zhì)則為:φ=7.88倍，HCa=32 mmol/L，MA=7.0 mmol/L，DD=2 800 μS/cm，水溫35℃。

可以看到，通過(guò)電子—化學(xué)（加MD 288 1 mg/L，加酸調(diào)堿度=7.0 mmol/L）協(xié)合處理可將循環(huán)水濃縮倍數(shù)提得很高，從而滿(mǎn)足節(jié)約補(bǔ)充水的要求。

其次電子處理不僅具有穩(wěn)定碳硬的作用，同時(shí)還具有很強(qiáng)的殺菌滅藻作用。不僅能殺滅循環(huán)水中的浮游微生物，還能殺滅傳熱面上生物膜中的菌類(lèi)，從而使凝汽器長(zhǎng)期保持高清潔度。

由于菌藻細(xì)胞質(zhì)中都含有蛋白質(zhì)、水、無(wú)機(jī)鹽份及一些維生素類(lèi)物質(zhì)，它們多數(shù)都是極性高分子化合物，在高頻電場(chǎng)作用下會(huì)隨電場(chǎng)極性變動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由于分子量的不同而互相磨擦產(chǎn)生內(nèi)熱，使細(xì)胞生理過(guò)程無(wú)法正常進(jìn)行而死亡。實(shí)際的應(yīng)用證明殺菌效果很好，可以不再用化學(xué)殺生劑。由于電子處理連續(xù)不斷的作著殺生處理（每小時(shí)可作2～4次處理）所以效果一般很好，凝汽器傳熱面上無(wú)粘性感覺(jué)，可使凝汽器長(zhǎng)期保持高清潔度。

2 電子—化學(xué)協(xié)合處理應(yīng)用現(xiàn)狀

已投運(yùn)10臺(tái)機(jī)組的電子—化學(xué)協(xié)合循環(huán)水處理，機(jī)組容量從125 MW到660 MW。從水質(zhì)來(lái)看，有水庫(kù)水、城市排水和井水混合水、地下水和黃河水。根據(jù)水質(zhì)不同，對(duì)水質(zhì)較好的水庫(kù)水僅單純電子處理，不添加任何化學(xué)藥劑也取得了很好的效果。水質(zhì)較差的地下水和黃河水則采用了電子-化學(xué)協(xié)合處理，阻垢劑劑量一般只保留原化學(xué)處理劑量的1/2～1/3，并以加酸調(diào)整堿度至6～7 mmol/L或5～6 mmol/L，使循環(huán)水濃縮倍數(shù)提高到4～5或5～6倍，不再進(jìn)行化學(xué)殺生處理。這樣能使凝汽器管上無(wú)硬垢，也無(wú)生物粘泥，可使凝汽器清潔度（β）從化學(xué)處理時(shí)的0.72～0.8提高到0.9～0.95，并長(zhǎng)期保持于高清潔度運(yùn)行。

電子處理器殺生效果可使循環(huán)水中異養(yǎng)菌總數(shù)達(dá)到國(guó)標(biāo)GB50050-95（≤5×105個(gè)/ml）。

對(duì)于采用一般地表水和地下水作補(bǔ)充水水源的機(jī)組，若循環(huán)水濃縮倍數(shù)在4～5或5～6時(shí)，Cl-濃度在0～200 mg/L，凝汽器銅管HSn70-1A腐速一般在0.0017～0.0048 mm/a。國(guó)產(chǎn)304不銹鋼的腐速也均能達(dá)國(guó)標(biāo)<0.005 mm/a的要求，不需作任何其他處理。但對(duì)于使用黃河水作補(bǔ)充水的循環(huán)水，當(dāng)Cl-在500～1 000 mg/L的高腐蝕性水時(shí)應(yīng)適當(dāng)作緩蝕劑保護(hù)處理。

3 節(jié)能減排降耗成效及與化學(xué)處理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1 山東萊蕪電廠應(yīng)用

山東萊蕪電廠1號(hào)機(jī)組容量為125 MW，循環(huán)水系統(tǒng)為敞開(kāi)式，凝汽器為雙行表面式，型號(hào)為N-7000-1型。循環(huán)水流量額定值為16 000 t/h。循環(huán)水處理一直沿用化學(xué)處理，補(bǔ)充水為水庫(kù)水，阻垢劑采用HEDP（羥基乙叉二膦酸）和ATMP（氨基三甲叉膦酸）的對(duì)半混合液年使用量42 t（1.2萬(wàn)元/ t），殺生劑（季胺鹽）年使用量為4 t（1.5萬(wàn)元/t）。阻垢劑費(fèi)每年為50.4萬(wàn)元，殺生劑費(fèi)用每年約6萬(wàn)元，兩項(xiàng)費(fèi)用共為56.4萬(wàn)元。

電子處理器的功率為8 kW，設(shè)1年工作時(shí)數(shù)為5 500 h，年耗電量44 000 kW·h。若廠用電電費(fèi)為0.35元/kW·h，則1年電費(fèi)為15 400元。

化學(xué)處理時(shí)，循環(huán)水濃縮倍數(shù)只能維持1.7～1.9（平均1.84倍）其循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水量

式中：E為冷卻塔蒸發(fā)損失率 （取1.4%）；φ為循環(huán)水濃縮倍數(shù)；R為循環(huán)水流量（取12 000 t/h）；計(jì)算得m化＝368 t/h。

單電子處理時(shí)，循環(huán)水濃縮倍數(shù)可提到2.5～3.0倍（平均2.69倍），按（1）式計(jì)算其補(bǔ)充水量為m電＝267.4 t/h，節(jié)約補(bǔ)充水量368-267.4＝100.6 t/h。因此1年可節(jié)約補(bǔ)充水100.6t/h×5500h/年＝553300 t/年，補(bǔ)充水0.9元/t，則1年可節(jié)約補(bǔ)充水費(fèi)49.80萬(wàn)元。

系統(tǒng)排污水量β

式中：β為循環(huán)水系統(tǒng)排污水量，t/h；W為冷卻塔風(fēng)吹損失率（取0.1%）；φ為循環(huán)水濃縮倍數(shù)；R為循環(huán)水流量，t/h（取12 000 t/h）。

化學(xué)處理時(shí)循環(huán)水的平均φ值為1.84倍，按（2）式計(jì)算β化＝188 t/h；電子處理時(shí)φ值平均為2.69倍計(jì)算β電＝99.2 t/h。采用電子處理可減少排污水量（188-99.2）＝88.8 t/h，而1年（設(shè)工作時(shí)數(shù)為5 500 h）可減少排污水48.84萬(wàn)t，每年減少排污費(fèi)36.63萬(wàn)元。

從節(jié)約能源角度來(lái)看，由于采用電子處理后，凝汽器清潔度從0.72上升為0.82，機(jī)組的發(fā)電汽耗率由3.182 kg/kW·h下降為3.127 kg/kW·h，機(jī)組的平均負(fù)荷為112.35 MW，若機(jī)組1年的有效工作時(shí)數(shù)為5 500 h，則1年可節(jié)約發(fā)電蒸汽量 G＝（3.182-3.127）×112 350 kW×5 500 h/a＝33 985 875 kg/a（即33 985.875 t發(fā)電蒸汽）。125 MW機(jī)組發(fā)1 kW·h電需3.2 kg蒸汽，因此，相當(dāng)于1年可多發(fā)電10 620 585 kW·h，發(fā)電煤耗率為360 g/kW·h，每年可節(jié)約燃煤3 823.41 t。若每噸煤價(jià)為650元，則相當(dāng)于每年節(jié)約了248.52萬(wàn)元。

萊蕪電廠1號(hào)機(jī)組循環(huán)水采用電子處理后共計(jì)節(jié)約 （50.4+6+49.8+36.63+248.52）-1.54＝389.81萬(wàn)元，節(jié)能效益占了總效益的64%，由于1年可節(jié)約煤炭3 823.41 t。即每小時(shí)節(jié)煤0.695 165 t，按額定負(fù)荷125 000 kW計(jì)算，每度電降低煤耗695 165 g/125 000 kW·h＝5.56 g/kW·h。

3.2 內(nèi)蒙達(dá)拉特電廠應(yīng)用

內(nèi)蒙達(dá)拉特電廠5號(hào)機(jī)組容量為330 MW，2003年投產(chǎn)。循環(huán)水系統(tǒng)為敞開(kāi)式，凝汽器為雙側(cè)單流程，補(bǔ)充水主要為黃河水。采用達(dá)拉特電廠自己生產(chǎn)的MD III K型阻垢劑，其劑量為150 kg/d，一年耗阻垢劑約45 t。每噸為1.2萬(wàn)元，合人民幣54萬(wàn)元。采用外購(gòu)殺生劑每月處理2次，每次耗殺生劑2 t，一年耗殺生劑約24 t，按1.5萬(wàn)元/t，合人民幣36萬(wàn)元。廠方認(rèn)為化學(xué)處理可以維持凝汽傳熱面不結(jié)硬垢，端差（根據(jù)2006年6-8月平均值）4.26℃，真空89.64%，但銅管表面仍有一定的生物粘泥。2007年3月為防止銅管腐蝕進(jìn)行了凝汽器的酸洗和硫酸亞鐵的成膜保護(hù)。同年6月4日正式投入電子－化學(xué)協(xié)合處理，MD III K （阻垢劑型號(hào)，蒙達(dá)三K型阻垢劑）采用原劑量的1/3（50 kg/d），加酸調(diào)節(jié)堿度維持為6～7 mmol/L。MD III K（阻垢劑型號(hào)，蒙達(dá)三K型阻垢劑）阻垢劑年用量15 t，合人民幣18萬(wàn)元。

加酸量每年400 t，濃度為98%的硫酸，硫酸1 000元/t，則年耗酸費(fèi)為40萬(wàn)元。這時(shí)殺生劑可不再使用，但由于濃縮倍數(shù)提升到4～5倍，循環(huán)水Cl-達(dá)到750～850 mg/L，需加少量BTA緩蝕劑，每天劑量為3.3 kg，大約每年需1 t BTA （苯并三氮唑, BTA為5萬(wàn)元/t）。其次電子處理的功率為30 kW，每年需耗電30 kW·h×5 500 h/a＝165 000 kW·h，廠用電價(jià)為0.35元/kW·h，則電費(fèi)為每年5.8萬(wàn)元。因此采用電子－化學(xué)協(xié)合處理后其總的處理費(fèi)用為：

18萬(wàn)元（阻垢劑15 t）+40萬(wàn)元（酸400 t）+5萬(wàn)元（BTA 1 t）+5.8萬(wàn)元=68.8萬(wàn)元；

而化學(xué)處理時(shí)共需MD III K阻垢劑45 t（合人民幣54萬(wàn)元），殺生劑24 t（合人民幣36萬(wàn)元），共90萬(wàn)元。

因此5號(hào)機(jī)采用電子－化學(xué)協(xié)合處理后的處理費(fèi)用可節(jié)約：90-68.8＝21.2（萬(wàn)元）。

化學(xué)處理時(shí)循環(huán)水濃縮倍數(shù)維持2.5～3.5倍（平均φ＝3倍），按（1）式計(jì)算其補(bǔ)充水量m化＝630 t/h；而采用電子－化學(xué)協(xié)合處理時(shí)循環(huán)水φ值維持4～5倍（平均φ＝4.5），計(jì)算其補(bǔ)充水量為m電＝540 t/h。采用電子－化學(xué)協(xié)合處理時(shí)每小時(shí)可節(jié)約水量90 t，每年可節(jié)約（90×5 500 h/年）=54萬(wàn)t補(bǔ)充水。每噸補(bǔ)充水價(jià)仍為0.9元，則合人民幣44.55萬(wàn)元。另外，化學(xué)處理時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)排污量 β化按（2）式計(jì)算為180 t/h。電子－化學(xué)協(xié)合處理時(shí)β電計(jì)算為90 t/h。當(dāng)采用電子協(xié)合處理時(shí)可減少向環(huán)境水道排放180-90＝90 t/h的污水，可少排放90 t/h×5 500 h/a＝495 000 t/a污水，這就大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。并且可減少排污費(fèi) 495 000 t/a×0.75元/t= 37.125萬(wàn)元/a。

2007年6月4日，5號(hào)機(jī)組電子－化學(xué)協(xié)合處理投入運(yùn)行后，真空度逐漸好轉(zhuǎn)，為避免氣溫影響，取6-8月的平均值91.49%作為電子處理后的凝汽器真空度。達(dá)拉特地方大氣壓β＝986.568 kPa，當(dāng)凝汽器真空度為91.49%時(shí)，凝汽器真空H＝980.65× 91.49/100-980.65+986.568＝903.115 kPa。

若以2007年5月的凝汽器工況來(lái)代表化學(xué)處理時(shí)工況，考慮到5月離3月的酸洗只差1個(gè)月，這時(shí)的數(shù)據(jù)缺乏代表性，因此用2006年6-8月的平均值來(lái)代替化學(xué)處理的工況比較合適。此時(shí)真空度為89.64%，凝汽器真空H＝980.65×89.64/100-980.65+986.57＝884.97 kPa，由此可見(jiàn)電子－化學(xué)協(xié)合處理后凝汽器真空升高了903.115-884.97＝18.14 kPa。根據(jù)（3）式將可多發(fā)：

式中：ΔN為汽輪機(jī)多發(fā)電功率，kW；ΔP為投入電子－化學(xué)協(xié)合處理改善凝汽器清潔度后所升高真空，kPa；Ne為汽輪機(jī)額定功率（取330 000 kW）；K為汽輪機(jī)因真空提高而多發(fā)電值ΔN占額定功率Ne的百分值，一般取K＝0.9。

每年工作小時(shí)數(shù)C＝5 500 h，1年可多發(fā)電

可節(jié)省的標(biāo)準(zhǔn)煤量

式中：q為汽輪機(jī)的熱耗率，kcal/kW·h（330 MW機(jī)組取q＝1 930 kcal/kW·h）；ΔW為1年多發(fā)電量，kW·h；每千克標(biāo)煤的發(fā)熱量為7 000 kcal/kg標(biāo)煤；ηL為鍋爐熱效率；ηg為管道熱效率 （一般情況下 ηL×ηg＝0.9）。

若1 t標(biāo)煤以650元計(jì)，即一年可節(jié)約人民幣601.91萬(wàn)元，因此達(dá)電5號(hào)機(jī)組在采用電子－化學(xué)協(xié)合處理后總的收益可達(dá)704.29萬(wàn)元。節(jié)能效益相當(dāng)于占了總效益的85.46%，根據(jù)1年的節(jié)煤量，可計(jì)算得5號(hào)機(jī)組每小時(shí)節(jié)煤1 683.66 kg，可降低煤耗率5.10 g/kW·h。

3.3邯峰電廠應(yīng)用

河北邯峰電廠1號(hào)機(jī)組容量為660 MW，系德國(guó)進(jìn)口設(shè)備，循環(huán)水系統(tǒng)為敞開(kāi)式，其凝汽器為單行程雙進(jìn)雙出，分甲凝和乙凝兩臺(tái)凝汽器。循環(huán)水額定水量為60 000 t/h。凝汽器換熱管為德國(guó)產(chǎn)304不銹鋼。

系統(tǒng)補(bǔ)充水為地下水，原水經(jīng)弱酸離子交換后，再補(bǔ)充循環(huán)水系統(tǒng)。后又改為60%地下水經(jīng)弱酸離子交換后再與40%地下水之混合水作系統(tǒng)補(bǔ)充水。循環(huán)水則采用加穩(wěn)定劑的化學(xué)處理，劑量為150 kg/d。2008年7月和8月上半月（1～15日）即是采用上述方式的化學(xué)處理。

2008年8月16日電子處理器投入運(yùn)行，因此2008年8月下半月（16～31日）及2008年9月、10月其補(bǔ)充水也是由60%弱酸交換水+40%原地下水的混合水，循環(huán)水處理仍是150 kg/d的水穩(wěn)劑處理，甲凝和乙凝的真空度均從94.72%和93.25上升為95.47%、94.34%。

2008年11月將補(bǔ)充水改成由30%的弱酸交換水加70%地下水之混合水，水穩(wěn)劑劑量由150 kg/d改成105 kg/d。循環(huán)水堿度加酸調(diào)整為5～6 mmlo/L的電子-化學(xué)協(xié)合處理。這時(shí)甲凝和乙凝的真空又分別上升到98.9%和95.26%，同年12月，將補(bǔ)充水全部改成地下水，水穩(wěn)劑量仍然為105 kg/d，循環(huán)水堿度仍調(diào)整為5～6 mmol/L。2009年3月，補(bǔ)充水以100%的地下水補(bǔ)充，循環(huán)水水穩(wěn)劑劑量采用105 kg/d，加酸調(diào)堿度為5～6 mmol/L的電子-化學(xué)協(xié)合處理，甲凝和乙凝的真空度分別提高為99.68%和99.45%。

2009年4月，補(bǔ)充水仍為100%地下水，而水穩(wěn)劑劑量改為75 kg/d，堿度仍控制于5～6 mmol/L，濃縮倍數(shù)維持4～5倍，甲凝和乙凝的真空度仍保持于99.65%和99.40%，這就表明補(bǔ)充水全部由地下水直補(bǔ)系統(tǒng)，循環(huán)水水穩(wěn)劑降為75 kg/d，堿度加酸調(diào)整于5～6 mmol/L，電子-化學(xué)協(xié)合處理方式可維持凝汽器于高清潔度下長(zhǎng)期運(yùn)行，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以2007年7月的化學(xué)處理和2009年4月的電子-化學(xué)協(xié)合處理相對(duì)比，兩種不同方式，其阻垢劑指標(biāo)完全不同。化學(xué)處理時(shí)需添加阻垢劑45 t/a，而電子-化學(xué)協(xié)合處理時(shí)只需22.5 t/a，很顯然每年可節(jié)約阻垢劑22.5 t，每噸阻垢劑為1.2萬(wàn)元，則每年可節(jié)約27萬(wàn)元。化學(xué)處理時(shí)殺生劑需10 t/a，而電子-化學(xué)協(xié)合處理則不需要。每噸殺生劑若為1.5萬(wàn)元，則節(jié)約殺生劑15萬(wàn)元。

化學(xué)處理時(shí)需投入弱酸離子交換系統(tǒng)，再生弱酸離子交換樹(shù)脂需用鹽酸，估計(jì)1臺(tái)機(jī)組每年需2 000t，若每噸濃度30%鹽酸為750元，則2000 t約人民幣150萬(wàn)元。電子-化學(xué)協(xié)合處理不需用鹽酸，但需用硫酸中和調(diào)節(jié)循環(huán)水堿度每年大約需720 t，濃度98%硫酸為1 000元/t，則每年硫酸費(fèi)用約為72萬(wàn)元，采用電子-化學(xué)協(xié)合處理時(shí)可以節(jié)約（150-72=78）78萬(wàn)元。其次電子-化學(xué)協(xié)合處理中φ值從化學(xué)處理時(shí)3.7倍提高到4.44倍按照（1）式可計(jì)算m化=959.3 t/h，而電子處理時(shí)m電=903 t/h，每小時(shí)可節(jié)約補(bǔ)水（959.3-903）=56.3 t/h，每年可節(jié)水56.3×5 500 h/a=309 650 t，若每噸補(bǔ)充水按0.9元計(jì)，則可每年節(jié)水費(fèi)約27.87萬(wàn)元。同時(shí)，可按（2）式計(jì)算β化=209.25t/h，β電=153.5t/h，當(dāng)采用電子-化學(xué)協(xié)合處理時(shí)可節(jié)約209.25-153.5=55.75t/h，每年可少排55.75×5 500=306 625 t污水。按規(guī)定每噸排污水按繳費(fèi)0.75元，則可少繳排污費(fèi)23.00萬(wàn)元，合計(jì)節(jié)藥、節(jié)水、減少排污170.87萬(wàn)元。

另外，由于采用電子-化學(xué)協(xié)合處理后凝汽器清潔度提高，使甲凝和乙凝的真空度達(dá)到99.65%和99.40%，平均為99.52%，考慮11月后氣溫降低的影響，采用8月下半月至9月的平均真空度94.96%代表電子-化學(xué)處理時(shí)的真空度比較合適。化學(xué)處理時(shí)真空度，甲、乙凝分別取94.62%和92.84%，平均為93.73%，邯峰當(dāng)?shù)卮髿鈮?81.24 kPa，則 5號(hào)機(jī)組真空 H=980.65×93.73/100-980.65+981.24=919.163 kPa。當(dāng)采用電子-化學(xué)協(xié)合處理時(shí)，凝汽器真空 H=980.65×94.96/100-980.65+981.24=931.815 kpa，真空提升了12.06 kPa。按照（3）式計(jì)算可增加的機(jī)組發(fā)電量ΔN=7 306.91 kW，可增發(fā)電量 ΔW=ΔN×5 500 h/a=40 188 020 kW·h/a，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量可按（4）式計(jì)算t=標(biāo)準(zhǔn)煤（即11 769.35 t標(biāo)煤，式中1 845 kcal/kW·h是超臨界660 MW汽輪機(jī)熱耗率）。若每噸煤為650元，則相當(dāng)于節(jié)約了人民幣765萬(wàn)元?？偣补?jié)約3 935.8萬(wàn)元。其中節(jié)能費(fèi)用占了82%。根據(jù)每年節(jié)煤計(jì)算得每小時(shí)節(jié)煤量為2 139.882 kg，機(jī)組額定發(fā)電量660 000 kW，則機(jī)組降低煤耗率為3.24 g/kW·h。

4 結(jié)論

1）根據(jù)西安熱工研究院提供的《邯峰發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組加裝電子處理裝置技術(shù)咨詢(xún)結(jié)果報(bào)告》（報(bào)告編號(hào)：TPR1/TL-RA-XXX-2009），結(jié)論如下：“1號(hào)機(jī)組循環(huán)冷卻水電子-化學(xué)協(xié)合處理動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)及工業(yè)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果，水穩(wěn)劑有效含量0.85 mg/ L（相當(dāng)原工藝的1/3劑量）和1.28 mg/L（相當(dāng)原工藝的1/2劑量）時(shí)，工業(yè)應(yīng)用循環(huán)水濃縮倍率分別為5.60和8.22倍，可以維持循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)結(jié)垢運(yùn)行。 ”

1號(hào)機(jī)組電子-化學(xué)協(xié)合處理調(diào)試結(jié)果表明：

技術(shù)方面：“2009年3-5月調(diào)試期間，1號(hào)機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率由原弱酸交換－水穩(wěn)劑處理工藝的3.70倍上升到最高4.82倍，水質(zhì)穩(wěn)定參數(shù)ρA和PS1的平均合格率分別為100%和94%；腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果表明，TP304不銹鋼的均勻腐蝕速率<0.005 mm/a；1號(hào)機(jī)（未加殺生劑）的微生物的控制狀況良好，表明電子處理設(shè)備具有較好的殺生效果；調(diào)試期間的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足合同規(guī)定要求?！?/p>

經(jīng)濟(jì)方面：“邯峰電廠提供的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，與上年同期比，1號(hào)機(jī)組年節(jié)約總費(fèi)用約316.64萬(wàn)元；1號(hào)、2號(hào)機(jī)同期比，年節(jié)約總費(fèi)用481.24萬(wàn)元（按年36億kW·h發(fā)電量計(jì)算），經(jīng)濟(jì)效益較為明顯?！币陨蟽身?xiàng)節(jié)約費(fèi)用均比筆者自行統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果高出許多，而且沒(méi)有計(jì)入節(jié)煤費(fèi)用。

2）西安熱工研究院報(bào)告結(jié)論還指出：“邯峰電廠生水作補(bǔ)充水時(shí)，在水穩(wěn)劑量0.85 mg/L條件下，電子-化學(xué)協(xié)合處理工藝的工業(yè)應(yīng)用值為5.60倍；在水穩(wěn)劑量1.28 mg/L的條件下，單化學(xué)處理工藝的工業(yè)應(yīng)用值為5.94倍，而電子-化學(xué)協(xié)合處理工藝的工業(yè)應(yīng)用值為8.22倍。在相同的水穩(wěn)劑量和相同試驗(yàn)條件下，電子-化學(xué)協(xié)合處理工藝比單化學(xué)處理工藝提高循環(huán)水濃縮部率22%～38%。由于1號(hào)機(jī)冷卻塔循環(huán)水濃縮倍率提高，與上年同期比，1號(hào)機(jī)年度節(jié)約新鮮水66.87萬(wàn)t，年節(jié)約總費(fèi)用316.6萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益較為明顯?！?/p>

報(bào)告結(jié)論指出：“電子處理設(shè)備殺生效果較好”。

3）由于河北邯峰電廠1號(hào)機(jī)組采用電子－化學(xué)協(xié)合處理循環(huán)水使凝汽器的清潔度提高，甲凝和乙凝的真空度高達(dá) 94.62%和 92.84%，平均為93.73%，（2009年8月－9月）真空提升了12.06kPa，按年運(yùn)行5 500 h計(jì)，相當(dāng)年多發(fā)電量40 188 020 kW·h，則節(jié)約標(biāo)煤11 769.35 t。每噸標(biāo)煤按650元計(jì)（實(shí)際高于此值）年節(jié)省運(yùn)行成本765萬(wàn)元。不僅經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，而且可減排CO23.08萬(wàn)t，減排SO2100 t，減排NxO 87 t，社會(huì)效益也十分可觀。邯峰電廠委托西安熱工研究院監(jiān)測(cè)電子－化學(xué)協(xié)合處理循環(huán)水時(shí)，沒(méi)有提出監(jiān)測(cè)真空度和降低煤耗率的要求，因此，西安熱工研究院的報(bào)告中沒(méi)有相關(guān)的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

4）內(nèi)蒙達(dá)拉特電廠5號(hào)機(jī)組和山東萊蕪電廠1號(hào)機(jī)組同樣表明，循環(huán)水采用電子－化學(xué)協(xié)合處理，提高了極限穩(wěn)定硬度。因而提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，大大節(jié)約用水。且其殺生作用明顯，不僅能殺死浮游菌類(lèi)，也能殺死凝汽器表面生物膜中的菌類(lèi)，使凝汽器傳熱面長(zhǎng)期保持高清潔度。

附注：根據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的數(shù)據(jù)，節(jié)約1t標(biāo)煤，相當(dāng)減排CO22620kg/t，SO28.5kg/t，NxO7.4 kg/t。

The Electronic-chemical Coordinate Treatment of Circulating Water

This paper introduces the basic principle and the present application situation of the electronic-chemical treatment in brief.Based on the application examples in power stations,also analyses the produced effects of the saving energy,the redaction low down and the cutting down consumption,and compares the obtained economic benefit.

circulating water;coordinate treatment;saving energy and reduction blow down

book=55,ebook=55

TK223.5

B

1007－9904（2010）04－55－05