黃松

中水在火電廠中的應用

黃松

（天津市津能工程管理有限公司，天津，300384）

隨著水資源的日益緊張，近年來將污水深度處理已成為城市發(fā)展的必然選擇。結合工程實例探討了火電廠中水應用推廣。通過中水試驗研究和電廠使用中水的實際情況，分析了中水使用存在的問題。在采取有效措施后，中水已成功大規(guī)模用作于火電廠的循環(huán)冷卻和鍋爐補給水源。中水回用于火電廠生產(chǎn)具有廣闊前景，未來將持續(xù)發(fā)展，在推動環(huán)保和節(jié)水工作方面發(fā)揮積極作用。

中水；火電廠；節(jié)水；環(huán)保

引言

1　中水處理工藝與水質分析

1.1中水處理工藝

中水是介于上水和下水之間的一種水質，目前污水處理廠采用活性污泥法對生活污水進行二級處理，污水處理廠二沉池出水供給中水廠進行進一步深度處理后，可供用戶使用。供居民區(qū)使用的中水采用連續(xù)微濾膜（CMF）和反滲透（RO）處理，并加入臭氧脫色消毒，以保證達到 《城市污水再生利用 城市雜用水水質》（GB/T18920—2002） 標準。而對工業(yè)用中水，采用混凝、沉淀、過濾、消毒為主的處理工藝，對火電廠使用的中水還要求達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》（GB/T19923-2005）標準，若水質達不到標準，采取與反滲透膜處理出水混合的方式對其改善，以滿足工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)用水要求[1]。工業(yè)用中水的主要處理工藝流程如圖1所示；供居民用戶的中水處理工藝流程如圖2所示。

圖1　工業(yè)用中水的主要處理工藝

圖2　居民用中水的主要處理工藝

1.2中水水質分析

火電廠通常使用銅管作為凝汽器及輔機冷卻器管材。為更好利用中水，我單位在電廠工程建設期間對中水水質進行了抽樣分析。從水質分析結果來看，中水中的COD、氨氮、總磷、細菌等指標仍大大超過天然地表水。根據(jù)《發(fā)電廠凝汽器及輔機冷卻器管選材導則》（DL/T712-2010），銅管材的凝汽器只適用于清潔的冷卻水[2]，水質要求如下：[S2-[＜0.02 mg/L，[NH3]＜1 mg/L， [NH3-N]＜1 mg/L，CODMn＜10 mg/L。

如不采取措施，將超標中水直接用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，將會對管道系統(tǒng)，尤其對凝汽器銅管產(chǎn)生極大地危害（如腐蝕等）。因而在使用中水時，需根據(jù)水質情況，通過試驗選取適用的管材。

2　管材選取試驗

為使中水能夠得到有效、合理利用，筆者在陳塘莊熱電廠二期建設期間，曾與科研單位共同開展使用中水作為循環(huán)冷卻水時的凝汽器管材選材試驗。

2.1試驗思路

然而，我們日常所見到的楊鵬，卻是溫潤內斂的，未語先笑，聊天時會隨時注意你的情緒，吃飯時會偷偷轉動桌盤便于你夾菜，出來做活動多是獨身一人，只身仗劍走天涯。這樣的楊鵬，與一個俠客的形象似乎很難重疊起來。然而，從某些場景之中，你又依稀可以看到一個任俠豪氣的楊鵬。有次我去機場接他，遠遠地看著他單手拖著一個碩大的行李箱，不高的個子，卻走出龍行虎步的感覺，那一畫面，仿佛自帶了背景音樂。而當我強行接過他手中的行李箱，卻差點當場出糗——拖箱重得讓我恨不得立刻獻上自己的膝蓋，大呼一聲“猛將兄”才好。

試驗主要通過以下兩大步驟進行：

（1）采用動態(tài)模擬試驗，驗證中水直接用作循環(huán)冷卻水時，對系統(tǒng)中鋼管、銅管及不銹鋼管的腐蝕情況[3]。

（2）采用動態(tài)模擬試驗，驗證中水經(jīng)石灰凝聚深度處理后用作循環(huán)冷卻水，對系統(tǒng)中鋼管、銅管及不銹鋼管的腐蝕情況。

2.2試驗情況

動態(tài)模擬系統(tǒng)充分考查了濃縮倍率為2.5～3.0之間時，選用不同緩蝕劑的工況下，各種管材腐蝕速率，試驗結果如表1所示。

表1　深度處理前后中水對各種管材腐蝕速率的對比

2.3試驗結論

通過章節(jié)2.2中的試驗數(shù)據(jù)對比可以看出：

（1）在中水環(huán)境中，有換熱條件下的HSn-70-1AB或HAl-77-2管材，腐蝕率明顯高于0.005 mm/a的國家標準。中水經(jīng)深度處理，在選用緩蝕阻垢劑C后，HSn-70-1AB、HAl-77-2管材腐蝕速率可滿足國家標準；

（2）在使用碳鋼材質時，若不對中水進行深度處理，無論使用深度處理前后的中水，均腐蝕較重。然而，在全系統(tǒng)啟動前進行成保護膜處理，可以明顯減緩碳鋼材質的腐蝕；

（3）B30白銅與317L不銹鋼管材對中水適應性較強。

3　中水應用于鍋爐補給水

目前國內使用中水作為鍋爐補給水源的電廠已較為普遍。經(jīng)過充分論證，搬遷后的陳塘莊熱電廠采用中水作為余熱鍋爐補給水源，采用的處理工藝如圖3所示。

圖3　余熱鍋爐補給水處理工藝

經(jīng)上述系統(tǒng)處理后，水質達到以下指標：二氧化硅(SiO2) ≤20 μg/L，電導率(25℃) ≤0.2 μS/cm，TOC≤400 μg/L，滿足余熱鍋爐用水要求[4]。

4　環(huán)保效益及存在問題

搬遷后的陳塘莊熱電廠設計年耗水量約600萬噸[5]，已投產(chǎn)一年多時間。從目前中水使用情況看，效果良好。由于工程使用中水作為工業(yè)水源，減少了污水處理廠出水向外環(huán)境排放量：年減少排放CODCr總量為216.9 t，年減少排放NH3-N總量為18.8 t[6]，具有較好的環(huán)保效益。

從工程實踐看，中水在火電廠使用中還需解決如下問題：

（1）由于國內對環(huán)保問題不斷重視，環(huán)保部門在對大用戶污水總排口監(jiān)測方面日益嚴格。如環(huán)保部門要求搬遷后的陳塘莊熱電廠總排口排水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B排放標準（CODCr小于60 mg/L），而中水廠提供的中水CODCr指標一般在30～50 mg/L，在電廠循環(huán)使用濃縮后，將容易造成排放超標的問題。此問題需要與中水廠進行商討，由供水方采取適當措施提高供水水質，同時電廠要在使用時控制合理的濃縮倍率。

（2）搬遷后的陳塘莊熱電廠為適應使用中水，凝汽器及輔機冷卻器管均選用不銹鋼管材，循環(huán)水系統(tǒng)鋼管進行了防腐處理，且建設了深度處理設施，投資及占地較大，運行維護成本較高。

（3）中水無價格優(yōu)勢。目前天津地區(qū)供工業(yè)用戶的中水銷售價格為2.5元/噸，高于地表水。如要大規(guī)模推廣利用中水資源，仍需政府在政策上給予扶持，使經(jīng)濟效益能夠與使用地表水相比擬，促進社會效益與經(jīng)濟效益相結合。

5　結束語

目前我國水資源日趨緊張，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、減少污染，深度處理污水開發(fā)污水資源已是環(huán)保節(jié)水措施。目前中水已經(jīng)在北京、天津、山西、河北等地電廠廣泛利用，也取得了一定經(jīng)驗。天津地區(qū)水資源匱乏，未來中水回用項目也將越來越多，相信隨著中水利用研究的不斷深入，中水在電廠的應用也將更加廣泛。

[1]黃松. 火電廠使用中水問題的探討[C]// 天津市電力學會2004年學術年會. 2004.

[2]DL/T712-2010. 發(fā)電廠凝汽器及輔機冷卻器管選材導則[S].

[3]天津化工研究設計院. 陳塘莊電廠中水回用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)試驗研究開發(fā)報告[R].

[4]華北電力設計院有限公司. 陳塘莊電廠搬遷項目初步設計說明[Z].

[5]華北電力設計院有限公司. 陳塘莊電廠搬遷項目可研報告[R]. [6]天津市環(huán)境保護科學研究院. 陳塘莊電廠搬遷項目環(huán)評報告書[R].

Applications of Reclaimed Water in Thermal Power Plant

HUANG Song
(Tianjin Jinneng Engineering Management Co., Ltd., Tianjin, 300384, China)

As the lacking of water resources becomes more serious, sewage recycling has become an inevitable choice of the city development. The application of reclaimed water in thermal power plant is discussed with an engineering example. Based on the test results and using reclaimed water as the main water in the relocation project of the Tianjin Chentangzhuang Thermal power plant to explore the practical problem of reclaimed water using in the thermal power plant, and the measures should take. After taking effective measures, the reclaimed water has been successfully used in the thermal power plant for recycling cooling and boiler supply water. Reclaimed water reuse for the production of thermal power plant has broad prospects, and in the future, it will continue to develop, in promoting environmental protection and water saving work to play a positive role.

Reclaimed Water; Thermal Power Plant; Water Saving; Environment Protection

TU991.2

A

2095-8412 (2016) 05-873-03工業(yè)技術創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.011

黃松(1964-)，男，天津人，天津市津能工程管理有限公司部門經(jīng)理兼環(huán)保工程師，從事工程建設前期及環(huán)保工作。

E-mail: crhs2008@163.com