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        發(fā)電廠循環(huán)冷卻水節(jié)水措施及優(yōu)化處理方案的研究

        2021-01-21 05:46:20張凱
        家園·電力與科技 2021年14期
        關(guān)鍵詞:節(jié)水

        摘要:重點(diǎn)探討通過(guò)提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)有效減少循環(huán)水補(bǔ)充水量與排污水量,達(dá)到節(jié)水和實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)廢水零排放的目標(biāo);同時(shí)對(duì)高濃縮倍數(shù)下的循環(huán)冷卻水提出優(yōu)化處理方案,以保證循環(huán)冷卻水在較高的濃縮倍數(shù)條件下也能正常運(yùn)行,不但可以節(jié)約水資源、提高產(chǎn)能,并且可以保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。

        關(guān)鍵詞:循環(huán)冷卻水;節(jié)水;濃縮倍數(shù);優(yōu)化處理

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)水資源的矛盾日益突出,水、合理利用水的發(fā)展已成為當(dāng)務(wù)之急。電力行業(yè)是一個(gè)大型的消費(fèi),為了保證電力行業(yè)的健康發(fā)展,提高發(fā)電企業(yè)的水平,必進(jìn)行水的消耗,以改變?cè)谥袊?guó)的廣泛的電力模式。開(kāi)展節(jié)約用水作是我國(guó)電力與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。它將有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)效益。當(dāng)前,大力開(kāi)展節(jié)水工作是我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的方向?;餷廠的水系統(tǒng)是復(fù)雜的,水資源的消耗主要是蒸發(fā)、排污、泄漏、溢等。濕式冷卻塔的蒸發(fā),灰場(chǎng)灰水蒸發(fā),蒸發(fā)的脫硫系統(tǒng);污水主鍋爐排污,排污單位開(kāi)始洗水塔,排放,化工用水洗和放電,主蒸系統(tǒng)的內(nèi)部和外部泄漏,溢出操作監(jiān)管不到位和溢水等。

        1高濃縮倍數(shù)下的循環(huán)冷卻水優(yōu)化處理方案

        循環(huán)冷卻水處理的目的就是防止或減緩冷卻系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕﹑微生物生長(zhǎng)和結(jié)垢等問(wèn)題。在電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,凝汽器管材采用耐腐蝕性很強(qiáng)的不銹鋼,而且原水中的CI、so2含量低,當(dāng)濃縮倍數(shù)為6時(shí),CI含量48mg/L,基本對(duì)設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生腐蝕。因此,循環(huán)冷卻水處理的主要目的是防止水垢產(chǎn)生,其次是控制微生物生長(zhǎng)。

        1.1防結(jié)垢處理

        每―種水在實(shí)際運(yùn)行條件下,都有一個(gè)不結(jié)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(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或運(yùn)行調(diào)試來(lái)確定,而根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),極限碳酸鹽硬度通常為8~10mmol/L(以CaCO3,計(jì))。

        1.1.1加酸處理

        循環(huán)水的加酸處理通常采用硫酸,很少采用鹽酸,因?yàn)榱蛩岜塞}酸便宜,而且鹽酸中的CI對(duì)系統(tǒng)有腐蝕性。

        循環(huán)冷卻水加硫酸的量可通過(guò)監(jiān)測(cè)循環(huán)水的pH值來(lái)控制,—般控制循環(huán)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(chē)送入濃硫酸貯罐,濃硫酸貯罐一般高位布置,利用濃硫酸計(jì)量泵將濃硫酸送入循環(huán)水泵吸水井或冷卻塔水池,工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行操作方便。加濃硫酸設(shè)備及管道閥門(mén)接觸介質(zhì)部分均需耐濃硫酸腐蝕,可采用碳鋼或碳鋼襯聚四氟材質(zhì)。

        1.1.2加阻垢劑處理

        某些化學(xué)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(chēng)為阻垢劑。阻垢劑的加藥量一般為2~5mg/L,一般所能穩(wěn)定的極限碳酸鹽硬度為8~10mmol/I。

        1)阻垢劑的種類(lèi)

        阻垢劑的種類(lèi)很多,常用的阻垢劑包括聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸﹑聚羧酸類(lèi)(如聚丙烯酸﹑聚馬來(lái)酸酐等)。

        聚磷酸鹽和有機(jī)膦酸的缺點(diǎn)是增加了水體營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)了微生物繁殖;聚羧酸類(lèi)如聚丙烯酸﹑聚馬來(lái)酸酐等無(wú)磷聚合物,曾被認(rèn)為是無(wú)毒、污染很小、環(huán)境友好型,而近年研究發(fā)現(xiàn):盡管毒性較低,它們一般無(wú)法被生物降解或只有很弱的生物可降解性。

        20世紀(jì)90年代,無(wú)磷、生物可降解的綠色緩蝕阻垢劑如聚環(huán)氧琥珀酸和聚大冬氨股極)并得到一定的應(yīng)用。聚環(huán)氧琥珀酸簡(jiǎn)稱(chēng)PESA,是一種無(wú)磷無(wú)氮、可生物降解的綠色阻垢劑,PESA對(duì)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(ài)理1作F用。水人幾酸簡(jiǎn)稱(chēng)PASP,是一種無(wú)磷無(wú)毒、無(wú)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(jié)垢的發(fā)生%'。

        2)加阻垢劑設(shè)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(huán)冷卻水中的微生物會(huì)產(chǎn)生和守以以生物腐蝕,生物體附著在設(shè)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(shè)備。同時(shí)水中的細(xì)菌、微生物含量較高時(shí),會(huì)加速管道及設(shè)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(xù)時(shí)間為1h。循環(huán)冷卻水游離氯最優(yōu)控制范圍為0.2~0.4mg/LR,采用沖擊式投加。

        由于生長(zhǎng)在冷卻水中的微生物種類(lèi)甚多,同一種藥劑對(duì)不同微生物的效果可能不同,專(zhuān)用一種殺菌劑往往會(huì)使微生物漸漸產(chǎn)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(gè)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(shè)備

        采用外購(gòu)殺菌劑的方式,只需設(shè)置次氯酸鈉貯罐及計(jì)量泵,此方案具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,無(wú)需經(jīng)常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

        2節(jié)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(yè)廢水處理后作為冷卻塔循環(huán)水的補(bǔ)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(jīng)處理后水質(zhì)較好可以作為冷卻塔循環(huán)水補(bǔ)給水。而水質(zhì)較差的化學(xué)污染水、含油廢水、工業(yè)廢水等,可用于調(diào)濕灰用水、沖煤灰場(chǎng)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(bǔ)給水源,即可以有效節(jié)約新鮮水資源,又可以減少污水排放,在水資源短缺的地區(qū)特別適用。中水回用在國(guó)內(nèi)已有成功應(yīng)用實(shí)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(yīng)用實(shí)例,且已經(jīng)開(kāi)始采用海水淡化工藝,進(jìn)一步解決生產(chǎn)和生活用水。

        2.4除灰系統(tǒng)節(jié)水

        濕式除灰系統(tǒng)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(tǒng)盡量做到閉路循環(huán)。同時(shí)﹐火電廠采用灰渣分排可節(jié)約40%的沖灰水,也有利于灰渣綜合利用。

        3節(jié)水工作應(yīng)遵循的原則

        3.1根據(jù)全廠的水平衡綜合管理用水的原則

        火電廠的水系統(tǒng)是龐大而復(fù)雜的,各層次的系統(tǒng)、設(shè)備的水量、水量和比例隨季節(jié)的變化而變化的單位的負(fù)荷,所以必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做好全廠水平衡試驗(yàn)。在水平衡數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,可獲得節(jié)水措施的效果。

        3.2不同水質(zhì)的水梯級(jí)使用原則

        所謂梯級(jí)使用,指的是用戶根據(jù)要求的水質(zhì)量的劃分等級(jí),上層作為下一級(jí)的排水,下一級(jí)的排水和下一級(jí),最終的目標(biāo)是節(jié)約淡水。在水的使用中,由于生產(chǎn)的濃縮或水的水質(zhì)不同,往往在不同的水質(zhì)條件下,使系統(tǒng)能減少水量或降低水處理成本。

        結(jié)語(yǔ)

        我國(guó)火電廠面對(duì)水資源日益緊缺的現(xiàn)狀,必須開(kāi)源節(jié)流。開(kāi)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(bǔ)給水水源。電廠基于節(jié)約水資源,降低取水成本,同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放的要求,采用適當(dāng)?shù)墓?jié)水措施,在合理范圍內(nèi)盡可能提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)并優(yōu)化循環(huán)水處理方案是可行的,具有非??捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        參考文獻(xiàn)

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        作者簡(jiǎn)介:姓名:張凱,(出生年份-),1989年生,性別,男,籍貫,江蘇徐州人,學(xué)歷:本科,專(zhuān)業(yè)方向:熱能與動(dòng)力工程。

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