陳自衛(wèi)

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453635）

火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)耗水量大，本公司生產(chǎn)用水全部采用礦井疏干水，礦井疏干水，水質(zhì)差，煤泥雜質(zhì)多，水質(zhì)發(fā)黑，有機(jī)物多，處理比較困難，礦井疏干水的處理工藝和循環(huán)冷卻水水質(zhì)的控制是工作人員面臨的重要課題。

1 概況

華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司兩臺(tái)660MW 的發(fā)電機(jī)組，水源全部是礦井疏干水，礦井疏干水中碳酸鹽硬度和懸浮物含量高，屬中等含鹽量，水中懸浮物含量較高，煤渣較多，而且有機(jī)物較多，以煤屑為主的懸浮物，具有加藥后形成的礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)，處理困難。

礦井疏干水水質(zhì)不穩(wěn)定，水質(zhì)受煤礦企業(yè)的生產(chǎn)狀況影響不大，特別是出現(xiàn)采煤作業(yè)面涌水等緊急處理情況使水質(zhì)更差。處理概況：礦井疏干水進(jìn)入機(jī)械加速澄清池，經(jīng)加藥混凝沉淀澄清后，溢流至集水槽，水經(jīng)石灰混凝處理后再經(jīng)過(guò)雙室過(guò)濾器，除去懸浮物等雜質(zhì)，過(guò)濾、加酸調(diào)整pH，出水分兩路：一路進(jìn)入軟水池，用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水、過(guò)濾器反洗用水和系統(tǒng)的自用水；另一路分別補(bǔ)入#1、#2 機(jī)組循環(huán)冷卻水池。機(jī)械加速澄清池排泥收集至泥漿池，由泥漿輸送泵送入濃縮池。正常情況下，污泥沉降后經(jīng)輸泥泵輸送至脫硫漿液箱，作為脫硫劑使用；濃縮池的上層清水溢流到回收水池，由廢水泵打入機(jī)械加速澄清池進(jìn)口母管，系統(tǒng)處理過(guò)程中的廢水全部回收到機(jī)械加速澄清池，無(wú)廢水外排。礦井疏干水石灰混凝處理系統(tǒng)主要包括：混凝澄清系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、石灰系統(tǒng)、泥漿收集輸送濃縮及脫水系統(tǒng)、石灰處理加藥系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、廢水回收及輸送等子系統(tǒng)[1]。

2 礦井疏干水的處理技術(shù)

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

循環(huán)水石灰處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)按各次水樣中懸浮物含量最高的水質(zhì)分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)的處理容量，設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1。

表1 礦井疏干水設(shè)計(jì)水質(zhì)

2.2 礦井疏干水的混凝處理主要過(guò)程

這個(gè)過(guò)程是在機(jī)械加速澄清池內(nèi)進(jìn)行的，機(jī)械加速澄清池的運(yùn)行要求進(jìn)水、加藥和出水、排泥呈動(dòng)態(tài)平衡，運(yùn)行操作就是控制好這種動(dòng)態(tài)平衡，使它經(jīng)常保持在最優(yōu)越的條件下工作，控制的主要環(huán)節(jié)是加藥、排泥量和泥渣循環(huán)量。但是運(yùn)行中怎樣控制這些指標(biāo)才能保證出水的正常是我們研究的問(wèn)題。另外，還會(huì)遇到的情況有：水質(zhì)的異常變化、間歇運(yùn)行、負(fù)荷變動(dòng)、空氣混入和水溫的波動(dòng)、水量的急劇波動(dòng)等問(wèn)題，這些會(huì)影響機(jī)械加速澄清池的正常運(yùn)行，影響出水水質(zhì)。

2.3 運(yùn)行工況的監(jiān)督項(xiàng)目

清水層的高度，反應(yīng)室、泥渣濃縮室和池底等部位的懸浮泥渣量。此外，還應(yīng)記錄好進(jìn)水流量、加藥量、5 分鐘沉降比、排泥量、出水濁度等。鑒定水中懸浮泥渣量，通常采用的是一種被稱為沉降比的方法。機(jī)械加速澄清池出水水質(zhì)的監(jiān)督項(xiàng)目要根據(jù)處理方式的不同而有所不同，但最終要控制出水濁度，同時(shí)還應(yīng)監(jiān)督出水的pH、堿度等。

2.4 出現(xiàn)的異常問(wèn)題

送到電廠的礦井疏干水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)水質(zhì)，含有大量懸浮物、煤渣，煤中的油性物質(zhì)和有機(jī)物較多，以煤屑為主的懸浮物，具有加藥后形成的礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)，處理比較困難，出水質(zhì)量達(dá)不到要求。

2.5 工藝的改善

礦井疏干水水質(zhì)超過(guò)設(shè)計(jì)水質(zhì)，出水質(zhì)量差，影響鍋爐補(bǔ)給水處理設(shè)備的正常運(yùn)行，特別是超濾和反滲透對(duì)進(jìn)水要求標(biāo)準(zhǔn)高，否則會(huì)造成膜的污染和堵塞；同時(shí)補(bǔ)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后循環(huán)冷卻水必須大量排污才能保證濃縮倍率合格，造成大量水源的浪費(fèi)[2]。針對(duì)此難題進(jìn)行了研究，對(duì)礦井疏干水的石灰混凝處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)和跟蹤分析，分別實(shí)驗(yàn)了各種藥劑不同配比的出水水質(zhì)；驗(yàn)證了第一反應(yīng)時(shí)底部5 分鐘沉降比和出水濁度、懸浮物之間的關(guān)系；在出水水質(zhì)基本不變化的情況下，調(diào)整加藥量和排泥量，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，確定了最佳加藥量：

（1）石灰粉加入量280-330 克/噸；聚合硫酸鐵加入量42-55 克/噸；第一反應(yīng)時(shí)底部5 分鐘沉降比15%-21%。

（2）第一反應(yīng)時(shí)底部5 分鐘沉降比超過(guò)21%時(shí)，5 分鐘沉降比每增加相應(yīng)石灰粉加入量增加7 克/噸；聚合硫酸鐵加入量3 克/噸，排污量增加1%。

礦井疏干水經(jīng)過(guò)處理工藝的調(diào)整后出水質(zhì)量得到保證，水的濁度、硬度和懸浮物得到大幅地降低，石灰粉價(jià)格低，處理成本低，保證了生產(chǎn)的正常穩(wěn)定。

3 礦井疏干水處理后在火力發(fā)電廠作為循環(huán)冷卻水的應(yīng)用

（1）礦井疏干水經(jīng)處理作為火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水，循環(huán)冷卻水在冷卻過(guò)程中吸收了空氣中大量的灰塵、泥沙、微生物使系統(tǒng)的污泥增加，冷卻塔內(nèi)的光照、適宜的溫度、充足的氧都有利于細(xì)菌和藻類的生長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)粘泥增加，在換熱器內(nèi)沉積下來(lái)，造成了粘泥的危害，需要進(jìn)行殺菌處理，加殺菌劑是為了防止冷卻水系統(tǒng)中的微生物滋長(zhǎng)而形成污泥，必須對(duì)冷卻水進(jìn)行抑制微生物的處理，此類處理常簡(jiǎn)稱為殺菌處理。實(shí)際上，只要能抑制菌類的繁殖，不讓它們附著在器壁上，就無(wú)需完全殺死。殺菌的方法很多，我們采用的是非氧化性的1227 殺菌劑，間斷采用次氯酸鈉進(jìn)行殺菌，這樣交替進(jìn)行有很好的殺菌和抑菌的作用。為了達(dá)到殺死微生物的目的，不需要連續(xù)不斷地進(jìn)行，因?yàn)檫B續(xù)處理往往使微生物迅速適應(yīng)，產(chǎn)生抗藥性，采用上述殺菌方式，就能更有效地把循環(huán)冷卻水中菌類、藻類等有機(jī)物殺死。

（2）水在冷卻塔中蒸發(fā)使循環(huán)冷卻水中含鹽量逐漸增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，水中的溶解氧得到補(bǔ)充，使水中碳酸鹽在傳熱面上結(jié)垢或腐蝕發(fā)生傾向。投加緩蝕阻垢劑，這是目前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠普遍使用的一種防止循環(huán)冷卻水結(jié)垢、延緩腐蝕的水處理方法，阻垢劑和水中金屬離子產(chǎn)生的可溶性分散體物質(zhì)，使金屬離子的結(jié)垢作用受到限制，從而提高了水允許的極限碳酸鹽硬度；阻垢劑螯合鈣鎂離子，從而成為穩(wěn)定的分散的鹽類物質(zhì)，大大降低了結(jié)垢的可能性，在循環(huán)冷卻水中投加該類藥物后，循環(huán)冷卻水中會(huì)出現(xiàn)新的平衡關(guān)系?？刂谱韫竸┘铀帩舛葹?.0-5.0mg/L。這樣添加循環(huán)冷卻水阻垢劑，控制濃縮倍率，既避免了系統(tǒng)的腐蝕，又解決了結(jié)垢的問(wèn)題[3]。

4 驗(yàn)證

4.1 2017 年3 月#1 機(jī)組小修時(shí)對(duì)#1 機(jī)凝汽器進(jìn)行了檢查

A 側(cè)進(jìn)水室底部、管板有較多碎填料、膠球等雜物；B側(cè)進(jìn)水室較干凈，底部和管板有少量填料；管內(nèi)有粘泥，擦拭后露出金屬本色，不銹鋼管口脹口完好，無(wú)脫落和塌陷現(xiàn)象，部分管口有填料、膠球堵塞物，水室壁及支架完好；出水室干凈無(wú)雜物，有粘泥，基本無(wú)結(jié)垢、腐蝕；不銹鋼管口脹口完好，無(wú)脫落和塌陷現(xiàn)象。

4.2 大修報(bào)告熱力設(shè)備腐蝕評(píng)價(jià)

腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)用腐蝕速率或腐蝕深度表示，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 熱力設(shè)備腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4.3 熱力設(shè)備結(jié)垢、積鹽評(píng)價(jià)

結(jié)垢、積鹽評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)用沉積速率或總沉積量或垢層厚度表示，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 熱力設(shè)備結(jié)垢、積鹽評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本次華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司#1 機(jī)組熱力設(shè)備小修化學(xué)檢查結(jié)垢、積鹽結(jié)果顯示凝汽器不銹鋼管無(wú)結(jié)垢。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)機(jī)組兩次大小修的檢查和驗(yàn)證，礦井疏干水的處理工藝和應(yīng)用效果良好，既節(jié)約了用水、提高了濃縮倍率又保證了凝汽器無(wú)結(jié)垢、無(wú)腐蝕的發(fā)生、沒有淤泥的沉積，同時(shí)保證鍋爐補(bǔ)給水處理設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。