大型火力發(fā)電廠循環(huán)水處理方案

  杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用.

現(xiàn)在，能源工業(yè)開展迅速，火電廠大容量、高參數(shù)機組逐漸成為主力機組。眾所周知，火電廠是工業(yè)中用水最大用戶之一，因而，建造一個新電廠，優(yōu)先考慮節(jié)水辦法，努力完成對外零排放已勢在必行。而在電廠工業(yè)用水中，循環(huán)水彌補水占較大份額，這樣，優(yōu)化選擇循環(huán)水處理計劃，進步循環(huán)水濃度倍率，具有十分重要的含義。

　　1概略

　　在我國，水質(zhì)特色呈地域散布，重碳酸鹽類水約占河水的78%，華北地區(qū)為高硬水區(qū)域，西北地區(qū)為極高硬水區(qū)域。某電廠坐落較為缺水的華北地區(qū)，單機容量為600 MW等級的進口燃煤機組，冷卻水體系規(guī)劃選用帶有天然冷卻通風(fēng)塔的敞開式冷卻體系。循環(huán)水補水源于某水庫，水質(zhì)如表1。

　　由水庫月化驗陳述可知，7～8月水質(zhì)較好，3～4月水質(zhì)最差。

　　2常用循環(huán)水處理辦法簡述

　　現(xiàn)在，敞開式循環(huán)水處理辦法較多，大致可分為堅持水質(zhì)安穩(wěn)的阻垢處理、彌補水軟化和循環(huán)水質(zhì)調(diào)整三大類。即：

　　水質(zhì)安穩(wěn)處理。杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用在循環(huán)水中參加水質(zhì)安穩(wěn)阻垢劑，經(jīng)過螯合反響和表面吸附，可有用按捺或減緩循環(huán)水在傳熱面的成垢過程?，F(xiàn)在，常用的一些阻垢劑有聚磷酸鹽、多元膦酸、磷酸酯、聚羧酸及復(fù)合阻垢劑等。

　　彌補水軟化。該法是將循環(huán)冷卻體系彌補水中的碳酸鹽硬度(暫硬)除掉，即軟化處理，然后避免循環(huán)水體系構(gòu)成水垢。常用辦法有石灰處理法和離子交流法，其間石灰處理法是將生石灰參加水中生成消石灰，再與水中的碳酸鹽硬度發(fā)作反響，生成CaCO3和Mg(OH)2沉積，下降了水中的硬度和堿度，然后進行了軟化；離子交流法是運用弱酸陽離子交流樹脂具有作業(yè)交流容量大、再生比耗接近于1以及易于與碳酸鹽硬度發(fā)作反響的特性，經(jīng)過設(shè)備體系對循環(huán)彌補水進行軟化的。

　　杭州桂冠環(huán)保科技有限公司出產(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用水質(zhì)調(diào)整。所謂水質(zhì)調(diào)整是指向循環(huán)水中參加化學(xué)藥品，改動或調(diào)整水質(zhì)鹽分組成，使之不易構(gòu)成水垢。常用辦法有加酸法和爐煙處理法。加酸法是經(jīng)過向水中參加酸(一般為硫酸)，下降循環(huán)水中的碳酸鹽硬度，使其低于極限碳酸鹽硬度，然后減緩了斷垢傾向，到達防垢意圖。現(xiàn)在，加酸法常和阻垢處理復(fù)合運用，以添加作用。爐煙處理法是運用爐煙中含有CO2酸性物質(zhì)，參加循環(huán)水中，可有用按捺Ca(HCO3）2的分化反響，使循環(huán)水中鈣鹽堅持碳酸氫鹽狀況，避免了斷垢。

　　3計劃論證及技能經(jīng)濟比較

　　在循環(huán)水冷卻體系中，因為蒸騰、風(fēng)吹、滲漏、排污等丟失，構(gòu)成水量丟失，需彌補水，以到達水平衡。蒸騰、風(fēng)吹、滲漏丟失與氣候影響和設(shè)備體系構(gòu)成有關(guān)，電廠建成今后，一般是不變的。而排污丟失是隨循環(huán)水處理辦法的不同而不同，節(jié)水潛力最大。循環(huán)水濃縮倍率的凹凸，直接影響著排污率的大小。表2為某電廠2×600 MW夏日額外工況不同濃縮倍率下的水平衡。

　　由此可見，循環(huán)水體系選用高濃縮倍率處理辦法運轉(zhuǎn)，可有用地削減排污丟失，對全廠節(jié)水起主導(dǎo)作用。有利于對外完成零排放。據(jù)此，供給三個常用的循環(huán)水處理計劃，即石灰處理法、阻垢處理法和弱酸離子交流法，以進行比較優(yōu)選。

　　石灰處理法現(xiàn)在在我國火電廠循環(huán)水冷卻體系中運用的有兩大類，一為石灰消化處理體系(山西神頭發(fā)電廠)，另一為石灰排渣重復(fù)運用體系(山東鄒縣電廠)，此二體系關(guān)鍵設(shè)備均須進口。榜首種體系因為高純度消石灰國內(nèi)供貨達不到要求，且體系不安穩(wěn)，濃縮倍率低，最高僅為2.5倍左右，并伴有后沉積問題。后一種體系須自備煤氣站，投資較大，且該體系對Ca2＋、Mg2＋含量有嚴格要求，Mg2＋含量不宜超越總硬度的20%，而某電廠源水Mg2＋占總硬度的份額遠遠大于此值，達43%左右。故此，石灰處理法不宜選用。

　　3.1技能比較

　　3.1.1濃縮倍率

　　3.1.1.1阻垢安穩(wěn)處理

　　杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用在循環(huán)水冷卻體系中，彌補水碳酸鹽硬度是構(gòu)成結(jié)垢的主要因素。如圖1、2所示，原水碳酸鹽硬度越低，安穩(wěn)的極限碳酸鹽硬度也較低，但相應(yīng)的濃縮倍率較高；當原水碳酸鹽硬度越高，安穩(wěn)的極限碳酸鹽硬度也較高，但相應(yīng)的濃縮倍率較低。某電廠原水碳酸鹽硬度在2.2～3.5 mmol/L之間，由圖1、2可知，用阻垢劑處理循環(huán)水，其極限碳酸鹽硬度大約在5.5～8.5 mmol/L左右，濃縮倍率在2.3～2.5倍之間。

　　現(xiàn)在，因為有機膦具有阻垢和緩蝕功能，其工業(yè)應(yīng)用較為廣泛。常用有機膦藥劑為ATMP、HEDP、DETMP等。運用阻垢劑安穩(wěn)處理循環(huán)水，其濃縮倍率可達較高水平的有“有機膦＋三聚”及“有機膦＋硫酸”等配方。前者是運用有機膦的閾限效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)，一般選用低劑量(2～3 mg/L)處理，其最高濃縮倍率亦僅在2.5倍左右?！坝袡C膦＋硫酸”復(fù)合處理是對水質(zhì)進行降堿度和阻垢協(xié)同處理，濃縮倍率可達3倍。

　　3.1.1.2弱酸離子交流法

　　氫型弱酸陽離子交流樹脂能有用地除掉水中碳酸鹽硬度，適用于水質(zhì)碳酸鹽硬度2～10 mmol/L，而某電廠水質(zhì)碳酸鹽硬度為2.2～3.5 mmol/L，硬堿比在1.33左右，系永硬水，pH在8.49～9.23之間，契合弱酸樹脂適用條件。弱酸樹脂對永硬水有較高失效度，作業(yè)交流容量較大。原水pH值越大，水中游離CO2量越小，對離子交流反響的按捺作用越小，平衡時樹脂失效度就越大。以漏硬度10%為失效點，均勻出水堿度約在0.2 mmol/L左右，作為循環(huán)水補水，濃縮倍率可達4倍及以上。

　　依據(jù)全廠水平衡圖可知，除灰、輸煤及主廠房工業(yè)用水均源自冷卻塔排污水，以重復(fù)運用。這部分必需的用水量約為502.4 t/h，這樣，要想完成對外零排放，冷卻塔最多僅能排放502.4 t/h，排污率為0.38%，濃縮倍率要求在4.04倍以上。當遠期選用干除灰時，必定構(gòu)成除灰用水大起伏削減，為避免對外排放，必定進一步進步循環(huán)水濃縮倍率，由此可見，只要弱酸離子交流法能滿意高濃縮倍率的要求。

　　別的，因為水庫來水量和放水量均不大，枯水期尤甚，并且，該水庫還是另一大型火電廠的冷卻水源，廣義上講，好象是一個面積較大的冷卻水池，屬于半敞開式循環(huán)半直流式冷卻體系，該庫水質(zhì)現(xiàn)已呈濃縮趨勢，如選用阻垢處理，必定構(gòu)成濃縮倍率逐漸下降的現(xiàn)象。而采取弱酸離子交流法軟化處理，無此擔憂。

　　3.1.2防垢及阻垢作用比較

　　弱酸樹脂軟化法是現(xiàn)在開展較快的一種新式處理辦法，運轉(zhuǎn)較為老練的有大同二電廠。別的，已設(shè)備并逐漸投入運轉(zhuǎn)的有大同一熱、陽泉二電廠和鄒縣電廠。該法適用于缺水地區(qū)，跟著社會的開展，從節(jié)省水資源、保護環(huán)境來看，此法大有推行出路。杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用

　　弱酸樹脂軟化體系出水硬度以Mg2＋為主，Ca2＋所占份額比進水小得多，而在循環(huán)水體系中構(gòu)成水垢的主要成分為CaCO3，這樣就可以有用地避免生成CaCO3垢。一起，因為除掉彌補水中的懸浮物，削減了成垢晶核，更有利于避免結(jié)垢。從大同二電廠運轉(zhuǎn)情況來看，銅管結(jié)垢現(xiàn)象甚微，給電廠安全經(jīng)濟運轉(zhuǎn)帶來了有利條件。杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用

　　此外，全廠水平衡中，循環(huán)水彌補水有大部分(該廠為77.6%)水量先經(jīng)過輔機和空調(diào)作一次冷卻用水。這樣，如選用阻垢處理，這部分水源就不能處理，跟著運轉(zhuǎn)時刻的不斷推移，必定構(gòu)成輔機及空調(diào)冷卻體系結(jié)垢，導(dǎo)致冷卻功率下降。而如選用弱酸樹脂法，彌補水先進行了軟化處理，輔機及空調(diào)冷卻體系結(jié)垢問題就不易發(fā)作。

　　3.1.3防腐作用比較

　　用水質(zhì)阻垢劑處理循環(huán)水，遍及發(fā)作腐蝕現(xiàn)象，如銅管的脫鋅腐蝕。因為處理操控不安穩(wěn)，結(jié)垢和腐蝕替換或一起進行，致使大多數(shù)電廠發(fā)作經(jīng)常性微漏，凝結(jié)器管安全可靠性大大下降。再加上酸洗凝結(jié)器，腐蝕程度進一步加劇。

　　為了進步濃縮倍率，阻垢劑加酸處理廣為應(yīng)用。在水體中參加硫酸，添加水的腐蝕性。硫酸根和硫酸鹽復(fù)原菌發(fā)作反響構(gòu)成硫化氫，下降了pH，一起硫化氫還會導(dǎo)致金屬的電偶腐蝕。冷卻塔為混凝土構(gòu)筑物，而硫酸根又對混凝土侵蝕性極強，然后構(gòu)成了冷卻塔及水溝等構(gòu)筑物的腐蝕。

　　杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用因為有機膦是水生物的養(yǎng)分物，這樣用有機膦處理循環(huán)水，必定加強水生物繁衍，而微生物可直接參加腐蝕反響，加劇了腐蝕程度。雖加一些滅菌劑進行滅菌，如加氯處理，但卻添加了極具侵蝕性的氯離子，又會促進腐蝕。

　　選用弱酸樹脂處理循環(huán)水補水，防腐作用較為顯著。大同二電廠選用此法后，凝結(jié)器銅管運轉(zhuǎn)十多年相當無缺。因為選用軟化水作循環(huán)彌補水，改動了循環(huán)水水體結(jié)構(gòu)，微生物繁殖現(xiàn)象幾乎消失，避免了循環(huán)水的微生物腐蝕。

　　現(xiàn)在，循環(huán)水體系的防腐辦法一般選用向循環(huán)水中添加防腐按捺劑進行腐蝕操控，其間鉻酸鹽＋鋅鹽為最常用的一種行之有用的防腐計劃。但是鉻酸鹽是有毒的，可存在于水生物的安排器官中。受環(huán)境保護約束，排污水不易向外排放。弱酸樹脂處理循環(huán)補水體系，是現(xiàn)在考慮無鉻酸鹽循環(huán)水處理的替代計劃。

　　某電廠源水水質(zhì)為永硬水，選用弱酸樹脂軟化處理后，循環(huán)水彌補水總硬度可達1.1 mmol/L以上，然后也避免了極軟水對混凝土的腐蝕。而源水Cl－含量最高為25 mg/L，濃縮倍率即便進步至5倍，Cl－也僅為125 mg/L，未超出150 mg/L限值。

　　3.1.4主動化水平比較

　　杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用現(xiàn)在，循環(huán)水選用阻垢處理，大多選用計量泵加藥，無主動操控設(shè)備。在美國亞利桑納州電廠曾運用主動加酸設(shè)備，加酸處理按循環(huán)水水泵出口pH反應(yīng)信號調(diào)理加酸量，但因為循環(huán)水體系巨大，流量太大，運用循環(huán)水pH值操控加酸量，滯后較大，致使加酸量不能及時調(diào)整。

　　選用弱酸樹脂軟化處理循環(huán)彌補水，出水安穩(wěn)，易于操控。離子交流設(shè)備體系可完成程控，并有老練的運轉(zhuǎn)經(jīng)歷。體系如選用雙流弱酸離子交流器，與單流固定床比較，出力進一步進步，設(shè)備臺數(shù)和占地面積削減。雙流床系新式的且較為先進的水處理設(shè)備，現(xiàn)在投入運轉(zhuǎn)的不多，陽泉二電廠的雙流床有程控再生辦法，積累了一些經(jīng)歷，較大同榜首熱電廠手動操作的雙流床前進了一大步。

　　3.1.5國內(nèi)部分電廠循環(huán)水處理工藝及作用比較

　　筆者近期對一些有代表性的電廠循環(huán)水處理工藝及作用進行了調(diào)研，取得了一些實際情況，如表3所示。

　　由調(diào)研成果可知，凡選用阻垢處理工藝的電廠，濃縮倍率最高僅為2.5倍，且凝結(jié)器管均不同程度地發(fā)作了斷垢腐蝕，有的較為嚴峻。這些電廠雖幾經(jīng)替換阻垢劑種類，但作用均不盡人意。特別是加酸處理，因為循環(huán)水量大，不易調(diào)整操控，且加藥不均勻，呈現(xiàn)的問題較多。弱酸樹脂軟化處理可靠性高，濃縮倍數(shù)在4倍以上，有時乃至到達了11倍，杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用。而銅管基本無結(jié)垢腐蝕現(xiàn)象，給電廠安全經(jīng)濟運轉(zhuǎn)帶來了史無前例的好勢頭。現(xiàn)在，一 些大型電廠在循環(huán)水處理規(guī)劃中選用弱酸樹脂軟化處理的計劃越來越多，如鄒縣電廠三期2×600 MW建造中已選用此法。

　　3.2投資及效益比較

　　杭州桂冠環(huán)保科技有限公司出產(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用選用阻垢劑安穩(wěn)處理循環(huán)水，體系簡略，占地面積小，一次性投資省，約需100萬元。弱酸樹脂軟化處理則占地面積大，投資高，約需1400萬元。運轉(zhuǎn)維護費用二者比相差不多，雖弱酸樹脂處理投資大，但在節(jié)水和保護環(huán)境方面，其經(jīng)濟效益和社會效益比阻垢處理更具優(yōu)勢。

　　針對某電廠工程，阻垢處理濃縮倍率按2.5倍計，循環(huán)水總彌補水量為3 189 t/h，排污量1 142 t/h，排污水除電廠本身重復(fù)運用耗費外，尚有640 t/h向外排污。而如選用弱酸處理，濃縮倍率可進步到4倍以上，核算其總補水量不超越2 559 t/h，排污量512 t/h，排污水量既可確保電廠耗費，又可完成對外零排放。弱酸處理自用水率按5%計，耗費約130 t/h左右，這樣，二者比較，弱酸處理可節(jié)省水量500 t/h左右，少向外排污640 t/h左右?，F(xiàn)在，水費按0.15 元/t計，弱酸處理年可節(jié)省45萬元左右。排污費用按0.05 元/t計，弱酸處理可節(jié)省32萬元左右。別的，依據(jù)現(xiàn)在阻垢處理循環(huán)水的運轉(zhuǎn)經(jīng)歷，總磷一般操控在2.0 mg/L左右，而GB8978—88二級排放標準規(guī)定為1.0 mg/L，這樣，排污水總磷超支，加倍收取排污費用，弱酸處理在排污費用方面可節(jié)省64萬元左右。由此可知，從節(jié)水和排污兩方面，弱酸處理軟化法就可節(jié)省110萬元(在華北大部分地區(qū)，水費大約均在1元以上，故節(jié)水費用可大起伏添加)，跟著社會的開展，取水及排污費用會越來越高，選用弱酸處理，效益將會更加顯著。

　　4結(jié)束語

　　綜上所述，杭州桂冠環(huán)?？萍加邢薰境霎a(chǎn)的旁濾器，電解水處理器，自清洗過濾器在循環(huán)水得到廣泛的運用大型火力發(fā)電廠循環(huán)水處理計劃選用弱酸樹脂軟化處理，在技能經(jīng)濟方面具有必定的優(yōu)越性，可確保電廠安全經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，節(jié)水效益顯著，并可完成對外零排放。