发电厂循环冷却水节水措施及优化处理方案的研究
摘要：重点探讨通过提高循环冷却水的浓缩倍数有效减少循环水补充水量与排污水量，达到节水和实现厂内废水零排放的目标;同时对高浓缩倍数下的循环冷却水提出优化处理方案，以保证循环冷却水在较高的浓缩倍数条件下也能正常运行，不但可以节约水资源、提高产能，并且可以保证企业的安全生产。
关键词：循环冷却水;节水;浓缩倍数;优化处理
随着我国经济的快速发展，我国水资源的矛盾日益突出，水、合理利用水的发展已成为当务之急。电力行业是一个大型的消费，为了保证电力行业的健康发展，提高发电企业的水平，必进行水的消耗，以改变在中国的广泛的电力模式。开展节约用水作是我国电力与环境协调发展的要求。它将有良好的经济和环效益。当前，大力开展节水工作是我国电力工业发展的方向。火l厂的水系统是复杂的，水资源的消耗主要是蒸发、排污、泄漏、溢等。湿式冷却塔的蒸发，灰场灰水蒸发，蒸发的脱硫系统;污水主锅炉排污，排污单位开始洗水塔，排放，化工用水洗和放电，主蒸系统的内部和外部泄漏，溢出操作监管不到位和溢水等。
1高浓缩倍数下的循环冷却水优化处理方案
循环冷却水处理的目的就是防止或减缓冷却系统设备的腐蚀﹑微生物生长和结垢等问题。在电厂的循环冷却水系统中，凝汽器管材采用耐腐蚀性很强的不锈钢，而且原水中的CI、so2含量低，当浓缩倍数为6时，CI含量48mg/L，基本对设备不会产生腐蚀。因此，循环冷却水处理的主要目的是防止水垢产生，其次是控制微生物生长。
1.1防结垢处理
每―种水在实际运行条件下，都有一个不结垢的碳酸盐硬度最大值，即极限碳酸盐硬度。极限碳酸盐硬度应通过实验或运行调试来确定，而根据运行经验，极限碳酸盐硬度通常为8～10mmol/L（以CaCO3，计）。
1.1.1加酸处理
循环水的加酸处理通常采用硫酸，很少采用盐酸，因为硫酸比盐酸便宜，而且盐酸中的CI对系统有腐蝕性。
循环冷却水加硫酸的量可通过监测循环水的pH值来控制，—般控制循环水的pH值在7.4～7.8。
加酸的流程为：用卸浓硫酸泵将浓硫酸从槽车送入浓硫酸贮罐，浓硫酸贮罐一般高位布置，利用浓硫酸计量泵将浓硫酸送入循环水泵吸水井或冷却塔水池，工艺简单，运行操作方便。加浓硫酸设备及管道阀门接触介质部分均需耐浓硫酸腐蚀，可采用碳钢或碳钢衬聚四氟材质。
1.1.2加阻垢剂处理
某些化学药剂只需少量添加到冷却水中，就可以阻止水垢的生成，所用的药剂称为阻垢剂。阻垢剂的加药量一般为2～5mg/L，一般所能稳定的极限碳酸盐硬度为8～10mmol/I。
1）阻垢剂的种类
阻垢剂的种类很多，常用的阻垢剂包括聚磷酸盐、有机膦酸﹑聚羧酸类（如聚丙烯酸﹑聚马来酸酐等）。
聚磷酸盐和有机膦酸的缺点是增加了水体营养，促进了微生物繁殖;聚羧酸类如聚丙烯酸﹑聚马来酸酐等无磷聚合物，曾被认为是无毒、污染很小、环境友好型，而近年研究发现：尽管毒性较低，它们一般无法被生物降解或只有很弱的生物可降解性。
20世纪90年代，无磷、生物可降解的绿色缓蚀阻垢剂如聚环氧琥珀酸和聚大冬氨股极）并得到一定的应用。聚环氧琥珀酸简称PESA，是一种无磷无氮、可生物降解的绿色阻垢剂，PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡﹑氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，具有一定的爱理1作F用。水人几酸简称PASP，是一种无磷无毒、无公古、可上12降解的绿色阻垢剂，能有效阻止恢酸钙、牧P、l酸钙、硫酸钡和氧化铁等结垢的发生%"。
2）加阻垢剂设备
目前采用的阻垢剂，有固体粉末状，也有液体，液体的有效成分一般为30/O～00水中。先将其配制成5%～10%的水溶液，然后投加到水中。阻垢剂加药量一般为2～5mg/L。
1.2杀菌灭藻处理
1.2.1微生物的危害
循环冷却水中的微生物会产生和守以以生物腐蚀，生物体附着在设备上增加水阻和热阻，因此微生物的主要危害是降低传热效率，阻塞水道和腐蚀设备。同时水中的细菌、微生物含量较高时，会加速管道及设备的腐蚀速率。
1.2.2杀菌剂的投加方式
氧化性杀菌剂采用次氯酸钠，投加量为2mg/L，每天投加2次，每次持续时间为1h。循环冷却水游离氯最优控制范围为0.2～0.4mg/LR，采用冲击式投加。
由于生长在冷却水中的微生物种类甚多，同一种药剂对不同微生物的效果可能不同，专用一种杀菌剂往往会使微生物渐渐产生抗药性，为了解决微生物的抗药性，可以交替使用不同的杀菌剂，因此每个月投加一次非氧化性杀菌剂，以保证获得较好的杀菌效果。
1.2.3杀菌剂加药设备
采用外购杀菌剂的方式，只需设置次氯酸钠贮罐及计量泵，此方案具有系统简单，设备投资少，无需经常维护等优点。
2节水措施建议
2.1电厂废水回收利用
冷却塔排污水的回收利用、生活污水和工业废水处理后作为冷却塔循环水的补给水，可以很大程度降低电厂的耗水量。为减少低污染水的排放损失，提高回收利用率，电厂的灰渣水、消防水池溢水、射水池溢水等回收利用，经处理后水质较好可以作为冷却塔循环水补给水。而水质较差的化学污染水、含油废水、工业废水等，可用于调湿灰用水、冲煤灰场喷淋水等。
2.2利用城市中水
利用城市中水可作为电厂的补给水源，即可以有效节约新鲜水资源，又可以减少污水排放，在水资源短缺的地区特别适用。中水回用在国内已有成功应用实例，效果显著。
2.3利用海水冷却
直接利用海水作为冷却水﹐在海边电厂已有很好的应用实例，且已经开始采用海水淡化工艺，进一步解决生产和生活用水。
2.4除灰系统节水
湿式除灰系统的耗水量较大，在新建的电厂，有条件的均首先选用干除灰方式，而湿式除灰系统尽量做到闭路循环。同时﹐火电厂采用灰渣分排可节约40%的冲灰水，也有利于灰渣综合利用。
3节水工作应遵循的原则
3.1根据全厂的水平衡综合管理用水的原则
火电厂的水系统是庞大而复杂的，各层次的系统、设备的水量、水量和比例随季节的变化而变化的单位的负荷，所以必须按照相关标准来做好全厂水平衡试验。在水平衡数据的基础上，可获得节水措施的效果。
3.2不同水质的水梯级使用原则
所谓梯级使用，指的是用户根据要求的水质量的划分等级，上层作为下一级的排水，下一级的排水和下一级，最终的目标是节约淡水。在水的使用中，由于生产的浓缩或水的水质不同，往往在不同的水质条件下，使系统能减少水量或降低水处理成本。
结语
我国火电厂面对水资源日益紧缺的现状，必须开源节流。开辟多渠道取水，包括城市中水、海水等水体，处理后最为锅炉补给水水源。电厂基于节约水资源，降低取水成本，同时为了实现全厂废水零排放的要求，采用适当的节水措施，在合理范围内尽可能提高循环冷却水的浓缩倍数并优化循环水处理方案是可行的，具有非常可观的经济效益和社会效益。
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作者简介：张凯，1989年生，男，江苏徐州人，本科，专业方向：热能与动力工程。
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