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火力发电厂节水技术

发布时间：2011/5/28 阅读次数：1878 字体大小: 【小】【中】【大】

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(韶关冶炼厂，广东韶关 512024)
摘要：文章从锅炉补给水处理及回用技术、循环冷却水处理技术及回用技术、零排放技术几方面探讨了火电厂的水处理问题，着重从循环冷却水现状及发展状况，提出了火电厂水处理技术的发展方向。
关键词：节水技术；零排放；高浓缩倍数 
中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)09—0008—02

“节能、节水、环保”己成为 21世纪中国火力发电的主题。目前我国火力机组发电量约占总发电量的70% ［1］，我国火电厂水冷机组每百万千瓦的耗水量约为1.64m³/s，国际先进水平0.7～0. 9m³/s，我国的百万千瓦平均耗水水平明显偏高。因此，火力发电厂必须把“节约用水” 作为重要的课题，采用先进的污水处理技术，实施零排放，降低水耗，提高循环水的重复利用率是火电厂节水的重要途径。
1 火电厂水处理技术
1.1 锅炉补给水处理
1.1.1 除盐工艺。目前国内火电厂补充水的水源主要采用天然水体，由于各电厂使用的水源水质有差异，因此采用的工艺流程也不同，总体上比较全面的工艺流程如下：混凝——沉淀——过滤——吸附 ——砂滤器——(保安过滤器——反渗透装置)——一级除盐系统。若原水体中有机物含量较高时，COD达不到后续系统的要求，需要采用吸附树脂、纤维过滤器等处理；当原水中含盐量较高时，为了减轻离子交换装置的负担，需要采用反渗透的预除盐处理。有条件的地方采用原水含盐量较低的水作为电厂补充水的水源，可以提高整个除盐系统的制水量，大大减少再生废水量。韶关冶炼厂热电车间水处理使用韶关北江河水作制水水源, 近年来河水水质周期性变差，2005年11月河水水质：DD:275μs/cm、Na+:59.2mg/l、SiO2: 63 mg/l、 YD: 3.8mmol/l，且重金属离子和有机物含量高，而热电车间中压锅炉仅采用一级复床处理水处理，未采用预除盐处理系统，进入干枯的秋冬季节，往往除盐系统离子交换树脂污染严重，除盐系统周期制水量大大降低，酸、碱耗量明显增大，制水质量降低，甚至对锅炉的安全运行造成影响。热电车间经研究立即采用水质较好的周边水库的水作制水水源，并对离子交换树脂进行全面复苏处理，恢复了除盐系统正常运行，周期制水量得到较大提高，再生废水大量减少。
1.1.2 补给水处理废水的回用。除盐再生系统初期产生的废水不但离子含量高，而且呈酸性或碱性，经过中和后，可以引至灰水池作为冲灰水。再生后期产生的酸、碱水可以引入贮存池作为下一次再生初期再生液。正洗后期水可以引入贮存池作为下周期的反洗水。

离子交换树脂产生的酸、碱废水约占产水量10%，热电车间年制水量12万t，酸、碱废水有1 万多吨，通过中和池将废酸、碱水中和后，引至灰水池作为灰池补充水。
1.2 循环水处理技术
1.2.1 火电厂循环冷却水处理面临的主要问题
1.2.1.1 水源水质差，增加了水处理的难度。随着我国经济的快速发展和城市化进程不断加快，水资源污染日益严重，不少火电厂用水水质变差，加上有的电厂对源水处理不规范，难以达到工业用水标准，给循环冷却水的处理带来了许多的困难。

2006年，韶关冶炼厂向北江排放量由近1 000t/h，减小至300t/h，全厂开展循环冷却水大循环，循环冷却水总离子含量与原来相比增加3～4倍，其中DD:900 μs/cm、YD: 5.8 μm ol/l，对热电车间凝汽器循环冷却水系统的原有的防垢和防腐构成了严重的威协。

1.2.1. 2 浓缩倍率大幅度提高，对水处理技术提出更高的要求。随着用水量的紧张，地方对电厂用水量及工业废水排放量的限制，敞开式冷却水系统改为循环式冷却水系统，冷却水系统的浓缩倍率将大幅度提高。同时过去电厂过分强调单一防垢方法，造成缓蚀剂量投入不足，合金管网腐蚀偏重，对水处理技术提出更高的要求。
1.2.1.3 污水回用的生物粘泥控制问题突出。2000年以前，韶关冶炼厂热电车间循环冷却水系统浓缩倍率在1.5～2倍，未采用杀菌灭藻技术，生物粘泥采用胶球清洗装置进行处理，拆开凝汽器检查，铜管表面有明显水垢产生，虽然铜管内无明显粘泥粘附，但循环水管及凝汽器铜管连接处，有机粘泥明显存在，铁管垢下腐蚀较为严重，2006年，循环水系统采用江苏核工业格林水处理责任有限公司SHIⅡ-1600-2 0静电水处理装置，铁管垢下腐蚀得到一定的缓解，但仍未得到彻底解决。
1.2.2 循环冷却水处理技术
1.2.2.1 浓缩倍率明显提高。20世纪80年代，绝大多数电厂的浓缩倍率＜1.5。目前多数电厂浓缩倍率己接近2～3倍，少数电厂己达到4以上。新投产的电厂，普遍采用加酸和阻垢缓蚀剂的复合处理技术以及采用弱酸氢阳离子交换和膜法处理的外部处理技术，对循环冷却系统的补充水进行处理，可以使循环水的浓缩倍率明显提高［2］。
1.2.2.2 新型的药剂及复合配方得到了广泛的应用。20世纪80年代前，我国火力电厂循环水的稳定处理，主要是投加聚磷酸盐。80年代，有机磷酸、聚丙烯酸 (PAA)的推广，取得了较好的防垢效果。90年代，聚羧酸类药剂、PBTCA等新型药剂在电厂中得到了广泛的应用［3］。近年来，复配药剂在电厂得到了广泛的应用。2007年来，韶关冶炼厂开展循环冷却水大循环，循环水质严重恶化，其中DD:900μs/c m、YD: 5.8 μmol/l，采用GE水处理公司复合配方腐蚀抑制剂ContinuumAT3218，汽轮机铜管结垢和腐蚀得到有效控制。
1.2.2.3 机械除垢技术的应用。目前我国火力发电机组普遍安装了胶球连续清洗装置，大部分胶球清洗装置己能较正常运行，收球率比较高，对保持铜管内表面的清洁起了良好的作用。

韶关冶炼厂热电车间汽轮机凝汽器，每年在大修期间对凝汽器铜管进行一次毛刷加水枪方式进行一次清洗，运行期间每星期投用2次胶球清洗，经多次停机检查，铜管内表面的清洁程度良好。
1.3 火电厂零排放处理技术

火电厂实现零排放的处理技术大致包括:提高循环水浓缩倍数、循环冷却水排污水回收利用、锅炉补给水废水回收利用等。
韶关冶炼厂热电车间废水零排放方框图：



热电车间在未开展零排放处理技术前，循环冷却水100t/h、再生废水10t/h,都分别进入韶冶污水处理站,现开展“零排放”处理, 废水排放量由原来的110t/h减少至循环冷却水30t/h，合计减少废水排放量80t/h，节水效果显著，但循环水浓缩倍数为2～3，仍有较大的节水空间。
2 火电厂水处理技术的发展方向

在未来20年间，火力发电需水量与供水量的矛盾将更加突出［2］，工业废水将大量的应用，因而开发先进的循环水处理技术和污水回用作循环水的处理技术将成为火电厂水处理技术的研究方向。
2.1 循环冷却水处理技术向高浓缩倍数和自动化监控方向发展
2.1.1 开发新型水质稳定剂配方。阻垢缓蚀剂不再片面追求单一配方。氯系、有机硫、低泡沫的季胺盐、溴类杀生剂将得到广泛的应用。此外，还要开发低磷、无磷高效水稳剂，对黄铜完全无侵蚀的复合配方等［ 3］。
2.1.2 高浓缩倍率处理技术将得到广泛的应用。综合经济分析认为，将浓缩倍率提高到5左右是适宜的 (多数工业发达国家的火电厂浓缩倍率约为4～6) ，根据目前的需要和可能，各火电厂应以达到浓缩倍率4～5为目标。对于目前己投产的电厂，由于外部处理的投资较高，因此必须开发新型水质稳定剂配方，采用稳定性好，耐氧化，不易分解低磷水质稳定剂。当水质总碱度较高时，需辅以硫酸处理。
2.1.3 加强防腐技术的研究。水源水质的恶化及浓缩倍率的提高，循环水的含盐量将大幅度增加，铜管和碳钢的腐蚀问题可能变得突出起来，因此应加强防腐技术的研究，如研究新的成膜技术和工艺，提高成膜质量；添加新型缓蚀剂等［4］。
2.1.4 自动监控技术的应用。我国火电厂冷却水系统的腐蚀监测技术相对薄弱。尤其是中、小型电厂冷却水系统现场监测、数据处理、在线分析等自动控制技术应用较少，随着在线分析自动控制技术应用，对提高药剂处理的水平，对冷却水系统防垢防腐起到积极的作用。
2.2 火电厂废水零排放技术

火电厂废水零排放是节水和减排的方向，它能减少总用水量，从而有效地缓解火电厂水资源短缺的问题。循环水提高浓缩倍数；废水处理后用于循环水、冲灰、除尘、消防、绿化和喷洒。
3 结束语

提高循环水浓缩倍数、循环冷却水排污水回收利用、工业废水回收利用是实现火电厂零排放的基础。
火电厂水处理技术的发展方向是高浓缩倍数和自动化监控的循环冷却水处理技术和工业废水的深度处理及回用技术、火电厂废水零排放技术。
［参考文献］
［1］宋瑞祥.零排放后工业社会的梦想与实现［M］.北京：中国环境科学出版社， 2003150～151.
［2］张丽华.发电厂节约水资源的技术方案［J］.工业水处理，2002,22(3):44～45 .
［3］吴锐.大型火力发电厂循环水处理方案优选［J］.工业水处理，1999,19(1):12 ～14.
［4］张勤.水质稳定剂在在循环冷却水的应用［J］.工业水处理，1998,18(3)：38 ～39.

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