热电厂循环水系统水处理技术的应用
摘要：独山子热电厂有三台发电机组，分别为25MW、25MW、50MW，合计发电量为100MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔，总循环水量为10 300m3/h,保有水量为11 000 m3。自投产以来，一直未做处理，同时与鱼池相连，存在着较为严重的腐蚀问题和生物粘泥问题，每年因腐蚀问题造成凝汽器铜管泄漏达200根，由于生物粘泥，每个季度都需要胶球清洗，有时需要高压水冲击，造成检修费用大大增加。因为冷却不下来，各用水部门在天热时加生水冷却，造成用水量增加。针对这些问题，我们做了全面调研，采取切断鱼池和化学加药的水处理技术方案，提高了汽轮机凝汽器的真空度和水资源的利用率，达到了经济发供电。
1.前 言
独山子热电厂有三台发电机组，分别为25MW、25MW、50MW，合计发电量为100MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔，总循环水量为10 300m3/h,保有水量为11 000 m3。自投产以来，一直未做处理，同时与鱼池相连，存在着较为严重的腐蚀问题和生物粘泥问题，每年因腐蚀问题造成凝汽器onclick="g(’铜管’);">铜管泄漏达200根，由于生物粘泥，每个季度都需要胶球清洗，有时需要高压水冲击，造成检修费用大大增加。因为冷却不下来，各用水部门在天热时加生水冷却，造成用水量增加。针对这些问题，我们做了全面调研，采取切断鱼池和化学加药的水处理技术方案，提高了汽轮机凝汽器的真空度和水资源的利用率，达到了经济发供电。
2.热电厂循环水系统概况
热电厂循环水系统运行参数见表1
表1 热电厂循环水系统运行参数
|
项 目 |
单 位 |
运 行 参 数 |
|
循环水量 |
m3/h |
10300 |
|
保有水量V |
m3 |
11000 |
|
温差 |
℃ |
8～12 |
|
蒸发损失量E |
m3/h |
90 |
|
风吹损失D |
m3/h |
10 |
3.水处理技术方案
(1)杀菌剥离清洗
杀菌剥离的目的是去除附着在系统中的粘泥和粘泥附着物，切断其对药剂的隔绝作用，使药剂最大限度发挥其缓蚀阻垢作用。
A、集水池水位降至最低安全水位，以节约药剂用量。
B、投加粘泥剥离剂400mg/L进行杀菌剥离。
C、观察冷却塔顶部配水装置和塔内壁的粘泥、菌藻的去除情况，出水孔堵塞缓解情况，塔内壁绿苔消失，通过测试循环水浊度变化，在浊度2～4小时不变，可以结束杀菌剥离。可开大补充水及排污阀进行置换排放。
测试项目：浊度，1次/2h；pH值，1次/h。
(2)正常运行加药方案
A、阻垢缓蚀剂：DL－6，投加浓度20mg/l。缓蚀阻垢剂在进行基础投加后，应用加药装置连续均匀地加入系统，以维持药剂浓度的平稳。如果药剂浓度波动较大，则对循环水系统运行不利，低则影响药剂使用效果，高则浪费药剂。
B、杀菌剂：非氧化性杀菌剂和氧化性杀菌剂交替使用。
非氧化性杀菌剂，每月投加一次，投加浓度50mg/l。
氧化性杀菌剂，每天投加一次，投加浓度50mg/l。
(3)水质控制指标和分析频次
表2 水质控制指标和分析频次
|
序号 |
控制项目 |
频次 |
控制指标 |
|
1 |
水温 |
1次/h |
≤28.0℃ |
|
2 |
COD |
1次/d |
≤10mg/l |
|
3 |
Ca2+ |
1次/d |
75mg/l≤Ca2+≤500mg/l |
|
4 |
浊度 |
6次/d |
≤10FTU |
|
5 |
pH |
2次/d |
8.0～9.0 |
|
6 |
药剂浓度（以PO43-计） |
6次/d |
总磷2.0～3.0mg/L |
|
7 |
异养菌总数 |
2次/7d |
≤1.0×105个/ml |
|
8 |
生物粘泥 |
2次/7d |
≤5ml/m3 |
|
9 |
浓缩倍数 |
2次/7d |
5.0～6.0 |
|
10 |
Cu2+ |
2次/7d |
<0.1 mg/L |
|
11 |
腐蚀速率 |
月度 |
≤0.005mm/a |
4.水处理技术应用效果
热电厂循环水系统经过杀菌剥离清洗后正常投加水处理药剂，现循环水系统运行良好，循环水水质各项分析监测数据基本控制在指标范围内，循环水系统浓缩倍数上升较为理想约5～6之间。研究院防腐中心对其系统进行了系统腐蚀速率监测，监测结果表3。从监测结果看，热电厂循环水系统运行较好，黄铜腐蚀速度合格。
表3 系统腐蚀速率监测
|
执行标准 |
《冷却水分析和试验方法》(1993版) －中国石油化工总公司(生产、发展部)颁布 |
|
监测仪器 |
电子天平量程：0～100g，精度：±0.1mg |
|
监测地点 |
热电厂三号凉水塔出口处 |
|
监测日期 |
9月12日10：30 至10月14日16：30 |
10月8日16：30至 11月1日11：30 |
11月8日10：30至 12月9日11：30 |
|
监测时间 |
773.5h |
571h |
745h |
|
试片材质 |
黄 铜 |
|
试片表面积（cm2) |
20 |
|
腐蚀速率（mm/a) |
0.0023 |
0.0030 |
0.0040 |
|
试片外观 |
光亮，无腐蚀 |
光亮，无腐蚀 |
光亮，无腐蚀 |
|
指标 |
黄铜 ≤0.005 mm/a, 无明显孔蚀现象 |
总体来看，循环水水处理技术应用在热电厂近四个月来，各项运行指标和监测数据均达到并优于国标GBJ50－83和中国石油天然气股份有限公司炼油化工企业工业水管理制度。
5.经济效益评估
(1)降低煤耗
根据等效热降理论计算可以知道：真空每提高1%，汽轮机效率提高1%，全厂效率提高1%。由前述数据可以知道，今年9、10月份真空比去年同期的平均-82Kpa提高了-7Kpa，真空度提高了8.5%。预计全年平均提高在10.25%以上。那么汽轮机效率和全厂效率都将提高10.25%，电厂全年煤耗款5 000多万元，由此带来的煤耗降低=5 000×10.25%=512.5（万元）。
(2)节约新水量和减少排污量
热电厂循环水系统水处理技术应用后，浓缩倍数得到大大提高，从处理前的2可以提高到4，由表4可以知道，补充水量可由处理前的276m3/h降低到166m3/h，节水110m3/h，一年按8 000h计算，可节水88×104m3，折合79.2万元。排水量可由处理前的138m3/h降低到28m3/h，减少排污量110m3/h，一年按8 000h计算，可以减少排污水88万m3，折合排污费264万元，当然排放水并不都排到下水沟，而是用来浇树、除灰等方面，所以效益中应扣除这部分水费。
表4 浓缩倍数与补水、排污的关系（循环水量：10 000m3/h）
|
浓缩倍数 |
补水量（m3/h） |
节水率（％） |
排污水量（m3/h） |
减少排污率（％） |
|
1.1 |
1 517 |
/ |
1 379 |
/ |
|
1.5 |
414 |
72.7 |
276 |
80.0 |
|
2.0 |
276 |
81.8 |
138 |
90.0 |
|
3.0 |
207 |
86.4 |
69 |
95.0 |
|
4.0 |
184 |
87.9 |
46 |
96.7 |
|
5.0 |
173 |
88.6 |
35 |
97.5 |
|
6.0 |
166 |
89.1 |
28 |
98.0 |
(3)节约检修费
化学处理后，腐蚀速度可以降低到0.005mm/a（onclick="g(’铜管’);">铜管），这样可延长onclick="g(’铜管’);">铜管寿命10年以上。一年可节约清洗费用10万元。由于减少了onclick="g(’铜管’);">铜管泄漏，也避免了凝结水的污染，可节约凝结水5万元。
6.存在问题和建议
热电厂循环水系统水处理技术应用虽然取得较好的效果，但仍然存在较多的问题，在硬件方面缺少旁滤装置和监测换热器，在软件方面缺少综合管理和监督的体制，诸如没有建立设备大修台帐，没有设备腐蚀状况记录；对水处理药剂没有进行有效的监督和检验等等。针对这些情况建议热电厂：
(1)增设旁滤装置，为进一步提高水处理效果创造条件。增设旁滤装置一次性投资大，但运行费用低，处理效果好。在回用管上使循环水量的2～5％流经旁滤装置可有效除掉循环水中悬浮的藻类、微生物的尸骸及污垢，降低浊度。
(2)完善监测手段。大修时应选择合适部位安装监测换热器和监测挂片器，以便准确及时了解循环冷却水处理效果，确保凝汽器正常安全运行。
(3)建立设备大修台帐，采集垢样，做垢样组成分析，记录设备腐蚀状况，为调整水处理配方提供依据。
(4)加强水处理药剂监督和检验。在有铜设备的冷却水系统中，水处理药剂中BTA除了保护铜设备以外，也相应保护了碳钢设备，因为一旦铜设备腐蚀，水中铜离子会置换出铁，而使铜沉积造成碳钢的缝隙腐蚀和点蚀。因此，水处理药剂中BTA的含量至关重要，需严把药剂质量关，对进厂的每一批药剂进行质量监测和性能评定，确保水处理药剂高质量。
作者：大河水网/发布日期：2008/7/4 15:03:00