火力发电厂循环冷却水处理技术与运行监督

火力发电厂循环冷却水处理技术与运行监督 李彬 内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010000

摘要：火力发电厂锅炉在实施循环冷却水处理过程中，补给水处理工艺流程极为复杂，且实际需要操作设备集中性较低，相关人员需要对全套技术流程重点进行明确，利用循环冷却水水处理技术的重点内容，以此来保证火力发电厂循环冷却水处理能够更加顺利的进行。通过分析技术来找出能够有效调整水质处理的方法，确保火力发电厂能稳定运行，有效提升火力发电厂的经济收益。本文就先了解环冷却水处理技术概述及原理，然后说明循环冷却水系统分类，最后说明工业循环冷却水处理技术的优化措施，为相关研究人员提供参考。

关键词：火力发电厂；循环冷却水；处理技术；运行监督

一、循环冷却水处理技术概述及原理

（一）锅炉循环冷却水处理就是采用相关水质稳定剂基于锅炉冷却水在系统设备内的污垢淤结、腐蚀和微生物繁殖等现象进行控制和处理。所谓冷却水处理技术，是指针对循环水系统的水质、设备材质、工况条件选择合适的缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂等水质稳定剂进行正确匹配组成水处理配方，在一定工艺控制条件下提供相应的清洗、预膜方案进行全过程控制的水处理技术。冷却水处理中所用的化学水质稳定剂是现代工业循环水处理的必要前提条件和基础。

（二）锅炉循环冷却水处理的技术原理

天然水是进行工业生产的主要水资源。天然水都不同程度的含有一些比重较小的泥土微粒、动植物腐物，铁、铝、硅等化合物以及各种矿物质离子等悬浮、胶体和溶解性杂质。循环水在生产系统中运行经常会遇到结垢腐蚀、微生物繁殖等相关问题，为了控制工业循环冷却水系统结垢和腐蚀，保证设备的换热效率和使用年限，应针对工业循环冷却水进行技术处理。

锅炉循环冷却水处理技术的实质就是针对循环冷却水系统中的污垢、腐蚀及微生物进行控制和处理。工业循环冷却水处理方法主要有磁处理、静电处理、光化学处理、超声波处理等适用于硬度较小水质的物理处理技术。相对于硬度较高的复杂水质来说，通常是向补充水中加入定量水质稳定剂，利用阻垢分散剂与结垢离子的螯合作用达到防垢目的，利用缓蚀剂抑制腐蚀反应的阳极过程、在金属表面形成沉淀膜并覆盖阴极表面、在金属表面定向吸附并形成保护性的吸附膜阻止腐蚀过程，从而起到缓蚀作用。磷系配方技术在工业循环冷却水处理中使用效果较好，但随着含磷废水排放的环保要求，磷系配方逐渐被环保型水处理剂代替。

二、循环冷却水系统分类

（一）密闭式循环冷却水系统的水在移走换热设备的热量以后，密闭循环回用。

在此系统中，循环水不与大气接触，处于密闭循环状态，循环水的损耗很少，如果选用密封性能很好的水泵，可以做到基本上不消耗水。但是，由于这种循环冷却水系统所需费用较高，故一般只适用于被冷却装置散热量较小、所要求的工作安全可靠度大或具有特殊要求的工业生产系统。

（二）敞开式循环冷却水系统的水经由冷却设备与空气直接接触冷却后，再循环使用。

在敞开式循环冷却水系统中，一方面循环水带走物料、工艺介质、装置或热交换设备所散发的热量；另一方面升温后的循环水通过冷却构筑物与空气直接接触，释放热量，然后再循环使用。敞开式循环冷却水系统是目前工业生产中应用最广泛的一种冷却水系统，根据与物料、换热器等的接触情况，可分为清循环（又称间接循环）、污循环和集尘循环3种类型。其中清循环冷却水系统在工业生产中最为常见。为此，本文后续内容均以清循环系统为介绍、研究的主体。

三、工业循环冷却水处理技术的优化措施

（一）提高浓缩倍数

近年来，循环冷却水处理在配方和工艺上有了跨越式的发展。随着对水中钙碱平衡的深入研究，通过加酸控制pH值降低碱度而进一步提高浓缩倍数的方案被重新审视。与以往在酸性条件下运行的循环冷却水处理工艺不同，加酸控制pH值运行工艺是以pH值自动控制装置使系统在微碱性条件下操作，以减少水中的结垢因子和阻垢剂来共同抑制结垢，以磷酸钙和锌盐专用阻垢分散剂来稳定磷锌缓蚀剂，再以磷锌缓蚀剂抑制腐蚀。整套工艺环环相扣，体现了缓蚀剂、阻垢剂、分散剂和工艺控制的完美结合。目前，此类工艺在中国石化下属多家企业应用，循环冷却水中的Ca2+浓度可达1500mg/L以上。对于我国北方地区石化企业中的循环冷却水系统，在补充水硬度很大的情况下，浓缩倍数依然可以达到5倍以上，节水效果显著。

（二）污水回用

在提高循环冷却水系统浓缩倍数的同时，大力推行再生污水回用于循环冷却水，也是促进污水资源化，实现节水减排的重要途径。通常，再生污水中含有一定量的有机污染物，其悬浮固体、氨氮和磷酸盐的含量也要超过新鲜水。污水回用时，这些污染成分在循环冷却水系统中浓缩累积，会大大加速系统的腐蚀、结垢和微生物粘泥生长。目前在我国，以污水回用作循环冷却水系统补水的企业主要是电力、石化等大型企业。电力企业循环冷却水系统中的换热设备主要为凝汽器，其换热管通常为不锈钢或黄铜材质，耐腐蚀性强。因此，电力企业的循环冷却水处理主要以抑制系统结垢和粘泥滋生为主，对系统浓缩倍数的要求不高，处理方法相对简单，在利用城市中水方面有一定优势。相比之下，石化企业循环冷却水系统中的换热设备类型繁多，每个系统均要配套数十台甚至上百台换热器，并且要面对复杂的T况条件。换热管材质以碳钢为主，也有少数的不锈钢或黄铜。为了节约用水，石化企业对循环冷却水系统浓缩倍数的要求一向很高，因此带来了尤为严重的腐蚀问题。近年来，由提高浓缩倍数发展而来的磷锌缓蚀剂及复合配方在污水回用循环冷却水系统中获得应用且控蚀效果显著，中国石化下属的多家企业也因此实现了再生污水的稳定回用。

（三）尽量使用低磷化和无磷化的水处理药剂

当前在对循环冷却水进行处理时主要应用了磷系的配方，虽然其没有毒性，但其作为微生物的营养剂，会使其出现过度的繁殖问题，不仅会导致湖水出现富营养的问题，还会对生态环境造成严重的破坏。因此，想要对循环冷却水系统进行有怀，就要对低磷和无磷化的水质稳定剂进行使用。当前较常应用的是聚天冬氨酸（PASP）以及聚环氧琥珀酸（PESA）等无磷缓蚀阻垢剂。但当前我国还没有直接合成的无磷缓蚀阻垢剂。

四、提高电厂水处理技术的未来发展方向

（一）凝结水泵配置

结合热网疏水方案优化，选用2台100%容量的立式筒型凝结水泵，1台运行1台备用。凝结水泵采用变频调速运行，通过调节泵的转速有效地调节泵的水量与轴功率的匹配，减少节流调节压力损失。在不改变管路特性的条件下(不采用出口阀节流调节)，随着机组负荷变化，采用改变泵转速的变频调节，可大大效降低泵的电耗，尤其是当凝结水流量下降幅度较大时，节电优势更加显著。

（二）除氧设备选型

高压除氧器拟选用内置式除氧器，该型式除氧器除氧效果好、运行平稳可靠。由于采用蒸汽与水直接接触，不会出现蒸汽跑漏现象，在排除非凝结气体时伴随排放的蒸汽量少，热效率高。热网加热器疏水回收至热力系统，为减少热量损失，热网加热器拟设置疏水冷却段，降低疏水温度，以减少采暖抽汽量，同时增设热网疏水冷却器，利用凝结水冷却热网疏水，加热凝结水，增加汽机做功能力，提高机组效率。

五、结语

总之，随着科学技术的日新月异，对于热力发电的电力生产企业来讲，通过以先进的技术来实现化学水处理技术的创新，并要积极的引进国外先进的技术，确保电力生产企业能够有效的解决锅炉化学水处理技术问题，进而确保这一生产设备的安全、高效运转，为电力企业实现自身的经济效益与社会效益奠定基础。

参考文献

[1]孟帅. 火力发电厂锅炉化学水处理技术分析探究[J]. 工程技术:全文版, 2016(12):00277-00277.

[2]马双忱，郭铁甲，苏敏．循环冷却水系统提高浓缩倍率节水途径分析［J］．工业水处理，2010，30(2):1－4

[3]中国环境报．水污染防治行动计划［M］．北京:人民出版社，2015