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棗莊長信化工有限公司
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電廠循環(huán)水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
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火電廠循環(huán)水是耗水大項(xiàng)，減少循環(huán)水耗損的技術(shù)途徑是提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率。早期循環(huán)水處理的濃縮倍率不大于2.5，現(xiàn)在采用有機(jī)阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑手段，用綜合工藝可將循環(huán)水濃縮倍率提高到4～8。為使?jié)饪s倍率得到更大的提高，電力建設(shè)研究所與華北電力設(shè)計(jì)院合作開展了弱酸旁路軟化處理的試驗(yàn)研究，取得了一定的成果。
在我國北方地區(qū)火電建設(shè)中，普遍遇到淡水資源匱乏的困難。火電廠中耗水較多的系統(tǒng)是冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水排污損失占有很大的比重。減少這項(xiàng)損失較主要的技術(shù)途徑是提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率。表1是根據(jù)某2×600 MW機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算出的循環(huán)水濃縮倍率與排水量、補(bǔ)充水量的關(guān)系數(shù)據(jù)。
隨著濃縮倍率的提高，水中的雜質(zhì)濃縮程度也越來越高，一些溶解度不高的鹽類將過飽和，在循環(huán)水系統(tǒng)中有析出的傾向；水系統(tǒng)微生物的大量繁殖將在換熱面產(chǎn)生生物沉積物。如果不進(jìn)行水處理，將產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)垢問題，影響電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
循環(huán)水處理技術(shù)已經(jīng)走過了一段相當(dāng)長的發(fā)展歷程，在發(fā)展初期的一些技術(shù)已經(jīng)由現(xiàn)代技術(shù)取代。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)一步節(jié)水的需要，還將有更新的技術(shù)得到開發(fā)應(yīng)用。
1早期的循環(huán)水處理技術(shù)
循環(huán)水處理技術(shù)發(fā)展的早期，主要研究了各種微溶鹽類在不同的pH下的溶解度，用極限碳酸鹽硬度、朗格里爾飽和指數(shù)和雷茲納穩(wěn)定指數(shù)、安定性指數(shù)、經(jīng)驗(yàn)公式等方法判斷碳酸鹽的沉積趨勢(shì)，用磷酸鈣飽和指數(shù)判斷磷酸鈣是否會(huì)析出。受技術(shù)水平的限制，循環(huán)水濃縮倍率一般在2.5以下，采用加聚磷酸鹽輔助加硫酸的方法進(jìn)行處理。循環(huán)水的殺菌滅藻一般采用加氯處理。
早期的循環(huán)水處理技術(shù)濃縮倍率較低，循環(huán)水系統(tǒng)需水量大。加氯對(duì)一些有氨的水效果很差而且有氯胺類污染物產(chǎn)生，隨著水資源的日益短缺和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，在應(yīng)用中逐漸被新技術(shù)取代。
2現(xiàn)代的循環(huán)水處理技術(shù)
2.1有機(jī)阻垢劑
有機(jī)阻垢劑的應(yīng)用大大提高了循環(huán)水容納微溶鹽類的能力，配合加酸處理，循環(huán)水的濃縮倍率達(dá)到2～4，配合石灰處理或離子交換軟化處理，循環(huán)水的濃縮倍率可以進(jìn)一步提高到5～8。
現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用的有機(jī)阻垢劑品種十分豐富，一般根據(jù)其主要功能機(jī)團(tuán)進(jìn)行分類，主要有有機(jī)膦系列、聚羧酸系列、聚羧酸脂系列、含磺酸機(jī)團(tuán)系列的產(chǎn)品，較近還有包含2種機(jī)團(tuán)的新型阻垢劑研制成功。
單一品種的有機(jī)阻垢劑的阻垢效果一般不如多種阻垢劑復(fù)合配方好，這種現(xiàn)象稱為阻垢劑的協(xié)同效應(yīng)。復(fù)合配方的阻垢劑一般還含有緩蝕劑，具有阻垢性能好、使用方便等特點(diǎn)。
2.2緩蝕劑
和以前的聚磷酸鹽相比，單一品種的有機(jī)阻垢劑特別是有機(jī)膦在使用中更容易產(chǎn)生腐蝕，在選擇阻垢劑品種時(shí)要特別注意。通常在采用有機(jī)阻垢劑時(shí)要加緩蝕劑，常見的有MBT、BTA、鋅鹽等。
2.3殺菌滅藻劑
海水型次氯酸鈉發(fā)生器的研制成功使得沿海電廠的殺菌滅藻更經(jīng)濟(jì)安全，運(yùn)行操作更簡便。國內(nèi)一些內(nèi)地電廠采用了鹽水型的次氯酸鈉發(fā)生器，由于沒有氯氣的泄漏危險(xiǎn)，安全性有了很
大的提高，但是由于電解次氯酸鈉含鹽量高，對(duì)于濃縮倍率高的電廠存在加入大量鹽類帶來
腐蝕的隱患。
如果循環(huán)水中的有機(jī)物含量較高，可以選擇一些有機(jī)合成的殺生劑。一些生物繁殖較快的電廠可以采用多種殺菌劑交替使用來提高殺菌效果，例如季銨鹽類殺生劑不僅有較強(qiáng)的殺菌能力，而且對(duì)污泥有剝離作用。
二氧化氯殺菌能力強(qiáng)，劑量小作用快，殺菌效果不受pH影響，不與大多數(shù)胺類反應(yīng)，是有發(fā)展?jié)摿Φ臍⑸鷦３粞鯕⒕芰?qiáng)，生產(chǎn)過程只需要空氣和電，沒有廢物排放，殺菌使用后不會(huì)出現(xiàn)有毒的污染物，應(yīng)用前景廣闊。
2.4處理工藝選擇
很多電廠現(xiàn)在采用加酸和阻垢劑的方式運(yùn)行。這種方式運(yùn)行控制簡便，系統(tǒng)投資低。隨著水資源的日益緊張，有的電廠要求濃縮倍率進(jìn)一步提高，循環(huán)水處理一般采用復(fù)合處理方法，除了加酸加阻垢劑，常見的還有補(bǔ)充水石灰處理、離子交換軟化處理等處理方式。常見的循環(huán)水處理工藝見表2。
3 循環(huán)水處理技術(shù)新進(jìn)展
隨著節(jié)水要求的進(jìn)一步提高，今后循環(huán)水處理技術(shù)將向濃縮倍率更高、處理效果更好、系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)方面發(fā)展，技術(shù)進(jìn)展主要有：
3.1弱酸離子交換旁流軟化處理
旁流處理的主要特點(diǎn)是，弱酸樹脂所處理的水是經(jīng)過冷卻塔濃縮過的水。因?yàn)榕粤魈幚淼乃膲A度、硬度比補(bǔ)充水的大，可以充分發(fā)揮離子交換樹脂的交換能力，所以比補(bǔ)充水處理更經(jīng)濟(jì)。但是旁流處理時(shí)，循環(huán)冷卻水中含有阻垢劑，殺菌滅藻時(shí)加氯，都可能對(duì)離子交換樹脂的性能有影響，國內(nèi)還沒有旁流處理的使用經(jīng)驗(yàn)。
如果一個(gè)電廠的濃縮倍率要求較高，需要采用弱酸離子交換軟化處理，補(bǔ)充水是地表水且碳酸鹽硬度不大于250 mg/L(CaCO3)，那么旁流軟化處理就有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
為了探索旁流軟化處理技術(shù)的應(yīng)用前景，我們和華北電力設(shè)計(jì)院合作開展了弱酸旁流軟化處理的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)包括以下內(nèi)容：
(1) 水質(zhì)穩(wěn)定劑與樹脂的篩選與優(yōu)選試驗(yàn)，主要是用試驗(yàn)驗(yàn)證水質(zhì)穩(wěn)定劑對(duì)樹脂的性能有多大的影響；
(2) 循環(huán)水氯化處理對(duì)弱酸樹脂的影響的研究，主要考核循環(huán)水加氯對(duì)弱酸樹脂產(chǎn)生的影響；
(3) 旁流過濾器的優(yōu)選試驗(yàn)，主要試驗(yàn)新出現(xiàn)的絲網(wǎng)過濾器的性能參數(shù)；
(4) 旁流過濾的必要性論證試驗(yàn)研究，主要研究循環(huán)水懸浮物濃度與環(huán)境條件、濃縮倍率的關(guān)系；
(5) 循環(huán)水旁流過濾、旁流弱酸處理的全系統(tǒng)試驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。
試驗(yàn)在1998年9月～1999年8月進(jìn)行。通過試驗(yàn)優(yōu)選出KL-S3阻垢劑，可以使循環(huán)水濃縮倍率達(dá)到6時(shí)，堿度達(dá)到400 mg/L(CaCO3)。
某電廠補(bǔ)充水碳酸鹽硬度為121 mg/L(CaCO3)，在弱酸軟化時(shí)出水平均堿度按照25 mg/L(CaCO3)、弱酸系統(tǒng)自用水率8%進(jìn)行計(jì)算，在旁流弱酸軟化條件下弱酸系統(tǒng)需處理水量僅為340 t/h，如果處理補(bǔ)充水，需要處理的水量高達(dá)1100 t/h。
計(jì)算表明，循環(huán)水阻垢劑能夠維持的堿度越高，弱酸處理的水量就越小，弱酸系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模就越小，所以優(yōu)選阻垢劑對(duì)于經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)影響很大。
弱酸離子交換旁流軟化處理技術(shù)還需要在工程實(shí)踐中不斷發(fā)展完善。
3.2零排污循環(huán)水處理
在一些地區(qū)節(jié)水要求高，排放要求嚴(yán)格，隨著干除灰和粉煤灰綜合利用技術(shù)的發(fā)展，今后有的電廠可能需要實(shí)現(xiàn)循環(huán)水零排污。
零排污水處理系統(tǒng)投資較高，系統(tǒng)復(fù)雜，一般先要經(jīng)過軟化處理，如石灰蘇打軟化或弱酸離子交換軟化，然后采用反滲透等進(jìn)行脫鹽處理。
零排污循環(huán)水處理若與全廠的水系統(tǒng)優(yōu)化工作相結(jié)合，可以顯著提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
3.3旁流過濾
較近國產(chǎn)的自動(dòng)反沖洗絲網(wǎng)過濾器已經(jīng)研制成功，在一些濃縮倍率較高、循環(huán)水懸浮物較高的電廠，采用自動(dòng)反沖洗絲網(wǎng)過濾器進(jìn)行旁流過濾處理，可以降低循環(huán)水懸浮物含量，減少銅管的沖刷磨損，估計(jì)以后在電廠的應(yīng)用將會(huì)擴(kuò)大。 |
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循環(huán)水處理中殺生劑現(xiàn)狀與進(jìn)展
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電廠化學(xué)水處理技術(shù)的進(jìn)展與應(yīng)用
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