燃氣電廠城市中水回收利用運行控制管理技術

牛長軍

摘 要：文章主要分析了城市中水用于火電廠循環水系統存在的問題，并詳細介紹了循環冷卻水化學處理的操作過程。同時，分析了認真做好機組的運行管理工作的重要性。希望可以為相關工作人員提供幫助，僅供參考。

關鍵詞：燃氣電廠；循環水系統；管理

燃氣電廠由于其啟動迅速，排放無污染的特點，國內許多城市采用燃氣機組作為調峰或者供暖，循環水作為火電廠一個重要系統，其平穩運行對火電廠安全和經濟效益有重要意義，火電廠循環水經常采用城市中水，但其富含微生物對循環水系統安全運行存在極大隱患，文章通過對火電廠中水回收利用運行控制管理，對循環水系統采用加水質穩定劑、加硫酸和定期加殺菌滅藻劑聯合方式進行處理，同時對循環水質進行監督管理及日常運行維護管理，可有效的降低了循環水微生物含量。

1 城市中水用于火電廠循環水系統的問題

城市中水中富含氮、磷元素為微生物生長繁殖提供了營養源和適宜的環境條件，微生物主要包括有：鐵細菌、硫細菌、硝化細菌、硫酸鹽還原菌等。

城市中水中的粘泥的生成是以微生物為基礎的，隨微生物的生長和繁殖，微生物形成的生物膜不斷增厚，大量的微生物在新陳代謝中分泌出的粘液與循環冷卻水中的懸浮物、有機物及少量的鹽類粘和，使無附著力的物質粘附、截流及微生物死亡殘留物沉積形成粘泥。

城市中水中所含有機物主要來源于人類排泄物及生活活動產生的廢棄物、動植物殘片等，主要成分是碳水化合物、蛋白質與尿素及脂肪。城市三級中水作為補充水將有機物帶入循環水系統，在循環水系統濃縮轉化，再加上循環水系統有利的微生物生長、繁殖條件，以有機物為部分營養，加劇生長并增加循環水中有機物的含量；在循環水系統內營養物質充足條件下，二者互為促進。電廠其它生產用水通常包括沖洗用水和進入熱力系統的鍋爐補給水。電廠沖洗用水的水質指標要求不高，通常去除懸浮物后消毒即可使用；鍋爐補給水水質要求較高，水質接近于純水，一般經過濾后軟化除鹽進入熱力系統，處理流程復雜，但用水量較少。

采用三級城市中水為補充水的循環水系統，懸浮物主要由有機物、微生物代謝分泌粘性物質、少量無機類懸浮物質形成，在循環水系統中會對系統造成局部及均勻侵蝕。當循環水懸浮物升高時，循環水有機物含量也相應升高，循環水中微生物生化反應加劇，循環水系統微生物腐蝕加劇；甚至出現循環水系統pH急劇下降，引起循環水系統金屬材質全面均勻腐蝕。

2 循環冷卻水化學處理

通過對火電廠中水回收利用運行控制管理，對循環水系統采用加水質穩定劑、加硫酸和定期加殺菌滅藻劑聯合方式進行處理，有效的降低了循環水微生物含量。主要操作過程如下。

2.1 水質穩定劑的加入及控制

水質穩定劑藥液加至循環水前池，利于藥劑在循環水中混合均勻，連續恒流量加入，保證所要求的加入量，保證循環水中有機膦達到控制要求。

2.2 硫酸的加入及控制

2.2.1 加酸系統及加酸點

硫酸自循環水系統前池處連續恒流量加入。

2.2.2 運行中硫酸加入量的控制

（1）加酸處理應嚴格控制酸的加入量；（2）加酸系統必須連續運行，保證酸均勻、連續加入到循環水系統中，既要防止加酸不足，更要防止加酸過量，嚴禁沖擊式加酸；（3）當酸直接加入到循環水中時，循環水酚酞堿度小于0.3mmol/L時，應考慮加酸是否過量，如確認加酸過量，應減少或停止加酸；當循環水酚酞堿度大于1.0mmol/L時，應考慮加酸是否不足，確認后進行必要的調整。

加酸處理后補充水殘留堿度按下式計算：

JD/=JDB-[（YDx-JDx）/KCl-（YDB-JDB）]

式中：JD/-加酸后補充水殘留堿度，mmol/L；JDB-加酸前補充水的堿度，mmol/L；YDx-循環水的總硬度，mmol/L；JDx-循環水的總堿度，mmol/L；YDB-加酸前補充水的總硬度，mmol/L；KCl-循環水以氯離子計濃縮倍率。

2.2.3 殺菌滅藻劑的選擇及加入

做好循環冷卻水的殺菌滅藻工作，對控制循環水系統微生物生長繁殖、微生物腐蝕，確保電廠機組安全，穩定地運行，起著至關重要的作用。鄭州燃氣電廠采取定期沖擊式加藥方式對循環水進行殺菌滅藻工作，選擇殺菌滅藻劑主要遵循以下原則。

（1）高效、廣譜。對水中絕大部分菌藻特別是對硝化細菌、硫酸鹽還原菌等，要有很強的殺生能力；（2）對水中的氨氮有良好的去除作用；（3）殺菌劑本身不會對凝汽器不銹鋼管有較強腐蝕性；（4）不會影響水中所加阻垢劑、緩蝕劑的阻垢、緩蝕性能。

3 循環水監督管理

將循環水水質控制在合理范圍內是保證系統安全、穩定運行的關鍵所在。

3.1 循環水分析監督項目及周期

3.1.1 補充水的監督項目及周期

（1）正常情況下，每24小時監測一次循環水補充水全堿度、硬度、鈣硬度、氯根、pH值、濁度、電導率。（2）當補充水源發生明顯變化時，及時監測上述項目。（3）定期監測補充水COD、硫酸根、總磷。

3.1.2 循環水的監督項目及周期

（1）正常情況下，每12小時監測一次循環水酚酞堿度、全堿度、硬度、鈣硬度、氯根、pH值、濁度、電導率及氯根濃縮倍率的計算。（2）每24小時監測一次循環水總磷含量、正磷含量，計算出有機膦含量。（3）定期測定循環水硫酸根含量、CODCr。（4）每月進行一次補充水、循環水水質全分析。

3.2 循環水水質控制指標

控制循環水pH為8.3-9.0之間；濃縮倍率控制為2.0-3.0；控制循環水堿度（JD）為6.0-7.0mmol/L；濁度≤10.0NTU；高濃縮倍率工況下（KCl-=2.5-3.0）；控制循環水有機膦（以PO43-計）含量為3.0mg/L～4.0mg/L。

4 運行維護管理

為了保證發電機組的安全運行，延長凝汽器使用壽命，除了嚴格執行循環水處理方式和加強監督管理外，還必須認真做好機組的運行管理工作。

4.1 保證膠球清洗裝置的正常投運

膠球投運是保證凝汽器管表面清潔的必要手段，它可以及時清除泥砂、粘泥以及軟垢，有效避免了凝汽器管的垢下腐蝕和微生物腐蝕。采用膠球不斷摩擦，可形成光滑的金屬表面，通過加入緩蝕劑將使得凝汽器管壽命明顯延長。

4.2 流速控制

換熱管中冷卻水的流速應保持在1.5m/s～2.0m/s。實際冷卻水量的選擇應首先滿足維持凝汽器真空度需要，其次考慮循環水泵的耗電量。當然為了保證凝汽器管表面的清潔度及防止黏泥物質在系統中的附著，冷卻水流速最低不應低于1.5m/s。但當流速超過管材所容許的最大流速時，沖擊腐蝕的可能性也將大大增加。

4.3 停機后的維護

機組停運后，在時間允許的條件下，打開凝汽器水室、管道法蘭等部件，進行以下工作：（1）用高壓水槍對換熱管進行沖洗；（2）對水室中雜物進行清理；（3）根據水室及管道的腐蝕情況，確認是否要進行涂膜處理；（4）視凝汽器管以往腐蝕及泄漏情況，確認是否要進行抽管或渦流探傷；（5）除水室和管道外，注意觀察系統中其他設施、設備的腐蝕情況。條件允許對旋轉濾網、收球網、塔池底部等區域的雜物進行徹底清理。

4.4 停機期間的保養

在停機期間，凝汽器管由于長期積水，使有機體產生氨和硫化物，非常容易對已形成的凝汽器管保護膜造成破壞，進而使凝汽器管發生腐蝕，也可能因氧的濃差而產生腐蝕。因此，做好停機期間的保養是非常必要的。

4.5 易出現問題及解決方法

4.5.1 石灰系統。石灰系統易出現的問題包括：平衡水箱供水中斷，生石灰繼續添加，造成石灰乳攪拌箱、石灰乳管道嚴重堵塞；石灰乳攪拌器過熱保護停運、石灰乳泵故障，生石灰繼續添加，造成石灰乳攪拌箱嚴重堵塞；生石灰不下料，導致不能加入石灰乳；生石灰下料太多，導致螺旋給料機卡死等。

針對這種情況，首先可以將石灰給料機與平衡水箱低液位、自用水泵運行狀態、清水池低液位連鎖，一旦出現上述3種情況，應立即停運石灰給料機，保證石灰乳攪拌箱和石灰乳管道不會堵塞；其次，將石灰給料機與石灰乳攪拌器和石灰乳泵的運行信號連鎖，一旦二者中任何1個停運，應立即停運石灰給料機，保證石灰乳攪拌箱不會堵塞；最后，生石灰不下料一般有2種原因，一是下料閘板開度太小，可以適度開大下料閘板，二是石灰筒倉振打器振打頻率過低，適當調大石灰筒倉振打器的振打頻率；生石灰下料太多，導致給料機卡死的原因與不下料的原因相反，可以適度關小下料閘板，適當調小石灰筒倉振打器的振打頻率。

4.5.2 排泥系統。排泥系統易出現的問題包括：澄清池排泥不及時，導致澄清池翻池；污泥濃縮池脫泥不及時，污泥含量過高，導致脫水機扭矩過大或非常不穩定。

針對這種情況可以采取下列解決方法：一方面，加石灰的澄清池要定時排泥，一般24h排泥3-4次，每次排泥20-30min，保證泥量不會堆積過高，否則會出現翻池情況。在調試中發現，控制較低的泥位不會給澄清池的運行帶來不利的影響，所以保持澄清池低泥位是石灰法澄清池運行的重要因素；另一方面，中水脫水機經常因為污泥含量不穩定，需要頻繁調整回流門和污泥泵出口門，為了保證脫水機的穩定運行，應將脫水機沖洗水閥與脫水機的扭矩連鎖，當扭矩超過高值時開啟沖洗水閥，扭矩低于低限值時關閉沖洗水閥，這樣可以使運行人員有充分的調整時間，保證脫水機的安全穩定運行。如果污泥泵是變頻泵可以將污泥泵的頻率與脫水機扭矩連鎖（PID調節），這樣更能保證脫水機的安全、穩定運行。

5 結束語

通過對火電廠中水回收利用運行控制管理，對循環水系統采用加水質穩定劑、加硫酸和定期加殺菌滅藻劑聯合方式進行處理，同時對循環水質進行監督管理及日常運行維護管理，可有效降低循環水微生物含量。

使用城市三級中水作為火力發電廠循環冷卻水，應嚴格監控補充水水質，發現問題及時解決；做好循環水的日常監控工作，日常的監控方式主要有以下幾種：（1）觀察可見物的表面狀態。如冷卻塔立柱、填料等。（2）監督循環水水質分析。（3）對凝汽器運行指標分析。主要為端差、真空度、冷卻水溫升。

做好循環水處理效果評價工作，主要是對水質穩定劑處理、防腐處理和殺菌處理的效果評價。做好運行維護工作，嚴格執行的各項運行管理制度。