淺談火力發電廠循環冷卻水處理技術與運行監督

賀曉飛

（陜西煤業化工集團神木電化發展有限公司，陜西 榆林 719300）

1 火力發電廠循環冷卻水系統概述

在火力發電廠中，水經過處理后進入冷卻搭底部的冷卻池，由水泵將水沖塔池傳送到熱換器，水經過熱換器后冷卻回到塔池，再次循環使用，從而形成一個水循環系統。在火力發電廠中冷卻水受熱后會蒸發，造成水體積減少，水中各成分的溶度增加，水中含有一定量的二氧化碳以及碳酸鹽，水在循環時也會吸收空氣中的二氧化碳和氧氣，水中碳酸離子含量增高，和水中的金屬離子形成碳酸鹽，當碳酸鹽的濃度大于最大飽和度時，會產生水垢，結垢會造成發電設備受熱不均勻，影響使用效果以及使用壽命，對發電機組的正常工作產生不利影響。同時，水中大量的氧氣促進了微生物的生長，造成了大量的細菌，污染水質，在排污過程中細菌跟隨污水進入自然界，造成環境污染。受原水水質和機組運行方式的影響，在進行冷卻水處理系統水質控制時存在一定難度，需要加強循環冷卻水處理技術，重視技術監督工作，從而保證發電機組安全、穩定、高效運行，同時，保證發電機組運行的經濟性。

2 火力發電廠循環冷卻水處理技術與運行監督

在火電廠循環冷卻水處理中，分析影響水循環系統的原因，通過水處理方法解決水循環過程中的問題，從而提高濃縮倍數，做好循環冷卻水的防垢、防腐、防菌工作，同時，開展節水減排、減少環境污染，在保證發電機組安全穩定運行的同時，提高經濟效益。

2.1 結垢處理

（1）阻垢處理。阻垢處理是當前循環冷卻水處理常見的一種結垢處理方式，通過化學處理方式、添加阻垢劑，降低循環水系統中雜質。如果循環水系統的水源比較穩定，控制補充水的氯離子濃度和堿度，避免循環水系統產生雜質，從而達到足夠的目的。

（2）酸+阻垢劑聯合處理。在處理循環冷卻水時，加入阻垢劑以及酸，加入酸后降低了循環水中的堿度，堿度會隨著酸物質的添加發生波動。由于絕大多數碳酸鹽水解呈堿性，通過降低補充水的堿度，相當于增加了碳酸鹽的溶解度，降低了濃度，減少了碳酸鹽結晶，有效地避免了碳酸鹽結晶產生結垢。

（3）補充水弱酸樹脂+阻垢劑聯合處理。在循環冷卻水系統中，補充水經過弱酸樹脂的處理后，其硬度、酸堿度、鈣離子含量等水質參數會隨著時間變化而發橫變化。在用弱酸數值處理水時，需要進行作態模擬實驗，從而確定循環水運行的控制參數。通過冬天實驗，計算出極限碳酸鹽硬度，并將其作為控制參數，保證水質硬度低于極限值，從而有效地處理循環水結垢的問題。

（4）循環水旁流弱酸+阻垢劑聯合處理。使用循環水旁流弱酸+阻垢劑聯合處理方式處理結構時，循環水經過弱酸處理改變了堿度和硬度。在夏季，水溫較高，應該以最大循環水量為依據，用極限環境條件阻值循環冷卻水系統結構；同時，在進行模擬實驗時，運行周期要和弱酸樹脂保持一致，弱酸樹脂出水以設計值為判斷依據。其次，在進行模擬實驗時，需要做對照實驗，監測不進行旁流弱酸處理是循環系控制指標，排除因客觀原因造成弱酸系統不能運行的現象，提高模擬實驗的精確性。

（5）原水控制。原水的pH 值、硬度、堿度、氯離子等水質質變不穩定，而原水的性質是產生結垢的主要原因之一，因此，火力發電廠要控制原水的水質指標，從而較少結垢的產生。如果原水中含有磷，會影響當前市場上大部分阻垢劑的阻垢效果；水中的細菌、氨氮含量較高時會大幅度降低pH值，造成水循環時發生異常。發電廠在給循環冷卻水系統補充水時要注意控制水質，減少水中的有機磷含量，如果超標需要添加阻垢劑的用量，加強對水的殺菌處理，防止pH 值降低，同時，在日常工作中對循環水的pH 值、氨氮含量進行重點監測，保證循環水系統的正常。

2.2 防腐處理

造成循環水系統腐蝕的因素分為化學因素、物理因素、微生物因素，造成腐蝕的化學因素有pH 值、腐蝕性離子、絡合劑、硬度，造成腐蝕的物理因素有溫度、流蘇、懸浮物、造成腐蝕的微生物因素主要是因為水循環使用，充足的氧氣環境下產生的細菌。不銹鋼等材質的腐蝕速度和管內黏泥黏附速率呈正相關關系。結構處理措施很多時候都防腐功效，例如，使用阻垢劑+ 酸聯合處理。同時，實驗可以發現，在循環水系統加入硫酸鹽，讓堿度無限接基金0，此時，水呈中性，pH 值在7 左右，沒有任何緩沖性對金屬產生腐蝕，此時，循環水系統處于最理想的裝態。但是，考慮到經濟性以及添加過量酸可能造成安全隱患，在實際生產過程中，加硫酸轉化為不易結垢的永硬，將碳硬控制在極限碳硬以下；考慮到防腐應保持循環水的弱堿性以及經濟性，加酸使水堿度接近于可維持的極限值，在加阻垢劑條件下充分發揮其阻垢劑的效能。除使用化學手段進行防腐蝕處理，還需要加強不銹鋼材質的選擇。不銹鋼材質屬于鈍化性金屬，由于氯離子腐蝕產電點蝕，因此，在設備運行中就要做好循環水質全分析，減少氯離子含量，避免pH 值過低熬成不銹鋼的點蝕電位降低引起點蝕；一般可以增加水的流速來增加冷卻水的傳熱效果，防止沉積物破壞不銹鋼鈍化膜的致密和完整產生點蝕。

2.3 殺菌處理

循環水系統中，由于微生物的生長和繁殖會釋放出一種黏液，從而產生大量的有機附著物，因此，殺菌處理主要是殺死冷卻水系統中存在的微生物，使有機物失去附著能力。由于冷卻水循環系統中的微生物種類比較復雜，對冷卻水進行殺菌處理時，需要進行多方位考慮，考慮水的硬度、殺菌成本部等因素，通過合理的措施，提高殺菌效果，降低殺菌成本。當前殺菌的主要方式是討論殺菌劑。

（1）殺菌劑種類。殺菌劑的種類有氧化型和非氧化型兩種。氧化性殺菌劑殺中一般都含有氯，氯是一種氧化性很強的化學物質，可以對細菌以及真菌進行破壞，殺菌成本比較低，使用方便供應比較簡單，是一種使用非常廣泛的殺菌劑，但是其腐蝕性很強，不能持久性殺菌，需要配合氧化型的殺菌劑使用。二氧化氯也是一種殺菌劑，二氧化氯可以破壞微生物的細胞壁，殺菌效果很強，少量的二氧化硫可以快速、有效地殺死細菌，但是，受限于運輸，只能現場制作，所以成本較高。非氧化型殺菌劑一般有氯酚和季胺鹽。常用的冷卻水殺菌劑是三氯酚以及五氯酚，其在殺菌的效果上是最好的，通常是在冷卻塔中進行噴灑，增強循環水系統的細菌抵抗力。

季胺鹽是一種有機鹽，殺菌透性效果比較好，殺菌能力比較突出，但是，容易和水中的陰離子發生反應失去殺菌性，因此，要和別的殺菌劑配合使用。

（2）常用殺菌系統。①加液氯的系統。氯系統主要是由液氯鋼瓶、氣液匯流排組件、真空加氯儀、液氯的蒸發器還有擴散器等部件組成。液氯從液氯鋼瓶通過匯流排的液氯進入蒸發器中，蒸發器對液氯進行蒸發，產生的氯氣經過過濾器進入加氯一起，然后，再進入冷卻水中。在使用該系統時，一般為液態氯，由于氯氣具有毒性，因此，要做好防漏措施。②加次氯酸鈉系統。系統主要是利用點解制氯的原理，對鹽酸溶液水解值得次氯酸鈉，該系統主要包括次氯酸鈉發生器、鹽水接裝置、貯液裝置以及控制系統。稀鹽酸發生水解后，在點解槽中生成次氯酸鈉和氫氣。由于氫氣具有易燃易爆的性質，因此，氫氣的收集和排放是該系統的重點。③直接進行次氯酸鈉投放的系統。該系統是一種新型的凈水系統，在系統中加入次硫酸鈉，主要設備包括注射器以及藥品添加設備。該系統通過使用真空注射器將次氯酸鈉加到投加點，通過流量計對投料裝置進行手動或者自動調節。

2.4 節水處理

近年來，國家大力倡導可持續發展，在火力發電廠要注意節水處理，通過有效的措施降低水排污量，實現節能減排。當前火電廠循環水處理系統存在不少的問題，水源水質較差，給水處理增加了難度，同時，由于處理技術的問題，造成水源水質不符合工業用水標準，對發電機組以及凝汽器循環冷卻水系統的除垢防腐裝置構成了嚴重威脅；同時，濃縮倍率大幅度提升，造成緩蝕劑投入量不足，金屬管網被嚴重腐蝕；由于水處理技術的欠缺，造成了排放水中污染物嚴重超標，嚴重影響了生態環境。

當前，火力發電廠通過有效的除垢裝置、防腐設施和滅菌處理，有效地處理了水循環系統。火力電廠要繼續技術創新，實現循環水零排放，零排放處理技術包括水循環利用、廢水回收處理、提高循環水濃縮倍數等技術手段。從而實現節能減排的目的。

3 結語

綜上所述，在火力發電廠水循環系統中，水在循環過程中會造成結垢、產生細菌，對水循環設備造成腐蝕。發電廠要采用合適的技術手段和設備裝置，進行結垢處理、防腐處理、滅菌處理，同時，加強節水減排工作，實現循環冷卻水冷排放，既降低了生產成本又節約了資源，保護了環境，實現了火力發電的可持續發展。