電廠循環水系統運行質量的優化措施

張偉

(北京首鋼生態科技有限公司，北京 102300)

0 引言

電廠循環水系統是指將循環水系統用于發電過程中的冷卻和蒸發，從而提高循環水壓和效率。循環水系統的正常運行對于電廠的穩定運行至關重要。在電廠循環水系統的實際操作中，可能會遇到各種問題，這些問題可能會影響循環水系統的效率和質量，甚至影響到電廠的安全運行。因此，需要加強對電廠循環水系統出現問題的解決與優化力度，保障電廠循環水系統的正常使用。

1 電廠循環水系統優化特點

電廠循環水系統是發電廠必備的主要設備之一，其優化特點主要體現在以下幾個方面：一是高效節能。電廠循環水系統采用高效節能的設備，可以有效降低發電成本。其出水溫度往往比傳統的火電廠低，可以減少燃料的燃燒，降低排放污染物。二是可靠穩定。電廠循環水系統采用多級過濾、真空過濾等技術，保證水質穩定，保證機組運行的可靠性。同時，該系統還具有自動控制功能，可以根據實際情況進行調節，提高系統的穩定性和可靠性[1]。三是靈活多樣。電廠循環水系統可以根據實際需要進行設計和優化，根據機組負荷、天氣情況等因素進行調整，提高系統的適應性和靈活性。四是智能化控制。電廠循環水系統采用智能化控制技術，可以實現實時監測和控制，提高系統的智能化和自動化水平。同時，該系統還可以與機組協調運行，實現更好的節能效果。五是安全性高。電廠循環水系統采用多重安全措施，如過濾、冷卻、機械密封等技術，確保系統的安全性。此外，該系統還具有自動保護和報警功能，可以及時發現和處理問題。總之，電廠循環水系統的優化特點主要體現在高效節能、可靠穩定、靈活多樣和安全可靠等方面。通過采用先進技術和設備，可以提高電廠循環水系統的效率和可靠性，降低排放和能源消耗。

2 電廠循環水系統運行原理

電廠循環水系統是一種將水源(如江河、湖泊或地下水)中的水提取出來，然后將其用于電力生產的過程中。這個系統主要是通過一個加壓泵站將水資源從水源中提取出來，然后輸送到需要使用的地方。循環水系統可以被用于冷卻設備，例如鍋爐或汽輪機，以幫助減少燃料燃燒產生的熱量損失。

以下是循環水系統的基本原理：一是水源提取。需要將水源中的水提取出來，以便進行下一步的處理和發電。這個過程通常是通過機械提取或化學提取來實現的。二是加壓泵站。為了將水資源從水源中提取出來，需要將水源中的水加壓，以使其進入需要使用的設備中。這個過程通常由水泵完成[2]。三是輸送系統。將加壓后的水資源從水源中運輸到需要使用的地方。這個過程通常包括管道、閥門、泵和其他設備。四是冷卻設備。為了減少燃料燃燒產生的熱量損失，需要將水資源冷卻到所需的溫度。這個過程通常包括冷卻設備和泵等設備。循環水系統可以用于電力生產，以幫助設備減少燃料燃燒產生的熱量損失，并提高電廠的發電效率。

3 電廠循環水系統常見的問題

3.1 水垢

循環冷卻水系統結垢嚴重地影響著電廠的安全生產，要想解決循環水系統結垢問題，首先要了解其結垢機理。循環冷卻水系統的結垢主要是由于循環水在冷卻過程中，水中溶解的鈣、鎂等陽離子以及溶解的二氧化碳和有機酸等陰離子在冷卻介質中發生交換而形成。循環冷卻水系統結垢，主要是由以下原因引起的：(1) 水中溶解的氧會造成微生物滋生；(2) 水中鈣鎂離子和碳酸根等陰離子，在高溫下會發生復雜的物理、化學變化，生成難溶鹽，如碳酸鈣、碳酸鎂等；(3)水中含有鈣鎂離子時，容易在管道、設備內壁形成一層水膜，這層水膜就是水垢。水垢是水的一種晶體，其硬度為水的3 倍，它在水中形成后，不溶于酸，也不溶于堿。水垢一般附著在金屬表面上，并與金屬表面形成一個或一系列化學作用而形成一層或幾層的堅硬的結垢物。(4)循環水系統中的微生物會把水中鈣、鎂等陽離子轉化為不溶性的碳酸鈣、碳酸氫鎂等沉淀物沉積在管道、設備內壁上這就是循環水系統的黏泥生成及沉積現象[3]。

3.2 腐蝕問題

電廠循環水系統的腐蝕原因有多種，以下是一些常見的原因：一是水質問題。循環水系統的水質問題是導致其腐蝕的一個重要因素。當循環水中的雜質(如有機物、重金屬、硫化合物)含量較高時，這些雜質可能會腐蝕設備并導致漏水。二是溫度和濕度。循環水系統運行時，溫度和濕度也是一個重要因素。當溫度和濕度較高時，設備和管道往往更容易發生腐蝕。這是因為溫度和濕度越高，水汽中的氧含量就越高，這會加速設備和管道的腐蝕。三是化學藥劑使用。循環水系統中的化學藥劑也可能導致腐蝕。例如，如果使用了不合適的殺菌劑或緩蝕劑，它們可能會對設備和管道產生化學腐蝕。四是機械磨損。循環水系統運行時，可能會受到機械磨損的影響。例如，當管道或設備受到沖擊或振動時，可能會導致其內部結構損壞并導致腐蝕。五是其他因素。循環水中的雜質、氣體和液體成分也可能對設備和管道產生腐蝕影響。例如，如果循環水中含有大量的空氣或氧氣，它們可能會對設備和管道造成化學腐蝕。總之，電廠循環水系統的腐蝕原因是多方面的，包括水質問題、溫度和濕度、化學藥劑使用、機械磨損以及其他因素。因此，在工程施工和維護中，需要進行全面的水質檢測和控制，并采取相應的防腐措施以避免系統腐蝕。

3.3 微生物問題

電廠循環水系統產生微生物的原因主要有以下幾個方面：一是水質問題。電廠循環系統的水質問題是導致微生物數量超標的主要原因之一。如果水質過于黏稠、渾濁、腐蝕性強等，那么就會導致微生物的生長和繁殖，從而影響系統的正常運行。二是溫度變化。電廠循環系統的溫度變化也會影響微生物的數量。當系統溫度升高時，微生物的生長和繁殖速度也會加快，從而導致微生物數量超標。三是機械作用。生物膜是由微生物在管道內生長繁殖而形成的，電廠循環系統中的機械作用如沖洗、攪拌、振動等都會促進生物膜的形成和發展。如環境潮濕、氧氣含量低、溫度低等都會影響系統中微生物的生長和繁殖。所以，電廠循環水系統微生物數量超標是多種因素綜合作用的結果，需要根據具體情況進行綜合分析和解決。

3.4 油污

電廠循環水系統油污的產生原因有多種，主要包括以下3 個方面：一是工業油脂。工業生產過程中會產生油污，例如石油、油脂等。這些油污通過各種渠道進入循環水系統，導致水體變得渾濁、污垢沉積，對系統造成污染和不利影響。二是生活油污。生活中的廚房油污、污水排放等也會導致水體變得油膩。例如，當廚房用油未及時清理或用完后沒有及時倒掉，就會形成油膩的液體，對循環水系統造成污染。三是氣候因素。氣候因素對水體油污的產生有很大影響。當氣候條件較潮濕時，水中的污垢和雜質更容易形成油污。此外，氣溫的變化也會影響水體的油分含量。總之，電廠循環水系統油污的產生原因有多種，需要綜合考慮這些因素并采取相應措施來解決。可以通過定期清理油污、添加去油藥劑等方式來減輕對系統的影響，同時也可以采取一些其他措施來防止油污的形成和污染。

3.5 循環水泵性能問題

電廠循環水系統循環水泵的性能是影響其正常運行的重要因素。以下是幾種可能影響循環水泵性能的主要因素有：一是水流速低。水流速過低可能會影響循環水系統的效率。因為水流速度過低時，水流的能量降低，水中的顆粒和雜質可能會減小水流的速度，從而降低循環效率。二是揚程低。循環水泵的揚程過低可能會導致循環水系統的壓力不足。這可能會影響電廠的發電效率和能源利用效率。三是噪音大。循環水泵的噪音過大可能會影響電廠員工的工作狀態和生活質量。為了解決這些問題，可以采取一些措施：提高水流速度、降低水輪機揚程、安裝空氣過濾器、更換新型材料、調整循環水泵運行方式等。此外，還需要加強對電廠循環水系統的管理和維護，及時清理水垢，確保循環水系統的正常運行。

4 電廠循環水系統優化措施

4.1 阻垢劑

循環冷卻水系統是工業生產中必不可少的一種冷卻系統，它在生產過程中起到了至關重要的作用。在循環水系統中，由于水中的溶解物質、微生物、無機鹽等物質會在系統管道、設備和循環水中產生垢樣，從而影響系統的冷卻效率和生產效率。為了防止這些垢樣的形成，需要在系統中加入阻垢劑來控制和清除這些物質。阻垢劑可以幫助系統中的化學反應順利進行，從而提高系統的冷卻效率和生產效率。在循環水系統中使用阻垢劑需要遵循一些基本的使用原則。一是適量添加。阻垢劑的添加量應根據具體情況進行調整，根據系統的大小、溫度、水質等因素進行評估。如果需要更多地保護或延長系統的使用壽命，可以考慮增加阻垢劑的使用量[4]。二是正確存儲和使用。阻垢劑需要存放在干燥、通風、避光和低溫條件下，避免與水接觸。使用時需注意防止誤吞或吸入藥劑，避免對身體造成傷害。三是定期檢查和維護。在使用阻垢劑過程中，需要定期檢查設備和管道的情況，以確保其正常運行。可以通過測量溫度、流量、壓力等參數來監測管道和設備的狀況。需要注意的是，阻垢劑使用是有一定風險的。在使用阻垢劑前，需要對系統進行全面的評估和測試，以確保其有效性和安全性。同時，需要遵循相關規定和標準，保證使用過程中不會對環境和員工健康造成影響。

4.2 緩蝕劑

循環冷卻水系統緩蝕劑的使用可以有效地減緩循環水系統中的腐蝕和結垢現象，從而提高設備的可靠性和使用壽命。一是要確定循環水系統的類型和設計參數。在進行緩蝕劑使用前，需要先確定循環水系統的類型和設計參數。常見的循環水系統類型包括蒸汽鍋爐、凝汽器、蒸發濃縮池、冷卻塔等。不同的系統需要不同類型的緩蝕劑，因此，需要根據實際情況進行選擇。二是添加緩蝕劑。在使用緩蝕劑之前，需要將循環水系統中的雜質和沉積物清除干凈，以確保緩蝕劑能夠有效地發揮作用。可以使用人工清理或機械清理的方法來清理雜質和沉積物。對于大型循環水系統，可以使用高壓水槍等工具進行清理。三是控制緩蝕劑的濃度。緩蝕劑的濃度應該根據實際情況來確定。一般來說，緩蝕劑的濃度應該低于一定限度，以防止過度腐蝕和結垢現象的發生。可以通過監測循環水系統中的pH 值、氨氮、磷酸鹽、濁度等參數來控制緩蝕劑的濃度。四是定期添加。緩蝕劑是一種長期使用的添加劑，需要定期添加以保證其有效地發揮作用。一般情況下，建議每隔一定時間就添加一次緩蝕劑，以確保緩蝕劑能夠持續有效地發揮作用。五是確保安全。在使用緩蝕劑時，需要確保安全措施到位，如設置安全屏障、安裝報警器、配備應急預案等。此外，還需要注意避免與其他化學藥劑和雜質混合使用，以防止對環境和人體健康造成不良影響。總之，電廠循環水系統緩蝕劑的使用需要綜合考慮多個因素，包括確定循環水系統類型、添加緩蝕劑、控制緩蝕劑濃度、定期添加、確保安全等方面。只有通過定期添加緩蝕劑，才能確保電廠循環水系統的可靠性和使用壽命[5]。

4.3 成膜技術

電廠循環水系統成膜防腐蝕技術是一種通過在循環水系統中加入成膜物質，形成保護膜來防止金屬材料腐蝕的技術：一是要選擇合適的成膜物質。成膜物質可以是液體、氣體或固體。在選擇成膜物質時，需要考慮循環冷卻水系統的水質、溫度、pH 值、氧含量等因素[6]。成膜物質應該是具有較強化學穩定性和物理吸附能力的，能夠在循環水系統中形成穩定的保護膜。二是處理設備表面。在循環水系統中，設備表面會產生污垢、細菌和其他污垢沉積物，從而導致腐蝕。因此，在處理設備表面時，需要進行徹底的清洗和消毒，以減少污垢和其他污染物的堆積，從而減少對金屬材料的腐蝕。三是保持循環水pH 值在合理范圍內。循環水系統的pH 值應該保持在7～8 之間，但是有些循環水系統可能存在鐵離子超標等問題，這會對金屬材料造成腐蝕。因此，在成膜技術中需要加入適量的成膜物質，使循環水系統的pH 值保持在合理范圍內。四是選擇合適的安裝位置。循環冷卻水系統需要安裝在一個相對封閉的容器中，容易導致腐蝕現象發生。因此，需要選擇一個合適的安裝位置，以減少與外界空氣、腐蝕物質和微生物的接觸，從而降低腐蝕速率。五是采用新型技術。隨著技術的發展，一些新型成膜材料和技術也可以用于電廠循環冷卻水系統的防腐蝕。例如，使用含氟聚合物、聚酰胺等材料可以在循環水系統中形成致密的保護膜，從而減少對金屬材料的腐蝕。因此，電廠循環冷卻水系統成膜防腐蝕技術需要結合電廠的實際情況進行選擇和應用。通過保持循環水系統的pH 值、添加成膜物質、選擇合適的安裝位置和新型技術等措施，可以有效地防止金屬材料腐蝕，提高電廠循環冷卻水系統的可靠性和壽命。

4.4 氧化殺菌

電廠水循環系統氧化殺菌處理微生物是一種常用的防腐措施，它可以有效地防止循環水系統中的微生物繁殖和腐蝕，從而延長系統的使用壽命和安全性。常見的水循環系統氧化殺菌處理微生物的方法有：一是臭氧氧化殺菌。臭氧是一種強氧化劑，可以有效地殺滅水中的微生物。在循環水系統中，加入適量的臭氧發生器，將臭氧氣體注入水中，反應生成的自由基可以分解水中的有機物、硫化氫等有害物質，同時還能起到殺菌消毒的作用。二是氯酸鈉氧化殺菌。氯酸鈉是一種常用的殺菌劑，可以用于處理水中的細菌、藻類和真菌。在循環水系統中，加入適量的氯酸鈉溶液，反應生成的自由基可以破壞微生物細胞壁和細胞膜，使細胞質外流從而達到殺菌消毒的效果。三是二氧化氯氧化殺菌。二氧化氯是一種高效、安全的殺菌劑，可以有效地殺滅水中的細菌、藻類和真菌。四是酸性氧化酵素處理微生物。酸性氧化酵素是一種專門處理酸性水質的殺菌劑，可以有效地殺滅水中產生腐蝕和垢沉積速率較快的細菌。總之，電廠水循環系統氧化殺菌處理微生物是一種常用的方法，它可以有效地控制循環水系統中病毒、細菌和真菌等微生物危害，確保系統的安全和可靠性。在使用氧化殺菌處理微生物技術時，需要根據水質問題、溫度和濕度等因素來選擇合適的處理方法和殺菌劑。同時需要定期進行檢測和監控，以確保系統穩定運行。

4.5 抽凝機與背壓機組

抽凝機和背壓機是兩種不同的機械設備，分別用于電廠將水蒸氣從一個容器中抽取出來和將壓縮空氣從一個容器中抽取出來。它們都是用來將氣體從一種介質轉移到另一種介質上的設備。抽凝機是一種將水蒸氣從容器中抽取出來的設備，通常由一臺電動機和一些閥門組成。電動機通過轉動閥門來控制蒸汽的抽出量，從而達到抽氣的目的。背壓機則是一種將壓縮空氣從壓力較高的地方排放到壓力較低的地方的設備，通常由一個或多個氣缸組成。氣缸通過管道與抽凝機連接，氣缸中的空氣通過管道排出。一般情況下，背壓機組會使用1 臺輔助冷卻循環水泵，加上2臺循環水泵，該種機組組合可能會出現動能值不足的情況，使用抽凝機與背壓機組相互結合的方式可以進一步滿足發電廠生產需求。

在實際應用中，抽凝機和背壓機可能會有所不同。例如，在化學工業中，背壓機通常用于將某種氣體從一種介質轉移到另一種介質上，例如將氫氣從氫氣瓶中抽出并將其壓縮到氮氣中。此外，背壓機的應用范圍也可能有所不同。例如，在電力行業中，背壓機通常用于將高壓電輸送給低壓電動機，從而產生電力供應。而在天然氣行業中，背壓機通常用于將高壓氣體從天然氣瓶中抽出并送往加壓站進行加氣處理。總之，抽凝機和背壓機都是用于抽氣和抽取氣體的設備，它們的應用范圍可能有所不同。在實際應用中，需要根據具體情況選擇合適的設備和方法進行操作。

5 結語

電廠循環水系統可以有效地降低電廠發電過程中的溫度，實現裝置冷卻。但是由于其長時間與水接觸，很容易出現微生物、腐蝕、油污等問題，影響系統效率，需要使用多種化學試劑來為循環水系統形成一層保護膜，同時實現殺菌效果。因此，針對不同的問題采取相應的優化措施，以確保循環水系統的正常運行，提高電廠循環水系統的運行質量和效率。