热电联产机组循环水系统改造

戴传华 刘红梅

济宁金威热电有限公司 山东 济宁 272300

0 前言

金威热电厂有四台发电机组，每台15MW、发电量共计60MW。有两台自然通风双曲线式冷却塔，循环水量总计为14400m3/h，保有水量为8000 m3。自2004年投产以来，由于两个冷却塔的回水管相通，四台循环泵的吸水口共用一个吸水井，企业用电量较大，四台机组不可能同时停下来，一直未做有效处理；同时冷却塔紧靠焦化厂和运煤马路，外部环境较差，并和养鱼池相通；冷却塔有严重的腐蚀问题和生物粘泥问题，因腐蚀问题容易造成凝汽器铜管泄漏，由于循环水有生物粘泥，凝汽器铜管每周都需要胶球清洗，金威热电厂每年夏季都需找清洗公司用高压水枪清洗，使检修费用增加，发电量下降。因为凝汽器冷却不下来，冷油器天热时不得不加生水冷却，造成用水量增加。针对这些问题，对整个循环水系统做了全面调研，采取两种措施即切断鱼池与冷却塔的连接，和采用化学加药的办法，以期提高金威热电厂水资源的利用率和凝汽器的真空度，达到经济发供电。

1 金威热电厂循环水系统

表1为金威热电厂循环水系统运行参数。

表1 金威热电厂循环水系统运行参数

表2 金威热电厂补充水水质

2 水处理技术方案

2.1 杀菌剥离清洗

冷却水处理除解决系统的腐蚀、结垢控制外，还需对水中的微生物实行控制。循环水中澡类和细菌是循环水中的有害物质，会在水中产生一种胶状、粘性的会吸附管壁造成沉积物，这些沉积物覆盖在设备表面，降低了冷却效果，阻止水处理药剂在金属表面发挥作用，形成沉积物下腐蚀（垢下腐蚀）。杀菌剥离其目的是去除附着在系统中的粘泥附着物和粘泥，使其切断对药剂的隔绝作用，为此一个综合的微生物控制方案能使换热器表面保持干净，并最大程度地提高热传递效率，所以微生物控制的好坏对循环水的处理意义重大，要达到理想的微生物抑制效果，必须进行不间断的控制。完整的微生物控制方案通常用氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剥离剂相结合的配方，以充分发挥两者的优点，避免细菌抗药性，提高杀菌率，使药剂最大限度发挥其缓蚀阻垢作用。

2.2 杀菌剂投加点及注意事项

A、为节约药剂用量，集水池水位应降至最低安全水位。

B、投入粘泥剥离剂浓度为200mg/l进行杀菌剥离。

C、HC-3002氧化性杀菌剂、HC-3004高效粘泥剥离剂都采用一次性投加至冷却塔水池或吸水井。在投加杀菌剂之前，如系统处于高浓缩倍数状态下，则系统应适当降低浓缩倍数，然后密闭运行24-48小时后，视循环水浊度情况进行适当置换排放。观察冷却塔顶部配水装置和塔内壁的粘泥、菌藻的去除情况，不断测试循环水浊度变化，若浊度在2～4小时不变，可通过开大补充水及排污阀等措施进行置换排放，否则，剥离下来的微生物粘泥，仍留在系统中，不但会再沉积到设备金属表面，而且会成为微生物的接种源，为微生物繁殖提供有利的场所。

需测试项目：循环水浊度，1次/2h；循环水pH值，1次/h。

2.3 金威热电厂正常运行时的加药方案

（1）合理利用阻垢缓蚀剂：应投加浓度50mg/l的阻垢缓蚀剂HC-2004。在进行基础投加后，应在系统中用加药装置连续均匀地加入，用以维持药剂浓度的平稳。若药剂浓度波动较大，则循环水系统运行不利，浓度低影响药剂使用效果，浓度高则浪费药剂。

（2）正确使用杀菌剂：氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交替使用。

氧化性杀菌剂，投加浓度200mg/l，频率每周投加一次。

非氧化性杀菌剂，投加浓度200mg/l，频率每周投加一次。

表3 金威热电厂水质管理控制指标及分析频率

3 水处理技术应用后的效果

金威热电厂的循环水系统经过杀菌剥离、清洗后，现能正常投加水处理药剂，运行良好，水质各项分析监测数据基本控制在正常指标范围内，浓缩倍率控制为2.5-3之间。市技术监督局对循环水系统进行了腐蚀速率监测，监测结果见表4。从监测结果来看，金威热电厂的循环水系统运行良好，黄铜腐蚀速度在合格的正常范围内。

表4 金威热电厂系统腐蚀速率监测［1］

循环水水处理技术在金威热电厂半年来的应用，各项监测数据和运行指标均正常，都达到并优于国标GBJ50－83和中国石油天然气股份有限公司炼油化工企业工业水管理制度。

4 循环水处理后经济效益评估

4.1 煤耗可降低

根据发电厂等效热降理论计算可知，每当真空提高1%，汽轮机效率可提高1%，全厂效率也可提高1%。由上述数据可知，2010年9～10月份的真空比2009年同期真空值平均-86KPa提高了-7KPa，真空度提高了8.5%。全年预计，真空度平均提高可在10.25%以上，其汽轮机效率和全厂效率也将提高10.25%，金威热电厂全年煤耗款达2000多万元，由循环水改造提高的效率就可节约款项2000×10.25%=205（万元），带来了电厂煤耗的降低，由此提高了全厂经济效益。

4.2 可减少排污量和节约新水量

金威热电厂循环水系统改造后，浓缩倍数得到大大提高，从处理前的2.0提高到现在的3.0，由表5可知，排水量由处理前的138m3/h降低到现在的69m3/h，可减少排污量69m3/h，一年按运行8000h计算，可减少排污水达55.2万m3，补充水量可由处理前的276m3/h降低到现在的207m3/h，节水69m3/h，一年也按运行8000h计算，可节约用水55.2×104m3。在水资源日益紧缺的今天，节水就是最大的效益。

表5 金威热电厂浓缩倍数与补水、排污的关系（循环水量：14400m3/h）

4.3 可节约检修费用

循环水系统经过化学处理后，腐蚀速度降低到现在的0.005mm/a（铜管），改造后铜管寿命可延长10年以上。一年节约的清洗费用高达20万元。由于铜管泄漏减少了，也避免了循环水对凝结水的污染，节约了除盐水，减少化学补充水的使用，提高了全厂的经济效益。

5 处理后存在问题和下一步整改建议

金威热电厂循环水系统水处理技术应用后，效果虽然良好，但仍然存在些许的问题，通过这次改造发现在硬件方面缺少旁滤装置，在软件方面缺少有效的监督和管理，对水处理药剂缺乏有效的监督和检验，没有建立设备腐蚀状况记录等等。针对这些情况建议金威热电厂：

（1）为进一步提高水处理效果，建议增设旁滤装置。增设旁滤装置虽然一次性投资较大，但运行费用低，循环水处理效果好。在回用管上使循环水量的2～5%能流经旁滤装置就可有效除掉循环水中悬浮的藻类、微生物的尸骸及污垢，有效降低循环水的浊度。

（2）加强水处理药剂的监督和检验。严把药剂质量关，对进厂的每一批药剂都进行化验监督，确保电厂利用的是高质量水处理药剂，提高水处理效率。

（3）建立有效的水处理药剂监督和检验。严格按照加药方案进行加药，并做好日常的循环水化验监督，根据水质变化情况及时排污换水，控制浓缩倍率，保证循环水不结垢，不腐蚀设备，安全经济运行。

（4）建立设备腐蚀状况记录。在机组大修时采集垢样，做垢样组成分析，记录设备腐蚀状况，为调整水处理配方提供真实有力的依据。

总之，经过这次技术改造，可节约资金共计约500万元，对于金威热电厂来说，改造创造了效益，也找出了现在存在的问题和提出了下一步整改建议。

［1］中国石油化工总公司生产部和发展部.冷却水分析和试验方法［S］.1994.