电厂循环冷却水系统节水及零排放技术研究

刘文婷

摘要：随着我国经济建设进程的不断推进，电力行业的规模也在不断地扩大，而在电厂生产过程中主要应用水资源提供动力，但是淡水资源作为不可再生能源处于日渐紧缺的现状，很大程度上对厂的生产造成影响。相关调查显示：工业用水占我国总用水量的60%，循环冷却水用量占工业用水量的70%。由此可见，在电厂生产过程中应用先进、高效的循環冷却水系统节水及零排放技术，可有效地促进循环冷却水的利用率，减少对水资源的消耗力度，从而创造更多的经济效益和社会效益。

关键词：循环冷却水系统；节水技术；零排放

1.循环冷却水系统节水及零排放技术分析

（1）循环冷却水旁流处理工艺

电厂循环冷却水系统应用旁流处理工艺是为了能够更好的防止水资源的浪费，其主要原理是将循环冷却水系统中产生的有害杂质清除，然后将排出的废水通过再生处理后输送到循环冷却水系统中继续使用。如此一来不仅促进了水资源的重复利用率，还减少了污水的排放量，甚至可促使系统实现零排放，发挥了良好的节能减排作用。

通过旁流处理工艺能够有针对性的去除循环冷却水中含有的、溶解固体和微生物等有害成分，从而确保冷却水能够得到实时的清洁。旁流处理工艺相比于污水再生回用工艺段相比，所需的成本投入更少。将其与化学处理方法相结合能够有效的改善水质，具有减缓腐蚀、抑制污垢的作用，可延长设备的使用期限。此外，旁流处理工艺能够明显的降低系统的排污水量和补充水量。当前电厂普遍应用的新型三级旁流处理工艺，主要由“化学混凝纤维过滤—弱酸树脂软化—反渗透” 三个环节构成，不仅具有便捷性、功能性、经济型、可操作性，还能够促使系统零排放运行。

（2）循环冷却水旁滤池节水技术

循环水通过换热器中会产生大量的悬浮物质，经过沉降会聚集在装置底部，或附着于金属壁上，不仅会影响传热效果，甚至会对装置造成腐蚀，所以必须要对循环水进行处理。通常使用的方法就是增加排污量，但是需要补充大量的水源，这样一来就增加了水资源的消耗。而旁滤池过滤法主要将循环水系统中部分冷却水分流出来进行过滤，将浑浊物体清除后排出，再将过滤后较为纯净的水送回循环冷却水系统中，其不仅能降低浑水的浊度，还能起到良好的节水作用。旁滤池过滤法的节水作用表现在：旁滤软化处理能够有效的降低循环冷却水中钙、硅浓度，继而增强浓缩倍数，实现节约减排的目的；促进旁滤池反冲洗水的重复利用，能够节省水资源的消耗；合理暂停旁滤池便可达到零排放标准，在水质较好的情况下，暂停旁滤池也可节约水资源。

（3）提高循环冷却水浓缩倍数

在电厂循环冷却水系统节水应用中，通过提高循环冷却水的浓缩倍数，便可降低补水量及排污量，从而达到更好的节水效果。循环水的含盐量与补充水含盐量的比值称之为浓缩倍数。在循环冷却水系统中，浓缩倍数作为衡量冷却水循环利用率的主要标准，浓缩倍数高代表冷却水循环利用率越高，而补充量和排放污量也会随之降低，只要促使冷却水的浓缩倍数上升，便能够起到很好的节水效果，进而促使经济效益的最大化。所以采用高浓缩倍数循环冷却水处理技术可起到节水减排的功效。然而一旦浓缩倍数增加，循环水的含盐量也会上升，从而增加凝汽器的腐蚀程度。通过添加酸、稳定剂、石灰，或弱酸性氢离子交换树脂处理技术，便可促进循环冷却水的浓缩倍数的增加，从而降低污水排放量。

（4）高浓缩倍数循环冷却水节水成套技术

中海油天津化工研究设计院研制出高浓缩倍数循环冷却水节水成套技术，不仅提升了冷却水的重复利用率，还极大地减少了污水排放量。天津某电厂应用此技术需构建11000t/h循环量的冷却水系统节水示范装置，可对冷却水中阻垢分散剂剂量、pH、电导率等进行自动控制，经过3a 多的稳定运转考核，其碳钢腐蚀率小于0.03mm/a，污垢黏附速率低于10mcm，污垢热阻小于1.22×10-4m2·K/W，浓缩倍数5.0-5.5，异养菌数小于1×105mL-1，总硬+总碱为1600mg/L，所有控制指标都符合相关规定的标准，并达到了世界最先进的节水水平。电厂应用节水成套新技术获得的效果是显而易见的，不仅达到了节水的目的，还创造了更高的经济效益。该技术已在天津各大电厂得到了普遍的应用，每年可节省3.0×107t的水资源，并减少了污水的排放量，为电厂带来了巨大的经济效益。

（5）提升循环冷却水水质

提升循环冷却水的水质能够有效的避免装置被腐蚀，从而增加了设备的使用时间。循环冷却水长期反复地应用，可增加沉淀物的堆积量，使得设备管道极易发生堵塞情况。主要应用方式：添加缓蚀阻垢剂能够促使循环冷却水系统的浓缩倍数提升，从而起到节水减排的作用。通过对当前电厂循环水的实际情况，并将其中投放适量的缓蚀阻垢剂、杀菌剂等，并对水质进行有效的提升，对相关指标进行合理、有效的控制，仅通过添加缓蚀阻垢剂便能够保证工艺的有效运行；对于较差的水质进行冲击式投入杀菌灭藻剂后，前期可通过水质置换法加快提升冷却水的纯净度，等到水质提升到一定标准后可应用旁滤方式不断的净化水质，从而减少污水的排放量。

（6）空气冷却技术

如电厂处于水资源较为匮乏的地区，或在气候条件比较适合的地域，可对空气冷汗缺技术进行合理、有效的应用，所以相关领域应该加快对空气冷却技术的普及，并促使整个工艺运行更加的高效、经济。空气冷却技术主要是汽轮机凝汽器循环冷却水系统形成密闭循环，通过空气讲汽轮机的排汽进行冷却，从而避免水汽过多的蒸发。

（7）循环冷却水的零排污

近年来工业总用水量与日俱增，对于循环冷却水的应用方面存在着巨大的潜力。当前在电厂生产中主要通过提升浓缩倍数的方式进行节水，但是随着浓缩倍数的上升，就会增加循环水系统结垢、腐蚀的概率，为了解决此问题又开始添加水稳剂来降低腐蚀结垢的可能性。而循环冷却水的零排污具体操作为：提高浓缩倍数到5-6运行，循环水系统便可减少污水的排放；若浓缩倍数达到 5-6依然有少量污水进行排放，便将污水通过净化处理后作为补充水送回循环水系统中，继而保证循环水系统的零排放；为了减少电厂成本的投入，最好的应用方式就是将废水实施生化处理后，再进行深度处理后送回循环水系统中，便能够实现更加经济、节约的零排污效果。

（8）循环水泵房的地沟水回用

在电厂循环水泵房内的地沟水来源包括：机泵冷却水、阀门渗漏、机泵抽真空系统用的原水、少量地下水，綜合而言水质相对比较纯净，可对其进行循环使用，而且地沟水中主要成分就是循环水，回收利用更加的简便快捷。

（9）循环冷却水排污水的再用

循环冷却水系统中排除的废水含有较多的盐分，同时还有减少腐蚀结垢而投入的药剂，而这些药剂很多含有毒成分，所以在排污过程中要注意对药剂的清理。循环冷却水系统排污处理的关键在于降低污水的排放量，并减少污水处理所需的费用，其中最好的方式就是除盐或软化。当前在电厂中应用的脱盐处理装置有四种：反渗透器、电渗析器、离子交换器、蒸汽压缩蒸发器。

2.电厂循环冷却水系统查漏技术

在电厂循环冷却水系统中采用查漏技术，能够以最快的时间和有效的方法查出系统中出现的泄漏源，并采用有效的方式进行补救，从而将故障带来的损害程度降到最低，起到了良好的节水效果。相关研究通过谱图配比法快速查漏新技术，在某电厂循环冷却水系统中进行查漏，取得了显著的效果，可对其进行推广和应用。

3.电厂循环冷却水系统的自动加药控制技术

对于电厂循环冷却水系统而言，冷却水装置的运行还不够稳定，再加上外界温度、湿度存在较大的波动，冷却水的浓缩倍数等水质也存在着较大的变化，如通过人工控制难以获得满意的结果，所以为了保证冷却水的水质得到合理、有效的控制，便可应用自动加药控制系统。其技术的优势在于：水质稳定可控性极高，运行过程更加经济、节约；节省药剂的投放量，还能确保其发挥出良好的效用；科学增加循环水浓缩倍数，降低对水资源的消耗。

结束语：

水资源危机已成为全球性问题，水是人类赖以生存的重要资源，节约用水、节能减排对于我国社会的可持续发展具有积极的现实意义。尤其在电厂生产中普及节约理念是至关重要的，现阶段对于循环冷却水系统节水及零排放技术的研究已成为相关领域的重要课题。随着科技的不断发展，相信不久的将来可真正的得到广泛的应用。

参考文献：

[1]解丰波，曾令刚. 火力发电厂节水和废水零排放技术研究[J]. 黑龙江科学，2015（6）：42-42.

[2]蔡世军，赵新义，王莹莹. 循环冷却水节水技术研究进展[J]. 工业水处理，2009，29（3）：4-8.