工业废水热电厂循环水系统水处理技术的应用
南方某热电厂有三台发电机组，分别为25MW、25MW、50MW，合计发电量为100MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔，总循环水量为10
300m3/h,保有水量为11 000 m3。自投产以来，一直未做处理，同时与鱼池相连，存在着较为严重的腐蚀问题和生物粘泥问题，每年因腐蚀问题造成凝汽器铜管泄漏达200根，由于生物粘泥，每个季度都需要胶球清洗，有时需要高压水冲击，造成检修费用大大增加。
因为冷却不下来，工业废水各用水部门在天热时加生水冷却，造成用水量增加。针对这些问题，我们做了全面调研，采取切断鱼池和化学加药的工业废水水处理技术方案，提高了汽轮机凝汽器的真空度和水资源的利用率，达到了经济发供电。
2 热电厂循环水系统概况
热电厂循环水系统运行参数见表1。
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项
目
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单
位
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运
行 参 数
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循环水量
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m3/h
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10300
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保有水量V
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m3
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11000
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温差
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℃
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8～12
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蒸发损失量E
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m3/h
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90
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风吹损失D
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m3/h
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10
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3
水处理技术方案
3.1 杀菌剥离清洗工业废水
杀菌剥离的目的是去除附着在系统中的粘泥和粘泥附着物，切断其对药剂的隔绝作用，使药剂限度发挥其缓蚀阻垢作用。
A、集水池水位降至安全水位，以节约药剂用量。
B、投加粘泥剥离剂400mg/L进行杀菌剥离。
C、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，出水孔堵塞缓解情况，塔内壁绿苔消失，通过测试循环水浊度变化，在浊度2～4小时不变，可以结束杀菌剥离。可开大补充水及排污阀进行置换排放。工业废水
测试项目：浊度，1次/2h；pH值，1次/h。
3.2 正常运行加药方案
（1）阻垢缓蚀剂：DL－6，投加浓度20mg/l。缓蚀阻垢剂在进行基础投加后，应用加药装置连续均匀地加入系统，以维持药剂浓度的平稳。如果药剂浓度波动较大，则对循环水系统运行不利，低则影响药剂使用效果，高则浪费药剂。工业废水
（2）杀菌剂：非氧化性杀菌剂和氧化性杀菌剂交替使用。
非氧化性杀菌剂，每月投加一次，投加浓度50mg/l。
氧化性杀菌剂，每天投加一次，投加浓度50mg/l。
3.3
水质控制指标和分析频次
表2
水质控制指标和分析频次
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序号
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控制项目
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频次
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控制指标
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1
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水温
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1次/h
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≤28.0℃
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2
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COD
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1次/d
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≤10mg/l
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3
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Ca2+
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1次/d
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75mg/l≤Ca2+≤500mg/l
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4
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浊度
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6次/d
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≤10FTU
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5
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pH
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2次/d
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8.0～9.0
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6
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药剂浓度（以PO43-计）
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6次/d
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总磷2.0～3.0mg/L
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7
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异养菌总数
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2次/7d
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≤1.0×105个/ml
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8
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生物粘泥
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2次/7d
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≤5ml/m3
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9
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浓缩倍数
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2次/7d
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5.0～6.0
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10
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Cu2+
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2次/7d
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<0.1 mg/L
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11
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腐蚀速率
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月度
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≤0.005mm/a
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水处理技术应用效果
热电厂循环水系统经过杀菌剥离清洗后正常投加水处理药剂，现循环水系统运行良好，循环水水质各项分析监测数据基本控制在指标范围内，循环水系统浓缩倍数上升较为理想约5～6之间。研究院防腐中心对其系统进行了系统腐蚀速率监测，监测结果表3。从监测结果看，热电厂循环水系统运行较好，黄铜腐蚀速度合格。
表3 系统腐蚀速率监测（1）
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执行标准
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《冷却水分析和试验方法》(1993版) －中国石油化工总公司(生产、发展部)颁布
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监测仪器
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电子天平量程：0～100g，精度：±0.1mg
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监测地点
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热电厂三号凉水塔出口处
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监测时间
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773.5h
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571h
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745h
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试片材质
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黄
铜
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试片表面积（cm2）
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20
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腐蚀速率（mm/a）
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0.0023
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0.0030
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0.0040
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试片外观
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光亮，无腐蚀
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光亮，无腐蚀
|
光亮，无腐蚀
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指标
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黄铜 ≤0.005 mm/a,
无明显孔蚀现象。
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总体来看，循环水水处理技术应用在热电厂近四个月来，各项运行指标和监测数据均达到并优于国标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。
5 经济效益评估
5.1 降低煤耗
根据等效热降理论计算可以知道：真空每提高1%，汽轮机效率提高1%，全厂效率提高1%。由前述数据可以知道，今年9、10月份真空比去年同期的平均-82Kpa提高了-7Kpa，真空度提高了8.5%。预计全年平均提高在10.25%以上。那么汽轮机效率和全厂效率都将提高10.25%，电厂全年煤耗款5
000多万元，由此带来的煤耗降低=5 000×10.25%=512.5（万元）。
5.2 节约新水量和减少排污量
热电厂循环水系统水处理技术应用后，浓缩倍数得到大大提高，从处理前的2可以提高到4，由表4可以知道，补充水量可由处理前的276m3/h降低到166m3/h，节水110m3/h，一年按8
000h计算，可节水88×104m3，折合79.2万元。排水量可由处理前的138m3/h降低到28m3/h，减少排污量110m3/h，一年按8
000h计算，可以减少排污水88万m3，折合排污费264万元，当然排放水并不都排到下水沟，而是用来浇树、除灰等方面，所以效益中应扣除这部分水费。
表4
浓缩倍数与补水、排污的关系（循环水量：10 000m3/h）
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浓缩倍数
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补水量（m3/h）
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节水率（％）
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排污水量（m3/h）
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减少排污率（％）
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1.1
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1 517
|
/
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1 379
|
/
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1.5
|
414
|
72.7
|
276
|
80.0
|
|
2.0
|
276
|
81.8
|
138
|
90.0
|
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3.0
|
207
|
86.4
|
69
|
95.0
|
|
4.0
|
184
|
87.9
|
46
|
96.7
|
|
5.0
|
173
|
88.6
|
35
|
97.5
|
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6.0
|
166
|
89.1
|
28
|
98.0
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5.3 节约检修费
化学处理后，腐蚀速度可以降低到0.005mm/a（铜管），这样可延长铜管寿命10年以上。一年可节约清洗费用10万元。由于减少了铜管泄漏，也避免了凝结水的污染，可节约凝结水5万元。
6 存在问题和建议
热电厂循环水系统水处理技术应用虽然取得较好的效果，但仍然存在较多的问题，在硬件方面缺少旁滤装置和监测换热器，在软件方面缺少综合管理和监督的体制，诸如没有建立设备大修台帐，没有设备腐蚀状况记录；对水处理药剂没有进行有效的监督和检验等等。针对这些情况建议热电厂：
（1）增设旁滤装置，为进一步提高水处理效果创造条件。增设旁滤装置一次性投资大，但运行费用低，处理效果好。在回用管上使循环水量的2～5％流经旁滤装置可有效除掉循环水中悬浮的藻类、微生物的尸骸及污垢，降低浊度。
（2）完善监测手段。大修时应选择合适部位安装监测换热器和监测挂片器，以便准确及时了解循环冷却水处理效果，确保凝汽器正常安全运行。
（3）建立设备大修台帐，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依据。
（4）加强水处理药剂监督和检验。在有铜设备的冷却水系统中，水处理药剂中BTA除了保护铜设备以外，也相应保护了碳钢设备，因为一旦铜设备腐蚀，水中铜离子会置换出铁，而使铜沉积造成碳钢的缝隙腐蚀和点蚀。因此，水处理药剂中BTA的含量至关重要，需严把药剂质量关，对进厂的每一批药剂进行质量监测和性能评定，确保水处理药剂高质量。