|
摘要：论述了年夜型火电厂高浓缩倍率轮回冷却水处置的现行技术、运用效
果、适用条件等。非凡是国内采用带旁滤加药的石灰加酸处置技术与实践以
及在弱酸树脂处置实践的根蒂根基上新成长了采用反渗透处置技术，终使轮回冷
却水系统实现零排污。
要害词：年夜型电厂轮回冷却水高浓缩倍率处置技术与实践节水轮回水系统
零排污收稿日期：1998——07-171概述年夜型火电厂高浓缩倍率轮回冷却水处置
技术是指轮回冷却水的浓缩倍率到达3及以上的处置技术。遵照1998年国家电力
公司下达的《火力发电厂勤俭用水的若干定见》要求，轮回冷却水的浓缩倍率，
凭据分歧水、凝汽器管材、经由过程实验并经技术经济分析比力后肯定。各类轮回
冷却水处置方案一般应到达以下效果1）加防垢防腐药剂及加酸处置，浓缩倍率
应在3左右；（2）采用石灰处置，浓缩倍率应在4左右；（3）采用弱酸树脂
等处置方式，浓缩倍率应在4以上的指示条则。这些指示条则，充实说了然年夜型
火电厂轮回冷却水处置技术，朝着节水、节能、知足情况庇护要求的几方面来发
展。
2高浓缩倍率轮回冷却水处置在国内外火电厂上实践的要点2.1国外火电
厂实践要点2.1.1德国八个火电厂的轮回冷却水处置，全数来用石灰软化——阻
垢剂的处置方式，其浓缩倍率达3-6，年夜部门为4，效果秀。
2.1.2美国火电厂的轮回冷却水处置主要采用软化或旁滤加药处置。其浓
缩倍率多在3-3.5，仅在美国西部火电厂采用石灰软化——旁滤脱盐的复合处置，
其浓缩倍率可跨越10.2.1.3澳年夜利亚南威尔士州的4X660MW贝司握德电厂的
轮回冷却水来用旁流处置。该厂水源取自含盐很高的树德尔湖的湖水，先经石
灰处置再经旁流处置，使该厂到达废水零排放水准。其处置概况以下：（1）石
灰软化处置装备——装有两台直径必42m澄清器，总出力为5000m3/h.（2）循
环水旁流处置装备——按轮回水的3作为旁流处置，采用降碱装配和反渗透
装配。
（a）降碱装配中的过滤器，每机（660MW）6台，每台出力267m3/h.
（b）降碱装配中的离子交换器罐，每机4个，其出力为1552m3/h，可除钙、镁
离子。
（c）反渗透每机设两组，每组处置能力187.5m3/h，含盐高达2500mg/L
的轮回水。该装配可除往90离子。处置后的水有82.5约300m3/h进轮回冷
却水系统。
2.2国内火电厂实践要点2.2.1山西神头第二发电厂的轮回冷却水处置在
90年月采用石灰软化——加酸——旁滤加药处置，效果秀，浓缩倍率达4.32
——4.64.2.2.2年夜同第二发电厂的轮回冷却水处置在80年月末，采用弱酸
树脂处置，浓缩倍率可达4——4.5.2.2.3山东邹县电厂的轮回冷却水处置早期
采用硫酸——阻垢剂复合处置，可以使浓缩倍率达3.7左右；内蒙古达拉特电厂浓
缩倍率也达3.41.
3高浓缩倍率轮回冷却水处置的现行技术3.1石灰软化一加酸一旁滤加药
处置技术3.1.1适用条件（1）该法适用于严重缺水地域，当地能供给高纯度的
石灰粉，适合于以暂硬为主水的生水。
（2）该法处置技术较为周全，轮回水浓缩倍率可达4-5倍。
（3）适合于单机容为300MW，600MW级的以采用镁硬含很少的地下
水作水源的火电厂。
德国来用此法较多，很是强调石灰软化处置要辅以阻垢剂稳定处置和凝汽
器接连胶球清洗，可维持浓缩倍率4-6运行。
3.1.2错误谬误该处置法点是处置能力年夜，运行费用稍低。存在问题是投
资年夜，石灰分场供给的石灰粉纯度要求高，情况也差。
3.2100弱酸树脂交换处置技术3.2.1适用条件该处置法适用于严重缺水
地域，要求节水较多，维持浓缩倍率控制在4-5，碳酸盐硬度年夜于2mmo1/L，
碱度较高、硬碱比适中的水，硫酸根含较高、水中悬浮物含小于5mg/L的
地下水作为火电厂轮回水系统弥补水和硫酸货源品种和运输条件具有的电厂。
据相关资料统计分析可知，在以地下水或自来水为火电厂弥补水水源的水
中，几近所有水的碳酸盐硬度都年夜于或等于2mmol/L，硬碱比为0.8-1.3的
水中占统计水的70，因而可知，该处置法具有普遍适用性。
3.2.2错误谬误该处置法技术成熟、运行靠得住、操作简洁，易于实现自动化、
情况清洁，倍受青睐。存在问题是投资稍年夜，装备空间未充实哄骗。
3.2.3改良改良后的装备，由原来的单流式交换器改良为双流式交换器。
这样，相当于把两个（单流式）弱酸树脂层同装在一个（双流式）交换器
内，并列运行，可以使处置能力提高近一倍。双流式交换器点以下：（1）节省
树脂用约12.5，（2）再生剂哄骗率高，可节省硫酸约15，（3）自用水
率由7降至5，（4）出水水更好（5）经济效益好（节省投资20，下降年
运行费14，吨水比价由0.325元/m3水降至0.274元/m3水）。
3.2.4改良后运用采用双流式交换器的弱酸树脂处置轮回冷却水的火电厂，
计有山西阳泉第二发电厂于1997年投运，其浓缩倍率为4.3.3硫酸——阻垢剂稳
定处置技术3.3.1适用条件该处置法适用于特定情况下可维持轮回冷却水浓缩倍
率为3的处置技术，要求节水不显著的缺水地域火电厂。
3.3.2错误谬误该处置法投资少、占地少、技术条件简单。错误谬误是加酸后水
中的水硬和中性盐的含增多，尤其是当轮回冷却水中SO42-含是随着加酸
而增加，这对高浓缩倍率下运行的轮回水系统是晦气的。其次磷酸盐是菌藻类的
营养物，会促进它的生长与滋生。当采用有机磷系稳定剂处置时还存在排出废水
对情况有污染问题。
4石灰软化——加酸——旁滤加药处置轮回冷却水在90年月于山西神头第
二发电厂上的运用实践4.1概述该厂轮回冷却水处置包括有高压水冲洗、胶球清
洗、凝汽器、石灰加酸处置、旁滤加药处置等内容。非凡是对轮回水系统的弥补
水采用石灰加酸——旁滤加药的处置技术。该处置技术的处置效果秀，轮回水
浓缩倍率K=4.32-4.64，因而使这座百万千瓦级电厂全厂耗水为3508m3/h，其
轮回水系统的弥补水为2223m3/h，占总额的63）折0.975m3/SGW，运行水耗
（昔时哄骗小时为5500h时）为5.588kg/kwh.4.2用高压水冲洗凝汽器与胶球清
洗凝汽器4.2.12X500MW机组的凝汽器每机配2台凝汽器，每台冷却面积为12040m2，
共24080m2，铜管为2X15720根，铜管规格为中25X1X10000.轮回冷却水
50400m3/h.4.2.2用高压水冲洗凝汽器籍助于凝汽器小修之防，对铜管用42MPa
高压水进行冲洗，效果较着。
4.2.3胶球清洗凝汽器该厂凝汽器配备胶球清洗系统，在运行中定期清洗，
发现约有1/5铜管能较着看出胶球擦洗痕迹。
4.3轮回水系统弥补水的石灰加酸预处置4.3.1预处置工艺流程预处置出
力为3300m3/h，夏日弥补水为2223m3/h，炎热期补水为2800m3/h.该厂石灰
加酸预处置装备是从德国MAN公司引进的，其预处置的工艺流程是……
4.3.2预处置的装备规范（1）水力轮回澄清池该澄清池较机械加速澄清
池具有操作简单，检修维护小等点。
（2）重力式过滤池由表3可以看出，德国MAN公司的滤池冲洗用水和水
耗都比力年夜，但该公司在设计上斟酌了反洗废水的收受接管装备，增设了一座700m3
废水池和两台100m3/h的废水收受接管泵。经计较天天可收受接管约2000m3反洗废水。
（3）石灰系统装备按机组配备并采用单元式安插。每一个单元配备有石灰
筒仓、破拱装配、螺旋给料机、计、除尘和排气等装备，较好地解决了干粉计
中的粉尘污染问题。
德国MAN公司在石灰系统装备中突出的装备是BAV2402型振动给料斗装配，
基本解决了石灰筒仓的阻流、搭拱问题。该装配具有调理简洁、运行靠得住、噪音
低和兼有破拱给料等功效的特点。
（4）加药系统装备按机组配备并采用单元式安插。凭据生水流的变化，
按比例加进石灰、硫酸亚铁和氯气。此外，德国MAN公司增设一套聚电介的加
药系统，以提高凝聚效果。
4.3.3轮回水弥补水水弥补水经石灰加酸预处置后，其出水水以下：
钙离子0.21-2mmo1/L、镁离子0.585mmol/L.硫酸根0.8mmo1/L，碳酸氢根0.55mmol/L.
氯根0.352mmo1/L、不消融物资1-2mg/L.有机物2mg/L，PH值（25C8.3酚酞
碱度0、甲基橙碱度0.55mmol/L二氧化硅8mmol/L4.4轮回冷却水旁流过滤、加
药处置4.4.1处置目的据资料报道，当轮回冷却水在其轮回进程中遭到污染，不
能知足轮回水水标注或因需提高浓缩倍率、而使轮回水浊度增加时，为此需配
备旁滤处置。若同时尚需降碱除盐则需斟酌旁流处置。
4.4.2处置方式轮回水旁流过滤、加药处置是从轮回水系统中分流出百分
之几的水作为旁流水进行过滤、加药处置。
4.4.3旁流过滤的水按国家尺度GB50050-95的《工轮回冷却水处置设
计规范》旁流水处置的划定，对敞开式轮回冷却水系统，其旁滤水应按理论公
式计较或可按轮回水的1——5选用。
该厂采用轮回水的0.75作为旁滤水，2x500MW火机电组的轮回水
为116960m3/h，因而旁滤水接近900m3/h远远小于规范所定水，这是由于
这套旁滤、加药处置装配系随火电装备全套引进的捷克装备，组成轮回水处置新
技术，并在国内运用，故不宜改动旁滤水。
4.4.4旁流水处置流程轮回水泵出口分流——6台中3000双层双流机械过
滤器（每台出力为150m3/h）——加药（DDF-2A阻垢剂和氯酊）——轮回水泵前
池，如图1所示。
4.4.5双层双流机械过滤器（1）结构特征双层双流机械过滤器分歧于一
般机械过滤器。该过滤器的过滤床上部空间和喷嘴底部、下部空间之间的传输管
道安插均在过滤器内部。详见图2.（2）双层双流过滤器参数额定出力150-180m3/h
运行流速180m/h滤层高度，无*煤400mm、石英砂200mm，1060mm滤料细度，
无*煤1.7-3.Omm、石英砂8-12mm，2-4mm（3）双层双流机械过滤器在2X
500MW火机电组轮回水系统的旁滤上的运用。
每台500MW机组配备3台双层双流过滤器，每台床出力为150m3/h，每台
机组为450m3/h.运行同期一个月处置水为32.4X104M2，主要往除轮回水中
的机械杂和悬浮物，下降其浊度运行控制浊度少5mg/L.1993-1994年过滤器出
生齿浊度数据见表4，从表4分析可以看出，双层双流过滤器的往污除浊效果明
显，每台床除浊率达70左右，从而改善水，延长凝汽器运行寿命。
4.4.6轮回水旁流加药处置经双层双流过滤器后的过滤水，加人DDF-2A阻
垢剂和氯配，进人轮回水泵前池内。加药目的是为下降轮回水的碱度、硬度。结
果以下：处置前平均硬度为5.8mmo1/L，处置后为5.64mmo1/L，处置前酚酞碱度
平均为0.16mmo1/L，处置后为0.13mmo1/L，处置前甲基橙碱度平均为1.53mmo1/L，
处置后为1.49mmo1/L.由此说明是有用果的。
4.5轮回冷却水处置效果神头第二发电厂2X500MW火机电组的轮回水经
处置后，效果秀。
4.5.1对凝汽器检查分析（1）在1994年7月21日检查，凝汽器水侧进出
口铜管均呈本。铜管内部存有0.05-0.11mm的软泥垢，管口用手摸有滑腻感，
无杂物，也无梗塞现象。
（2）轮回冷却水经处置后（含旁流过滤）从1993年10月全数调试正常后，
轮回水水控制在及格率由原来的50提高到98左右，凝汽器铜管内部积泥
较着下降，从而使轮回水浓缩倍率由原来的2.5倍提高到现在的4倍，年夜节水
和平安经济运行。
5弱酸树脂处置轮回冷却水在80年月末期于年夜同第二发电厂上的运用实践
5.1概述该厂4X200MW湿冷机组划分于1984年6月、12月、1985年10月及1986
年12月投运。轮回冷却水弱酸处置装配共采用4X4台=16台Φ3000单流式弱酸离
子交换器，每台需装D113弱酸树脂约10t，随机组同时投进。经由过程多年来的运行
实践，使该厂轮回水浓缩倍率达4-5倍下运行，阻垢效果秀，轮回水系统自己
节水显著（节水率29）。
5.2水与往除率（1）设计水为地下水，其水主要成份以下：PH值
7.88，消融固形物401mg/L，硬度3.96mmo1/L、碱度4.20mmo1/L、钙离子1.82mmo1/L、
镁离子2.14mmo1/L，氯离子37mg/L.（2）弱酸软化水水、PH值5.81、消融固
形物234mg/L、硬度0.4mmo1/L、碱度0.55mmo1/L、钙离子0.15mmo1/L，镁离子
0.25mmo1/L，氯离子37mmo1/L.（3）往除率消融固形物为41.65、硬度为89.9
，碱度为86.9、钙离子91.76，镁离子88.32.5.3装备与系统5.3.1该电厂4
X200MW湿冷机组轮回水系统为一机一塔单元制，轮回冷却水弱酸氢离子交换水
处置工艺系统为并联母管制，共设16台Φ3024mm弱酸氢离子交换器，2台Φ3024mm
离子交换树脂装卸缸。弱酸氢离子交换器内装有D113弱酸树脂，其装载高度为1400mm，
每台设计出力为165t/h，设计总出力为2000t/h.5.3.2轮回水系统弥补水的弱酸
处置流程见图3.由图3可以看出，经处置过的弱酸软化水份三路用泵送出，后
都排人轮回水系统作为弥补水补进。
弱酸树脂采用硫再生，再生工艺为顺流一步再生。
5.4弱酸树脂运行特征影响D113弱酸树脂运行特征的身分主要有：运行流
速、水温、树脂层高度、树脂有交粒径、机械强度和生水硬碱比。该厂生水温
度为12-15`C，生水硬碱比在0.9-1.1范围内时运行流速在25-30m/h，对工作
交换容没有较着影响。
5.4.1运行指标运行周期：50h左右周期制水为8600t，工作交换容
3100-3200mmol/m3（树脂），酸耗50一55g/mol，酸再生率98.5.4.2自用水率
N自用水率包括反洗、再生、置换和正洗几个进程的用水率总和，而且都与再生
水平有关。当再生水平为156.8g（硫酸）/L（树脂），自用水率为5.64，当为
183.5g/L时，则N=8.33.5.4.2出水水当再生水平为183.5时，硬度往除率达
91.25，碱度为90.7，硬度由4.Ommol/L降至0.35mmo1/L，碱度由4.3mmo1/L
降至0：40mmo1/L.5.5水控制指标轮回水水指标主要应从两个方面着手，
一方面要对弥补水水进行控制，这是轮回水系统防腐防垢的前题和根蒂根基；另外一
方面要对轮回水水进行监视和处置，实时掌控与控制轮回水的水状态，使循
环水水始终连结在其极限碳酸盐硬度以下，以到达避免凝汽器铜管结垢的目的。
5.5.1弥补水水控制指标弥补水（即弱酸软化水）水控制指标为：碱
度为0.8mmol/L、硬度（0.5mmol/L，钙离子毛0.2mmo1/L.该厂多年实践讲明，
当生水硬碱比在0.88-1.02范围内，控制弱酸氢离子交换器出水硬度（1.0mmo1/L
为失效点。再生水平一般在156.8g/L左右，弱酸软化水的碱度为0.35~1.35mmol/L、
硬度为0.3-0.6mmo1/L、钙离子为0.1-0.3mmo1/L，PH为5.7-6.5，消融固形
物206——260mg/L，氯离子35——49mg/L.5.5.2轮回水水控制指标该厂
经实验室结垢特征实验得知：在上述弥补水水指标下，轮回水极限碱度为4.3mmo1/L，
极限硬度为2.58mmo1/L，极限浓缩倍率为5.56倍，据此肯定轮回水水控制指标
为：浓缩倍率4-4.5倍、全碱度3.2-3.6mmo1/L、硬度。0-2.6mmo1/L、钙离子
<1mmol/L.5.6效果与效益5.6.1防腐防垢效果投产发电五年后，凝汽器年夜修检
查和运行经济指标考核可得出以下结论：轮回水系统弥补水采用弱酸氢离子交换
工艺进行外部处置，轮回水处于高浓缩倍率（K=4-4.5）下运行，防垢效果秀，
防腐效果由于K值有时高达7-9倍，对凝汽器铜管有轻度侵蚀。
5.6.2节水效益该厂轮回水采用弱酸处置后，在轮回水高浓缩倍率（K=4）
运行下，可以使200MW火电湿冷机组的轮回水系统自己耗水水平由常规投加
水稳定剂阻垢法处置的0.98m3/sGW降至0.694m3/sGW，即节水率为29.初步
统计4X200MW机组节水约908m3/h，全年节水约600X104M3/a，按1995
年水价为1.20元计较，该厂每一年节船脚达720万元。
6反渗透在处置轮回水系统的排污水上的运用—弱酸处置的成长，实现火
电厂轮回水系统零排放6.1概述在火电厂综合节水中轮回冷却水处置是要害一环。
今朝已在一些火电厂取得了弱酸树脂处置实践经验根蒂根基上又有新的成长，
行将反渗透的膜技术，起头用于轮回水系统的排污水处置上并有国内外实例，
终使轮回水系统到达零排污水准。
6.2膜技术所谓膜技术是指新兴的高效分手技术，也就是说，它系浓缩、
提纯、净化技术。该技术是用高份子薄膜作介，以附加能为相动力，对双组
分或多组分溶液进行概况过滋分手的物理处置方式。膜技术依照膜上孔眼年夜小的
分歧分四种类型，即微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）及反渗透（RO）等。
〔电渗析（ED）也属膜技术，它系哄骗膜的选择透过性，以电场力为推动
力的膜分手技术工。总之，膜技术是今朝水处置行好的处置技术。
6.3反渗透技术——膜技术的一种类型6.3.1基来源根基理有许多自然某人工
的薄膜对于物资的透过具有选择性。当两种浓度分歧的溶液（这里指浓水与淡水）
被一层半透膜离隔时，只有溶剂（水）可以经由过程，而溶（盐）却不能通
过，这样水从淡水侧向浓水侧流动，当流动发生动态平衡时，在两种分歧浓度的
溶液面发生高差或称压差，这个压差称为渗透压。
假设向浓水侧施加压力以致于跨越渗透压则浓水中的水会反标的目的经由过程半透
膜流进淡水侧中，这就是反渗透。
反渗透膜对水中离子和有机物的往除机理今朝为年夜家普遍接受的理论是：
认为起作用的半透膜可以看做是对扩散的非孔屏障，水和溶被消融在膜内，靠
浓度梯度和压力梯度扩散曩昔。反渗透膜对水中离子和有机物的往除性能，具有
以下纪律：（1）高价离子的往除率年夜于低价离子（2）往除有机物的特征受分
子结构和膜材料亲和性影响，年夜致趋向为（a）份子一高份子>低份子
（b）亲和性一醛类>醇类>胺类6.3.2具体运用概述（1）反渗透在国外火电
厂轮回冷却水处置上的运用南非国是属于水资本严重窘蹙的国家。火电厂冷却主
要来用节水型空冷技术、干除灰技术、轮回冷却水旁流净化技术。除此之外，也
采用反渗透技术用于处置轮回冷却水。
南非国供电委员会（ESKOM）所属该国28座火电厂发出电力占南非电力工
近96.该ESKOM对火电厂轮回冷却水进行反渗透与电渗析两种方式处置，其处
理后的淡水，回用于轮回水系统。
（2）反渗透在国内火电厂轮回水系统排污水处置上的运用河北西柏坡电
厂因需知足当地情况庇护非凡要求，需采用轮回水系统零排污方案，并于1998年
投运。该项水处置工艺的基本思绪是对1号、2号火机电组湿冷塔的排污水进行
弱酸树脂处置，作为3号、4号火机电组湿冷塔的弥补水；而对3号、4号火电
机组湿冷塔排污水，因被浓缩采用反渗透膜技术处置，其被二次浓缩的浓水作为
火电厂冲灰用水，而分手出淡水作为火电厂化学补给水的水源。此外，还对湿贮
灰场的渗透水抽回，作电厂冲灰、水源，这样基本上到达了轮回水系统零排污方
案要求。
**小结反渗透技术在国内火电厂水处置系统中，多是用在汽锅补给水的处置上。例如内蒙古海勃湾电厂600MW装机容，使用高含盐达800-1000mg/L的水，因而采用反渗透处置技术，其处置能力为3X45t/h，脱盐率达95以上。1998年投运的河北西柏坡电厂采用反渗透处置轮回水系统的排污水是个秀初步，同时也为火力发电综合节水技术增添新内容。
|