火电厂空冷技术的研究5

4.3.3 循环水补充水水质补充水经石灰加酸预处理后，其出水水质如下：<br/>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.<br/>氯根0.352mmo1/L 、不溶解物质1-2mg/L.有机物2mg/L ， PH 值（25'C 8.3酚酞<br/>碱度0 、甲基橙碱度0.55mmol/L二氧化硅 8mmol/L 4.4循环冷却水旁流过滤、加<br/>药处理4.4.1 处理目的据资料报导，当循环冷却水在其循环过程中受到污染，不<br/>能满足循环水水质标注或因需提高浓缩倍率、而使循环水浊度增加时，为此需配<br/>备旁滤处理。若同时尚需降碱除盐则需考虑旁流处理。<br/><br/>4.4.2 处理方式循环水旁流过滤、加药处理是从循环水系统中分流出百分<br/>之几的水量作为旁流水进行过滤、加药处理。<br/><br/>4.4.3 旁流过滤的水量按国家标准GB50050-95的《工业循环冷却水处理设<br/>计规范》旁流水处理的规定，对敞开式循环冷却水系统，其旁滤水量应按理论公<br/>式计算或可按循环水量的1%——5%选用。<br/><br/>该厂采用循环水量的0.75% 作为旁滤水量，2 x 500MW 火电机组的循环水<br/>量为116960m3/h，于是旁滤水量接近900m3/h 远远小于规范所定水量，这是因为<br/>这套旁滤、加药处理装置系随火电设备全套引进的捷克设备，构成循环水处理新<br/>技术，并在国内首次应用，故不宜改动旁滤水量。<br/><br/>4.4.4 旁流水处理流程循环水泵出口分流——6 台中3000双层双流机械过<br/>滤器（每台出力为150m3/h ）——加药（DDF-2A阻垢剂和氯酊）——循环水泵前<br/>池，如图1 所示。<br/><br/>4.4.5 双层双流机械过滤器（1 ）结构特性双层双流机械过滤器不同于一<br/>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<br/>道布置均在过滤器内部。详见图2.（2 ）双层双流过滤器参数额定出力150-180m3/h<br/>运行流速180m/h滤层高度，无烟煤400mm 、石英砂200mm ， 1060mm 滤料细度，<br/>无烟煤1.7 - 3.Omm 、石英砂8-12mm， 2-4mm（3 ）双层双流机械过滤器在2 X<br/>500MW 火电机组循环水系统的旁滤上的应用。<br/><br/>每台500M W机组配备3 台双层双流过滤器，每台床出力为150m3/h ，每台<br/>机组为450m3/h.运行同期一个月处理水量为32.4 X 10 4M2 ，主要去除循环水中<br/>的机械杂质和悬浮物，降低其浊度运行控制浊度少5mg/L.1993-1994 年过滤器出<br/>人口浊度数据见表4 ，从表4 分析可以看出，双层双流过滤器的去污除浊效果明<br/>显，每台床除浊率达70% 左右，从而改善水质，延长凝汽器运行寿命。<br/><br/>4.4.6 循环水旁流加药处理经双层双流过滤器后的过滤水，加人DDF-2A阻<br/>垢剂和氯配，进人循环水泵前池内。加药目的是为降低循环水的碱度、硬度。结<br/>果如下：处理前平均硬度为5.8mmo1/L ，处理后为5.64mmo1/L，处理前酚酞碱度<br/>平均为0.16mmo1/L，处理后为0.13mmo1/L，处理前甲基橙碱度平均为1.53mmo1/L，<br/>处理后为1.49mmo1/L. 由此说明是有效果的。<br/><br/>4.5 循环冷却水处理效果神头第二发电厂2 X 500MW 火电机组的循环水经<br/>处理后，效果良好。<br/><br/>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<br/>口铜管均呈本色。铜管内部存有 0.05 -0.11mm 的软泥垢，管口用手摸有光滑感，<br/>无杂物，也无堵塞现象。<br/><br/>（2 ）循环冷却水经处理后（含旁流过滤）从1993年10月全部调试正常后，<br/>循环水水质控制在合格率由原来的 50%提高到98% 左右，凝汽器铜管内部积泥量<br/>明显降低，从而使循环水浓缩倍率由原来的2.5 倍提高到现在的4 倍，大量节水<br/>和安全经济运行。<br/><br/>5 弱酸树脂处理循环冷却水在80年代末期于大同第二发电厂上的应用实践<br/>5.1 概述该厂4 X 200MW 湿冷机组分别于1984年6 月、12月、1985年10月及1986<br/>年12月投运。循环冷却水弱酸处理装置共采用4X4 台=16 台Φ3000单流式弱酸离<br/>子交换器，每台需装D113弱酸树脂约10t ，随机组同时投入。通过多年来的运行<br/>实践，使该厂循环水浓缩倍率达4-5 倍下运行，阻垢效果良好，循环水系统本身<br/>节水显著（节水率29% ）。<br/><br/>5.2 水质与去除率（1 ）设计水质为地下水，其水质主要成份如下：PH值<br/>7.88，溶解固形物401mg/L ，硬度3.96mmo1/L、碱度4.20mmo1/L、钙离子1.82mmo1/L、<br/>镁离子2.14mmo1/L，氯离子37mg/L. （2 ）弱酸软化水水质、PH值5.81、溶解固<br/>形物234mg/L 、硬度0.4mmo1/L 、碱度0.55mmo1/L、钙离子0.15mmo1/L，镁离子<br/>0.25mmo1/L，氯离子37mmo1/L. （3 ）去除率溶解固形物为41.65%、硬度为89.9%<br/>，碱度为86.9%、钙离子91.76%，镁离子88.32%. 5.3 设备与系统5.3.1 该电厂4<br/>X 200MW 湿冷机组循环水系统为一机一塔单元制，循环冷却水弱酸氢离子交换水<br/>处理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<br/>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，<br/>每台设计出力为165t/h，设计总出力为2000t/h. 5.3.2循环水系统补充水的弱酸<br/>处理流程见图3.由图3 可以看出，经处理过的弱酸软化水分三路用泵送出，最后<br/>都排人循环水系统作为补充水补入。<br/><br/>弱酸树脂采用硫再生，再生工艺为顺流一步再生。<br/><br/>5.4 弱酸树脂运行特性影响D113弱酸树脂运行特性的因素主要有：运行流<br/>速、水温、树脂层高度、树脂有交粒径、机械强度以及生水硬碱比。该厂生水温<br/>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<br/>交换容量没有明显影响。<br/><br/>5.4.1 运行指标运行周期：50h 左右周期制水量为8600t ，工作交换容量<br/>3100-3200mmol/m3（树脂），酸耗50一55g/mol ，酸再生率98%. 5.4.2自用水率<br/>N 自用水率包括反洗、再生、置换和正洗几个过程的用水率总和，而且都与再生<br/>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<br/>183.5g/L时，则N=8.33%. 5.4.2出水水质当再生水平为183.5%时，硬度去除率达<br/>91.25%，碱度为90.7% ，硬度由4.Ommol/L 降至0.35mmo1/L，碱度由4.3mmo1/L<br/>降至0 ：40mmo1/L. 5.5 水质控制指标循环水水质指标主要应从两个方面着手，<br/>一方面要对补充水水质进行控制，这是循环水系统防腐防垢的前题和基础；另一<br/>方面要对循环水水质进行监督和处理，及时掌握与控制循环水的水质状况，使循<br/>环水水质始终保持在其极限碳酸盐硬度以下，以达到防止凝汽器铜管结垢的目的。<br/><br/>5.5.1 补充水水质控制指标补充水（即弱酸软化水）水质控制指标为：碱<br/>度为0.8mmol/L 、硬度（0.5mmol/L ，钙离子毛0.2mmo1/L.该厂多年实践表明，<br/>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<br/>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、<br/>硬度为0.3-0.6mmo1/L 、钙离子为0.1-0.3mmo1/L ， PH 为5.7-6.5 ，溶解固形<br/>物206 ——260mg/L ，氯离子 35 ——49mg/L. 5.5.2 循环水水质控制指标该厂<br/>经试验室结垢特性试验得知：在上述补充水水质指标下，循环水极限碱度为4.3mmo1/L，<br/>极限硬度为2.58mmo1/L，极限浓缩倍率为5.56倍，据此确定循环水水质控制指标<br/>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<br/>&lt;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，凝汽器大修检<br/>查和运行经济指标考核可得出如下结论：循环水系统补充水采用弱酸氢离子交换<br/>工艺进行外部处理，循环水处于高浓缩倍率（K=4-4.5 ）下运行，防垢效果良好，<br/>防腐效果由于K 值有时高达7-9 倍，对凝汽器铜管有轻度腐蚀。<br/><br/>5.6.2 节水效益该厂循环水采用弱酸处理后，在循环水高浓缩倍率（K=4 ）<br/><br/>运行下，可使200M W火电湿冷机组的循环水系统本身耗水水平由常规投加<br/>水质稳定剂阻垢法处理的 0.98m3/sGW 降至0.694m3/sGW ，即节水率为29%.初步<br/>统计4 X 200MW 机组节水量约908m3/h ，全年节水量约600 X 104M 3/a，按1995<br/>年水价为1.20元计算，该厂每年节水费达720 万元。<br/><br/>6 反渗透在处理循环水系统的排污水上的应用—弱酸处理的发展，实现火<br/>电厂循环水系统零排放6.1 概述在火电厂综合节水中循环冷却水处理是关键一环。<br/><br/>目前已在一些火电厂取得了弱酸树脂处理实践经验基础上又有新的发展，<br/>即将反渗透的膜技术，开始用于循环水系统的排污水处理上并有国内外实例，最<br/>终使循环水系统达到零排污水准。<br/><br/>6.2 膜技术所谓膜技术是指新兴的高效分离技术，也就是说，它系浓缩、<br/>提纯、净化技术。该技术是用高分子薄膜作介质，以附加能量为相动力，对双组<br/>分或多组分溶液进行表面过滋分离的物理处理方法。膜技术按照膜上孔眼大小的<br/>不同分四种类型，即微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）及反渗透（RO）等。<br/><br/>〔电渗析（ED）也属膜技术，它系利用膜的选择透过性，以电场力为推动<br/>力的膜分离技术工。总之，膜技术是目前水处理行业最佳的处理技术。<br/><br/>6.3 反渗透技术——膜技术的一种类型6.3.1 基本原理有许多天然或人工<br/>的薄膜对于物质的透过具有选择性。当两种浓度不同的溶液（这里指浓水与淡水）<br/><br/>被一层半透膜隔开时，只有溶剂（水）可以通过，而溶质（盐）却不能通<br/>过，这样水从淡水侧向浓水侧流动，当流动产生动态平衡时，在两种不同浓度的<br/>溶液面产生高差或称压差，这个压差称为渗透压。<br/><br/>如果向浓水侧施加压力以至于超过渗透压则浓水中的水会反方向通过半透<br/>膜流进淡水侧中，这就是反渗透。<br/><br/>反渗透膜对水中离子和有机物的去除机理目前为大家普遍接受的理论是：<br/>认为起作用的半透膜可以看作是对扩散的非孔屏障，水和溶质被溶解在膜内，靠<br/>浓度梯度和压力梯度扩散过去。反渗透膜对水中离子和有机物的去除性能，具有<br/>以下规律：（1 ）高价离子的去除率大于低价离子（2 ）去除有机物的特性受分<br/>子结构和膜材料亲和性影响，大致趋势为（a ）分子量一高分子量&gt; 低分子量<br/>（b ）亲和性一醛类&gt; 醇类&gt; 胺类6.3.2 具体应用概述（1 ）反渗透在国外火电<br/>厂循环冷却水处理上的应用南非国是属于水资源严重贫乏的国家。火电厂冷却主<br/>要来用节水型空冷技术、干除灰技术、循环冷却水旁流净化技术。除此之外，也<br/>采用反渗透技术用于处理循环冷却水。<br/><br/>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<br/>业近96%.该ESKOM 对火电厂循环冷却水进行反渗透与电渗析两种方式处理，其处<br/>理后的淡水，回用于循环水系统。<br/><br/>（2 ）反渗透在国内火电厂循环水系统排污水处理上的应用河北西柏坡电<br/>厂因需满足当地环境保护特殊要求，需采用循环水系统零排污方案，并于1998年<br/>投运。该项水处理工艺的基本思路是对1 号、2 号火电机组湿冷塔的排污水进行<br/>弱酸树脂处理，作为3 号、4 号火电机组湿冷塔的补充水；而对3 号、4 号火电<br/>机组湿冷塔排污水，因被浓缩采用反渗透膜技术处理，其被二次浓缩的浓水作为<br/>火电厂冲灰用水，而分离出淡水作为火电厂化学补给水的水源。此外，还对湿贮<br/>灰场的渗透水抽回，作电厂冲灰、水源，这样基本上达到了循环水系统零排污方<br/>案要求。<br/><br/>**小结反渗透技术在国内火电厂水处理系统中，多是用在锅炉补给水的处<br/>理上。例如内蒙古海勃湾电厂600MW 装机容量，使用高含盐量达800 - 1000mg/L<br/>的水质，于是采用反渗透处理技术，其处理能力为3 X 45t/h ，脱盐率达95% 以<br/>上。1998年投运的河北西柏坡电厂采用反渗透处理循环水系统的排污水是个良好<br/>开端，同时也为火力发电综合节水技术增添新内容。