何华秀
广东粤电云河发电有限公司 邮政编码：527300
摘要：循环水浓缩倍率是循环水中离子浓度与补充水中离子浓度之比，数值过低会使排污流量和补充水量消耗过量，造成水资源的浪费；过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度过高，水的结垢倾向增大，影响机组的安全。因此，需要对电厂循环水的浓缩倍率进行监测，以保证机组的安全运行。本文将结合相关设计项目，阐述间冷开式循环冷却水系统的节水措施。
关键词：间冷开式循环冷却水；浓缩倍数；提高措施
循环冷却水是通过凝汽器完成冷却作用后进入凉水塔或喷水池中冷却，然后循环重复使用的水，是火电厂耗水最多的地方。当前，为节约水资源，国家严控发电机组冷却水耗水定额；同时燃电机组单位发电耗水率也涉及燃电机组淘汰关停的范畴，因此，节约火电机组的水量水势在必行。
一、间冷开式循环冷却水
循环冷却水系统分封闭式和敞开式两种，其中敞开式中间冷开式循环冷却水系统是由循环水泵将冷却水送入凝汽器内进行热交换，升温后的冷却水经凉水塔降温后，再由循环水泵送回凝汽器循环利用。冷却水在循环利用的过程中，由于某些溶解性物质的浓缩和二氧化碳的散失、灰尘的积累以及微生物滋长等原因，可能造成凝汽器铜管内或冷却塔填料上产生沉积物或对腐蚀金属设备，因而应对冷却水采取相应的处理措施。而处理方法的确定常与补给水的水量、水质以及生产设备的性能等有关。当采用多种药剂时，还要避免药剂间可能存在的化学反应。
二、浓缩倍数的选择——以山东某项目为例
以山东某项目为例，干球温度为31℃，湿球温度为27 ℃，回水温度为42℃，给水温度为32℃，循环冷却水量（Qr）为27000m3/h。通过不同浓缩倍数得出对应的排污水量和补充水量的变化曲线（如图2）。
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图2 补充水量、排污水量与浓缩倍数的关系曲线
由图2可见：
（1）随着浓缩倍数的增大，补充水量和排污水量均减少，节水效果明显。
（2）当浓缩倍数由1增大至3时，排污水量和补充水量迅速下降，节水程度最高；当浓缩倍数由3提高至5时，排污水量和补充水量可进一步降低，节水效果也非常明显；当浓缩倍数大于5～6以后，排污水量和补充水量下降程度缓慢，节水程度降低。
当循环水的浓缩倍数越高的话，对循环水处理系统设施以及自动化管理等的要求也就越高，运行费用也随之而提高。目前，普遍最经济实用的浓缩倍数为4～5。
三、影响浓缩倍率的因素
1.水质
循环水系统的补充水由于水源不同，有地表水(受污染或未受污染)、地下水、 城市二级污水等，因而水质差异很大。即使相同类型水源，由于地域、季节不同， 水质也差别很大。水质指标主要有悬浮物、碱度、硬度、各种离子含量、pH、COD、 BOD、氨氮、溶解固形物等。补充水水质不同，经浓缩后的循环水水质也各不相同。
（1）悬浮物的影响
水中悬浮物的含量直接影响水质稳定剂的阻垢效果。当水中悬浮物含量从 1mg/L 增加到 500mg/L 时，同一配方水质稳定剂的极限浓缩倍率降低幅度在28%～48%之间，同时加剧了结垢程度。因此，循环水应尽可能降低悬浮物浓度。
（2）碳酸盐硬度的影响
水中碳酸盐硬度的大小，与水垢的析出有直接关系，从而影响浓缩倍率。在同一水质稳定剂和相同使用剂量条件下，当补充水碳酸盐硬度不同时，达到的极限浓缩倍率不同。当补充水碳酸盐硬度较低时对应的极限浓缩倍率较高；当补充水碳酸盐硬度较高时，对应的极限浓缩倍率较低。
2.水温
水温对碳酸钙的溶解度有影响，从而影响水质稳定剂的极限碳酸盐硬度，进而影响浓缩倍率。对于同一水质的补充水，当循环水温度降低时，极限碳酸盐硬度升高，极限浓缩倍率也升高；当循环水水温升高时，极限碳酸盐硬度降低，极限浓缩倍率也降低。
间冷开式循环冷却水系统的供水温度受当地气象条件的制约，冷却水的供水温度与湿球温度的差值大小直接影响冷却设施的选择和工程投资，因此循环冷却水系统的供水温度应根据生产工艺装置允许的供水温度，并结合厂区的气象条件进行热力计算后确定。一般经验，机械通风冷却塔的循环冷却水供水温度以当地夏季最热月份的计算湿球温度加4～5℃较合理。
四、提高浓缩倍率的技术方法
1.加强循环冷却水处理的自动化技术
山东某项目采用的全自动水质稳定加药装置，根据现场实际负荷、电导率、氧化还原电位（ORP）、pH 值等检测数据控制加药（包括阻垢剂、酸、二氧化氯等）。有效地保持浓缩倍数平稳恒定，其控制功能如下：
（1）安装在线电导率表，根据检测数据控制电动排污阀的开关。
（2）安装在线ORP，根据检测数据自动调整杀菌剂的投加量，控制水中的菌藻及生物粘泥。
（3）安装在线pH表，根据检测数据自动调整加酸量，并能实现异常情况的及时报警处理。
（4）安装在线浊度计，为现场技术人员、实验室化验人员提供可靠的参考数据。
（5）安装补水流量信号，对阻垢剂加药泵进行间歇或连续加药控制，保证药剂在循环冷却水中的浓度达到基本稳定的水平。
2.优选节水型旁滤器
循环冷却水系统的排污一般有2种途径：（1）通过排污阀直接排放；（2）通过旁滤器反洗间接排放。排污水经回用水装置处理后，补充回用到循环冷却水系统中，达到节水的目的。
旁滤器可以通过控制循环冷却水的浊度，来保证系统的稳定运行，也有利于浓缩倍数的提高。但如果选择的旁滤器反洗水量过大，既不利于浓缩倍数的提高和控制，也很难实现节水。
山东某项目采用AGF浅层砂滤器，采用2组AGF12处理单元组，共计24个处理单元，单元处理水量为 40m3/h。单元反冲洗的耗水量：反冲洗时间为90~120s，反冲洗水量为35~55m3/h，反冲洗周期为 4~8h（0~24h可调），总反冲洗耗水量≤1％总过滤水量。 相比以往采用的重力无阀过滤器，其节水效果是十分可观的。
五、结语
本文首先介绍了间冷开式循环冷却水系统的相关概念，以山东省某电厂为例，分析了水循环浓缩倍数的选择及影响浓缩倍率的测定因素，进而对提高浓缩倍率的技术方法进行了分析，望能对相关研究起到一定参考。
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论文作者:何华秀
论文发表刊物:《科技新时代》2019年11期
论文发表时间:2020/1/8
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