循环水处理在火力电厂节能中的作用

循环水处理在火力电厂节能中的作用
摘要：通过介绍节能的概念，加深对火电厂节能减排的重要性和紧迫性的认识；介绍了目前火电厂常用的循环水处理技术及其优缺点；讨论循环冷却水的水质对凝汽器真空度及发电机组效率的影响，指出循环水处理工艺在火电厂节能中起到的作用。

关键词：循环水处理；浓缩倍率；电厂节能；凝汽器真空度
中图分类号：tm7 文献标识码：a 文章编号：1009-0118（2011）-09-0-01
我国是一个严重缺水的国家，虽然总量居世界第四位，但是人均仅为世界水平1/4。

火力发电厂中，冷却水总量在总用水量的比例高达97%[1]，在水资源问题日益严峻和突出的今天，循环水系统的节水成为举足轻重的问题。

另外，循环冷却水的处理会对整个热力循环系统的效率和发电机组的效率产生影响[2]。

本文首先对节能的概念就行初步的介绍，然后总结归纳了电厂常用的循环水处理方式及其对电厂效率的影响，指出循环水处理在电厂节能节水中的作用。

一、节能的概念
节能是指加强用能管理，采用技术上可行，经济上合理的措施，减少各个环节中的损失。

其中，技术上可行是指在现有技术基础上可以实现；经济上合理就是要有一个合适的投入产出比；环境可以接受是指节能还要减少对环境的污染；社会可以接受是指不影响正常的生产[3]。

节能是国家发展经济的一项长远战略方针。

显而易见，节煤、节油、节水、节汽、节电是火力发电厂节能工作的主要内容。

火电厂是主要的用水大户，做好节水工作不但是电力行业的一个经济问题，更是保证经济和社会快速发展的重大社会问题。

因此火电厂必须采取有效的节水措施，切实提高水的利用率。

二、现代循环水处理技术
（一）过滤法
过滤是最常用的旁流处理方式，它的处理能力通常是循环水总量的2%-5%，可以除掉水里面含有的大部分悬浮固体、粘泥和微生物等，但是降低不了水的含盐量和硬度，反冲洗时可以将杂质随着反洗水一起排出系统，反洗水的杂质浓度远高于排污水的，所以消耗的水量较少，通过过滤可以显著降低排污量。

大型循环水系统一般采用重力无阀旁虑池，以无烟煤和石英砂为滤料，滤速只能控制在10m/h以下，悬浮物浓度只能控制在10mg/l 以下。

与石英砂相比，纤维滤料具有孔隙率较高、孔隙分布合理以及比表面积大等优点，滤速可高达20-85m/h。

纤维柔软且具有可压缩性, 随着水流阻力的增大而逐渐被压缩, 使滤料上层受力小、孔隙大, 下层受力大、孔隙小, 使得纤维滤料纳污量大、过滤周期长。

（二）膜分离技术
通常所说的膜分离法，是指用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。

膜分离技术特点：
1、不发生相变，与其他分离技术相比能耗低。

2、在常温下进行，尤其适用于对热敏感的物质
3、适用范围广。

除了有机物、无机物、病毒、细菌、微粒外，还适用于特殊溶液体系
4、分离装置简单，易控制、易维修
缺点：对水质要求高，压力波动会将分离膜破坏，易堵塞、污染。

一次性投入成本高，膜分离法不适用处理大型电厂的循环水系统。

（三）化学法
化学法又叫化学沉淀软化法，是一种采用石灰—纯碱来降低水中的碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度的方法。

使得水的降低浊度和硬度的同时降低。

一些电厂的循环水系统在运行过程中各种离子及悬浮物含量不断增大, 导致水质稳定效果下降。

在电厂循环水系统中应用石灰软化—混凝沉降及二氧化碳相结合的方法可以使循环水的硬
度和浊度降低，而且能够重新返回循环水系统。

（四）离子交换法
弱酸阳离子交换树脂在水质软化处理中的应用越来越广泛。

弱酸树脂的羧酸基团对ca2+、mg2+具有较大的亲和力，能有效降低水中的碳酸盐硬度, 可以有效防止碳酸钙垢的生成，并且其工作交换容量可达到强酸树脂2倍以上。

另外，由于补充水中的悬浮物被除掉，减少了行程结垢的晶核，更有利于组织结垢。

但是，水中悬浮物和有机物的存在对树脂的运行周期产生严重的影响, 另外树脂价格
较高、操作复杂。

三、循环水处理在电厂节能中所起的作用
在开放式的循环水冷却系统中，循环水通过冷却水塔冷却，在冷却过程中会有大量的水分蒸发掉，这样循环水就会不断地被浓缩。

根据以往运行经验可以得出，浓缩倍率越大，补充水率越小，但是浓缩倍率的提高的作用有限，当其到一定程度时，进一步提高对降低补充水率所产生的作用不大，而且提高浓缩倍率的提高与循环水处理技术和投资成本密切相关。

采用弱酸阳例子交换水给循环冷却水作补充水，同时往循环水中加入一定浓度的缓蚀阻垢剂可使循环水的浓缩倍率提高到3.5-4倍左右，采用这种方法，不仅可以减少凝汽器铜管的腐蚀结垢，而且可以最大程度的节约水资源。

通过改变循环水处理方式，保持循环水良好的水质，维持凝汽器换热管的清洁度，提高凝汽器的真空度，从而提高电厂汽轮机部分的发电效率。

在循环水的进水温度一定时，凝汽器的换热效果越好，汽轮机的排汽温度就会越低，凝汽器的真空度也会越高。

凝汽器的换热能力与换热面的清洁程度密切相关。

循环水侧的结垢、污染及腐蚀物都会影响凝汽器的换热能力的高低，直接影响汽轮机的排汽温度及其真空度，进而影响整个机组的发电效率。

四、结论
综上所述，循环水处理是电厂节能降耗的重要组成部分之一。

科学的处理方式可以增大循环水的浓缩倍率，对于节水起到重要的作
用；良好的循环水处理技术还能够保持凝汽器的清洁度，降低汽轮机的排汽温度及压力，提高热效率。

所以说，循环水处理在电厂节能中作用和其经济效益及社会环保形象收益更是举足轻重的。

参考文献：
[1]李贺全,莫逆.火电厂循环冷却水节水技术初探[j].华北电力技术,2002,(6):9-11.
[2]吴锐.大型火力发电厂循环水处理方案优选[j].工业水处理,1999,19(1):12-14.
[3]李青,公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[m].中国电力出版社,2006.。