弱酸处理系统在循环水处理中的应用_高岩

《宁夏电力》2010年增刊摘要：宁夏马莲台发电厂循环水通过采用弱酸处理工艺，在提高循环水浓缩倍率的同时，有效控制了循环水硬度及腐蚀性离子的浓度，从而达到了节水、安全、经济的效果，对火力发电厂循环水控制和运行起到良好的作用。关键词：火电机组；循环水；弱酸处理；排污水中图分类号：TK223.51文献标志码：B文章编号：1672-3643（2010）zk-0231-03弱酸处理系统在循环水处理中的应用高岩1，黄丽萍2（1.国电宁夏石嘴山发电公司，宁夏石嘴山753202；2.宁夏马莲台发电厂，宁夏银川751600）收稿日期：2010-09-08作者简介：高岩（1971-），男，助理工程师，从事发电厂燃料采制及化学技术管理工作。宁夏马莲台电厂位于宁夏灵武宁东工业区，2006年6月工程全部建成投产，现装有2×330MW的燃煤机组。循环冷却水系统设计夏季2机组3泵运行，冬季2机组2泵运行。循环水系统进行水汽热交换，一部分循环水经冷却塔被蒸发掉，带走热量，提高换热效率；同时由于水的蒸发使得水中的盐分被留在了循环水系统中，冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温的升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，随着运行时间的延续，循环水系统中的含盐量将会不断升高，由于碳酸盐硬度过高，会沉积在凝汽器管壁上生成碳酸钙垢，使截流面积减小，换热效率降低，还会使管壁产生垢下腐蚀，影响机组的正常运行。为使管壁不结垢，必须尽量降低循环水碳酸盐硬度，使其维持在一个合适的浓度。一方面需要补充大量的生水，另一方面需进行排污，尽量降低碳酸盐硬度，维持其水质的平衡。所以火电厂的循环水系统是最大的用水系统，而全厂水系统中循环水排污水占据了相当大的耗水比例。在设计中采取合理的处理方案，既提高循环水的浓缩倍率，又维持水质平衡，同时对于循环水排污水进行有效地处理和再利用，将对全厂节水起到十分重要的作用。宁夏马莲台电厂地处我国西北干旱地区，水资源匮乏。为了进一步提高用水水平，采用了弱酸处理技术对循环水处理工艺进行了改造，使发电取水大大下降，同时将一部分处理后的水再进行深度处理，作为锅炉补给水水源，节水效果十分显著。1循环水弱酸处理工艺补充水弱酸处理系统和循环水旁流弱酸处理系统都可以做到有效提高循环水的浓缩倍率，使得循环水中的各种离子、含盐量、悬浮物等维持一定的平衡，达到节约用水。宁夏马莲台电厂循环冷却水系统设计补充水部分采取弱酸处理，同时用弱酸树脂处理系统对循环水进行部分处理（旁流弱酸处理）。由于循环水的碱度和硬度均比补充水大，尤其对于碱度不太高的水源，可以充分发挥离子交换树脂的交换231··《宁夏电力》2010年增刊能力，需要处理的水量比补充水弱酸处理要小得多，并兼有旁流过滤作用，有时比处理补充水更经济。设计弱酸处理系统的水源为冷却塔排污水及黄河水，设计循环水系统的浓缩倍数为4.7。1.1补充水水质马莲台电厂的补充水主要是鸭子荡水库的黄河水，其水质情况见表1。考虑提高浓缩倍率、节约用水，对部分黄河水或循环水进行弱酸处理。根据电厂循环水管理的运行经验，在循环水中加入水质稳定剂可以将水中的极限碳酸盐硬度维持在一定水平，虽然该厂应用的水质稳定剂可以将极限碳酸盐硬度稳定在11mmol/L，但是要想达到设计要求的浓缩倍率或进一步提高倍率，就必须去除水中的部分碳酸盐硬度，才能有效保证循环水系统的安全稳定运行。1.2弱酸水处理工艺及流程由于补充水水质相对较好，弱酸处理一般也较为容易。但是循环水排污水水质较为复杂，循环水浓缩后水中含盐量较高，循环水中悬浮物等杂质较多，并含有机物、微生物、细菌，使得排污水弱酸处理具有一定的难度。补充水或循环水系统的排污水进入弱酸处理系统，去除水中的悬浮物和碳酸盐硬度后再进入锅炉补给水处理系统，整个化学水处理系统的工艺流程如图1所示。补充水或循环水系统的排污水经过过滤和弱酸离子交换器处理，去除了悬浮物和部分的碳酸盐硬度；再经过超滤装置，去除胶体物质、大分子量的微生物、细菌等有害物质，有效地防止了反渗透膜的污堵。2循环水弱酸处理运行状况2.1循环水弱酸处理系统运行状况马莲台电厂的循环水系统采取部分补充弱酸水的处理方式运行，其弱酸水与黄河水的比例V弱酸水：V黄河水分别为2∶3，1∶4或1∶5，通过几年循环水系统的实际运行数据分析，以及历次机组大小修检查，凝汽器铜管（HSn70-1AB）未见严重的结垢或腐蚀情况。2009年循环水系统循环水水质平均值数据见表2。2.2系统工艺存在的问题系统设计工业设备冷却水直接补充到循环水中，夏季由于工业设备冷却水的冷却水量较大，导致冷却塔水池中水位较高，再按照要求的配水比例补充弱酸水时，将形成冷却水溢流，造成水资源的浪费。旁流弱酸处理时，由于弱酸树脂主要是去除水中的碳酸盐硬度，并受水中的硬/碱质量比的影响。当循环水不断浓