浅谈城市中水作为电厂循环水技术应用

【摘要】在火力发电厂耗水中，循环冷却水约占总水量的90％以上，消耗量是极其巨大的。随着人类对水资源消耗的日益增加和水污染的日益严重，水资源短缺已经越来越成为制约人类经济发展，成为威胁人类生存安全的一个严重问题。由于城市中水来源的稳定性和可靠性，它的回用成为缓解水资源紧缺的一个重要途径。因此，将中水回用作电厂循环冷却水可以有效的保护珍贵的水资源，实现废水的循环利用，提高了中水的使用价值，有利于人和生态环境的和谐发展。

【关键词】水资源  城市中水  循环利用  火电厂  循环冷却水

 

1 概述

我国是一个水资源贫乏的国家，全国有近300个城市缺水，其中有100个严重缺水。如果不能有效解水资源的问题，城市和经济社会的发展都将是不可持续的。为了缓解水资源的供需矛盾，中水回用在一定使用范围内可以实现水资源的持续利用，具有开源、节流与环境保护的综合效益。

中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准后，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于自来水与排污水之间。中水回用可以减少处理后的城市污水的排放，相应降低对水环境的污染负荷，同时也是污水资源化的具体体现，是解决水资源短缺的重要途径。

电厂循环冷却水用量巨大，几乎占全厂用总用水量的90%以上，并且水质要求也不高。因此将中水用作电厂循环冷却水补水，不仅可以扩大中水回用规模，而且可以为电厂提供成本低、水质稳定、水量充足的冷却水源。

2 电厂循环冷却水的主要作用及我司循环水运行现状

2.1  循环水在电厂中的作用

火电厂的循环冷却水，主要用于以下几个方面:  (1) 汽轮机凝汽器的循环冷却水；(2) 辅机轴承的冷却水；(3) 发电机氢气冷却器、汽轮发电机油系统中的冷油器冷却水；(4) 降尘和冲洗用的工业水。

 为防止或减缓冷却系统的结垢、腐蚀和微生物生长，循环冷却水在运行过程中需要进行处理。循环冷却水的处理必须满足下列条件: (1) 保证传热面不结垢；(2) 避免引起换热面大面积腐蚀, 特别要注意防止点状腐蚀；(3) 循环水处理系统应尽可能简单；(4) 避免循环系统中微生物聚积、细菌和藻类生长；(5) 循环水处理系统运行费用低；(6) 循环水处理系统可靠, 能防止水质变化, 经过长期监测能保证符合规范要求。

2.2  我司循环水运行现状

华润电力登封有限公司共有三个水源地，分别为石羊关水源地、白沙水源地和告成矿井水源地，共同提供一期和二期的电厂用水。

一期电厂补充水取自电厂南2km处的石羊关水源地，共设有10眼深井和4台升压泵，深井泵出口管汇合后，分别经过两条深井管线送至石羊关村旁的升压泵站内两个蓄水池，每个蓄水池的蓄水量约800立方，再由升压泵房的升压泵通过两条直径为φ 529 × 8 的补水母管打至厂区。补水母管自升压泵房至厂区单根长度约为2.6km 。补水量可满足一期工程 2 × 320MW 机组夏季最大用水量1600t /h 的需要。

二期电厂补充水取自白沙水源地和告成矿井水源地。告成矿井水源地在电厂正西约4公里处，泵站内设有升压泵房，配电间和值班室各一座。泵房内设有三台升压水泵，水泵选用井用潜水泵，两运一备。

白沙水源地设在电厂正东约4公里处的青石沟村，建有中继泵站，竖井泵房和岸边配电室各一座，管线排气井6个，放空井3个。中继泵站面积为4320平方米，建有值班员休息室，升压泵房，高低压配电室，值班室，和两个蓄水池，每个蓄水池正常蓄水量约800立方。满足二期循环水流量为69840t/h的需求(按照夏季两台循环水泵并联运行考虑)。

近年来，由于气候及工业发展的原因，我司水源地的取水工作日益困难，对我公司的安全稳定经济运行造成了很大的影响。因此，寻找新的水源，克服循环冷却水取水问题成为我司面临的一项重要任务。城市中水由于来源的稳定性和可靠性，它的回用成为缓解我司循环水紧缺的一个重要途径进入我们的视线。

3 城市中水回用技术的应用

为了缓解水资源短缺和经济增长的矛盾，中水作为宝贵的水资源进入研究者的视野。中水是水量稳定、供给可靠的一种潜在水资源，它的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市水资源短缺的有效途径。中水回用不但可以相应降低对水环境的污染负荷，同时实现了污水的资源化。从全国来讲，每年要回用的中水数量是巨大的，目前回用对象分市政杂用水和部分工业用户。把中水用作电厂循环冷却水，不仅可以扩大中水回用规模，而且也可以为电厂冷却水提供一个水质稳定、水量充足的水源，一举两得。但是，由于中水的硬度、碱度、有机物等含量较高，进入循环水系统后，随着水中的杂质的浓缩，致使循环水系统发生结垢、腐蚀和生物污垢等突出的问题。因此，中水只有经过深度处理后才能回用到循环冷却水系统。

3.1  中水回用电厂循环冷却水的意义

河南省登封市污水处理厂每天能够处理的污水量约3万立方米，大量污水经处理后除了用作市政杂用外，绝大部分都没有得到有效的利用，而登封市严重缺水。华润电力登封有限公司本着服务社会的遵旨，经过大量的调研论证工作，最终决定与登封市合作，共同消耗这些多余的城市中水，有效的减少了水资源的浪费。同时解决了因水资源短缺制约我厂安全稳定运行的困难，真正实现了开源节流、减轻水体污染、改善生态环境。

3.1  中水回用电厂循环冷却水的主要问题

电厂循环冷却水用量大，水质要求不是十分苛刻，但是中水比地下水含有更多的有机物、氮、磷、碱度及氯化物、硫酸盐等，所以在用作循环冷却水系统的补充水时，会给系统的运行造成更多的障碍。有机物、氮和磷都是菌藻所需的营养物，如不加以控制就会造成菌藻繁殖，生成生物黏泥和污垢，促进腐蚀，降低换热器的传热效率；钙、镁、氯化物、硫酸盐和碱度等又会造成系统结垢与腐蚀。

(1) 结垢：循环水系统中主要的水垢是碳酸钙，因而钙离子含量及碳酸盐碱度含量都是影响结垢的因素。

(2)腐蚀：循环冷却水水质的好坏直接关系到凝汽器等设备的腐蚀问题。为节约用水就需要尽可能的提高循环水的浓缩倍率，但是，循环水中含盐量也随之增加，水的电阻变小，导电能力增强，使腐蚀电池的电流增大，加剧对凝汽器铜管的侵蚀，直接影响到机组的安全经济运行。

(3)生物粘垢：有机物虽然对结垢没有直接的影响，但它为微生物提供了营养，使微生物生长，并产生粘垢。由于凉水塔的生化作用，其水体自身产生的酸性物质可以维持pH值在一定范围内，甚至逐渐降低导致腐蚀。甚至逐渐降低导致腐蚀。

3.2 中水深度处理的主要方法

为使城市中水回用于电厂循环冷却水，根据中水水质特点和电厂循环水水质要求，解决好以下几方面的问题是关键：①进一步去除残余的悬浮物及胶体；②进一步去除二级生化处理后残留的溶解性有机物；③去除无机盐类及微生物难以降解的有机物。处理方法大致可分为以下三类：①生物处理法，适用于有机物污染较重的生活污水，缺点是需进行污泥处理，装置密闭性差，易产生臭气而污染环境，运行管理比较复杂，占地面积大等；②物理化学法：混凝沉淀加过滤消毒，主要适用于杂排水处理，可间断运行，不需污泥处理，装置的密闭性稍好，臭气较少，占地面积小且便于管理，缺点是对于溶解性有机物去除较差；③膜处理法、超滤或反渗透加消毒，造价高，能耗大。随着水处理新技术的发展，处理方式趋向生化、物化和膜法的统一联合应用。

因此，结垢、腐蚀和生物污垢是中水深度处理回用于电厂循环水时要解决的三个关键问题，生物处理法、物理化学处理法、膜处理法、超滤或反渗透等方法各有优缺点，多种方法的综合可达到较好的效果。另外，污水水质、中水回用水质、经济技术条件、现场条件、对环境产生的影响及管理水平等因素也需综合考虑。

综上所述，随着人类对水资源消耗的日益增加和水污染的日益严重，水资源短缺已经越来越成为制约人类经济发展，成为威胁人类生存安全的一个严重问题。由于气候变化及工业发展的原因，我司水源地的取水工作日益困难，对我公司的安全稳定经济运行造成了很大的影响。为了缓解水资源短缺和经济增长的矛盾，中水作为宝贵的水资源成为我们克服困难的关键所在。当前中水回用于火力发电厂已成为一种趋势,这对减少污水排放总量、节省新鲜水资源等方面具有突出意义。中水经深度处理用于电厂循环冷却水系统，不仅可以解决新鲜水用量，还减轻污水直接排放对环境的污染，具有较大的经济、社会和环境效益。促进其推广，使企业走向安全、健康、环保的可持续发展道路。

免责声明

本平台旨在传播行业资讯、最佳技术，对上述内容，对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。仅作参考！相关需要请与编辑部联系（邮箱：cpower@188.com）。