中水在火電廠中的應(yīng)用

黃松

中水在火電廠中的應(yīng)用

黃松

（天津市津能工程管理有限公司，天津，300384）

隨著水資源的日益緊張，近年來將污水深度處理已成為城市發(fā)展的必然選擇。結(jié)合工程實(shí)例探討了火電廠中水應(yīng)用推廣。通過中水試驗(yàn)研究和電廠使用中水的實(shí)際情況，分析了中水使用存在的問題。在采取有效措施后，中水已成功大規(guī)模用作于火電廠的循環(huán)冷卻和鍋爐補(bǔ)給水源。中水回用于火電廠生產(chǎn)具有廣闊前景，未來將持續(xù)發(fā)展，在推動(dòng)環(huán)保和節(jié)水工作方面發(fā)揮積極作用。

中水；火電廠；節(jié)水；環(huán)保

引言

1　中水處理工藝與水質(zhì)分析

1.1中水處理工藝

中水是介于上水和下水之間的一種水質(zhì)，目前污水處理廠采用活性污泥法對(duì)生活污水進(jìn)行二級(jí)處理，污水處理廠二沉池出水供給中水廠進(jìn)行進(jìn)一步深度處理后，可供用戶使用。供居民區(qū)使用的中水采用連續(xù)微濾膜（CMF）和反滲透（RO）處理，并加入臭氧脫色消毒，以保證達(dá)到 《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002） 標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)工業(yè)用中水，采用混凝、沉淀、過濾、消毒為主的處理工藝，對(duì)火電廠使用的中水還要求達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005）標(biāo)準(zhǔn)，若水質(zhì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，采取與反滲透膜處理出水混合的方式對(duì)其改善，以滿足工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)用水要求[1]。工業(yè)用中水的主要處理工藝流程如圖1所示；供居民用戶的中水處理工藝流程如圖2所示。

圖1　工業(yè)用中水的主要處理工藝

圖2　居民用中水的主要處理工藝

1.2中水水質(zhì)分析

火電廠通常使用銅管作為凝汽器及輔機(jī)冷卻器管材。為更好利用中水，我單位在電廠工程建設(shè)期間對(duì)中水水質(zhì)進(jìn)行了抽樣分析。從水質(zhì)分析結(jié)果來看，中水中的COD、氨氮、總磷、細(xì)菌等指標(biāo)仍大大超過天然地表水。根據(jù)《發(fā)電廠凝汽器及輔機(jī)冷卻器管選材導(dǎo)則》（DL/T712-2010），銅管材的凝汽器只適用于清潔的冷卻水[2]，水質(zhì)要求如下：[S2-[＜0.02 mg/L，[NH3]＜1 mg/L， [NH3-N]＜1 mg/L，CODMn＜10 mg/L。

如不采取措施，將超標(biāo)中水直接用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，將會(huì)對(duì)管道系統(tǒng)，尤其對(duì)凝汽器銅管產(chǎn)生極大地危害（如腐蝕等）。因而在使用中水時(shí)，需根據(jù)水質(zhì)情況，通過試驗(yàn)選取適用的管材。

2　管材選取試驗(yàn)

為使中水能夠得到有效、合理利用，筆者在陳塘莊熱電廠二期建設(shè)期間，曾與科研單位共同開展使用中水作為循環(huán)冷卻水時(shí)的凝汽器管材選材試驗(yàn)。

2.1試驗(yàn)思路

然而，我們?nèi)粘Ｋ姷降臈铢i，卻是溫潤內(nèi)斂的，未語先笑，聊天時(shí)會(huì)隨時(shí)注意你的情緒，吃飯時(shí)會(huì)偷偷轉(zhuǎn)動(dòng)桌盤便于你夾菜，出來做活動(dòng)多是獨(dú)身一人，只身仗劍走天涯。這樣的楊鵬，與一個(gè)俠客的形象似乎很難重疊起來。然而，從某些場(chǎng)景之中，你又依稀可以看到一個(gè)任俠豪氣的楊鵬。有次我去機(jī)場(chǎng)接他，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看著他單手拖著一個(gè)碩大的行李箱，不高的個(gè)子，卻走出龍行虎步的感覺，那一畫面，仿佛自帶了背景音樂。而當(dāng)我強(qiáng)行接過他手中的行李箱，卻差點(diǎn)當(dāng)場(chǎng)出糗——拖箱重得讓我恨不得立刻獻(xiàn)上自己的膝蓋，大呼一聲“猛將兄”才好。

試驗(yàn)主要通過以下兩大步驟進(jìn)行：

（1）采用動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證中水直接用作循環(huán)冷卻水時(shí)，對(duì)系統(tǒng)中鋼管、銅管及不銹鋼管的腐蝕情況[3]。

（2）采用動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證中水經(jīng)石灰凝聚深度處理后用作循環(huán)冷卻水，對(duì)系統(tǒng)中鋼管、銅管及不銹鋼管的腐蝕情況。

2.2試驗(yàn)情況

動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)充分考查了濃縮倍率為2.5～3.0之間時(shí)，選用不同緩蝕劑的工況下，各種管材腐蝕速率，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1　深度處理前后中水對(duì)各種管材腐蝕速率的對(duì)比

2.3試驗(yàn)結(jié)論

通過章節(jié)2.2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出：

（1）在中水環(huán)境中，有換熱條件下的HSn-70-1AB或HAl-77-2管材，腐蝕率明顯高于0.005 mm/a的國家標(biāo)準(zhǔn)。中水經(jīng)深度處理，在選用緩蝕阻垢劑C后，HSn-70-1AB、HAl-77-2管材腐蝕速率可滿足國家標(biāo)準(zhǔn)；

（2）在使用碳鋼材質(zhì)時(shí)，若不對(duì)中水進(jìn)行深度處理，無論使用深度處理前后的中水，均腐蝕較重。然而，在全系統(tǒng)啟動(dòng)前進(jìn)行成保護(hù)膜處理，可以明顯減緩碳鋼材質(zhì)的腐蝕；

（3）B30白銅與317L不銹鋼管材對(duì)中水適應(yīng)性較強(qiáng)。

3　中水應(yīng)用于鍋爐補(bǔ)給水

目前國內(nèi)使用中水作為鍋爐補(bǔ)給水源的電廠已較為普遍。經(jīng)過充分論證，搬遷后的陳塘莊熱電廠采用中水作為余熱鍋爐補(bǔ)給水源，采用的處理工藝如圖3所示。

圖3　余熱鍋爐補(bǔ)給水處理工藝

經(jīng)上述系統(tǒng)處理后，水質(zhì)達(dá)到以下指標(biāo)：二氧化硅(SiO2) ≤20 μg/L，電導(dǎo)率(25℃) ≤0.2 μS/cm，TOC≤400 μg/L，滿足余熱鍋爐用水要求[4]。

4　環(huán)保效益及存在問題

搬遷后的陳塘莊熱電廠設(shè)計(jì)年耗水量約600萬噸[5]，已投產(chǎn)一年多時(shí)間。從目前中水使用情況看，效果良好。由于工程使用中水作為工業(yè)水源，減少了污水處理廠出水向外環(huán)境排放量：年減少排放CODCr總量為216.9 t，年減少排放NH3-N總量為18.8 t[6]，具有較好的環(huán)保效益。

從工程實(shí)踐看，中水在火電廠使用中還需解決如下問題：

（1）由于國內(nèi)對(duì)環(huán)保問題不斷重視，環(huán)保部門在對(duì)大用戶污水總排口監(jiān)測(cè)方面日益嚴(yán)格。如環(huán)保部門要求搬遷后的陳塘莊熱電廠總排口排水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)（CODCr小于60 mg/L），而中水廠提供的中水CODCr指標(biāo)一般在30～50 mg/L，在電廠循環(huán)使用濃縮后，將容易造成排放超標(biāo)的問題。此問題需要與中水廠進(jìn)行商討，由供水方采取適當(dāng)措施提高供水水質(zhì)，同時(shí)電廠要在使用時(shí)控制合理的濃縮倍率。

（2）搬遷后的陳塘莊熱電廠為適應(yīng)使用中水，凝汽器及輔機(jī)冷卻器管均選用不銹鋼管材，循環(huán)水系統(tǒng)鋼管進(jìn)行了防腐處理，且建設(shè)了深度處理設(shè)施，投資及占地較大，運(yùn)行維護(hù)成本較高。

（3）中水無價(jià)格優(yōu)勢(shì)。目前天津地區(qū)供工業(yè)用戶的中水銷售價(jià)格為2.5元/噸，高于地表水。如要大規(guī)模推廣利用中水資源，仍需政府在政策上給予扶持，使經(jīng)濟(jì)效益能夠與使用地表水相比擬，促進(jìn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合。

5　結(jié)束語

目前我國水資源日趨緊張，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、減少污染，深度處理污水開發(fā)污水資源已是環(huán)保節(jié)水措施。目前中水已經(jīng)在北京、天津、山西、河北等地電廠廣泛利用，也取得了一定經(jīng)驗(yàn)。天津地區(qū)水資源匱乏，未來中水回用項(xiàng)目也將越來越多，相信隨著中水利用研究的不斷深入，中水在電廠的應(yīng)用也將更加廣泛。

[1]黃松. 火電廠使用中水問題的探討[C]// 天津市電力學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì). 2004.

[2]DL/T712-2010. 發(fā)電廠凝汽器及輔機(jī)冷卻器管選材導(dǎo)則[S].

[3]天津化工研究設(shè)計(jì)院. 陳塘莊電廠中水回用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)試驗(yàn)研究開發(fā)報(bào)告[R].

[4]華北電力設(shè)計(jì)院有限公司. 陳塘莊電廠搬遷項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)說明[Z].

[5]華北電力設(shè)計(jì)院有限公司. 陳塘莊電廠搬遷項(xiàng)目可研報(bào)告[R]. [6]天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院. 陳塘莊電廠搬遷項(xiàng)目環(huán)評(píng)報(bào)告書[R].

Applications of Reclaimed Water in Thermal Power Plant

HUANG Song
(Tianjin Jinneng Engineering Management Co., Ltd., Tianjin, 300384, China)

As the lacking of water resources becomes more serious, sewage recycling has become an inevitable choice of the city development. The application of reclaimed water in thermal power plant is discussed with an engineering example. Based on the test results and using reclaimed water as the main water in the relocation project of the Tianjin Chentangzhuang Thermal power plant to explore the practical problem of reclaimed water using in the thermal power plant, and the measures should take. After taking effective measures, the reclaimed water has been successfully used in the thermal power plant for recycling cooling and boiler supply water. Reclaimed water reuse for the production of thermal power plant has broad prospects, and in the future, it will continue to develop, in promoting environmental protection and water saving work to play a positive role.

Reclaimed Water; Thermal Power Plant; Water Saving; Environment Protection

TU991.2

A

2095-8412 (2016) 05-873-03工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.011

黃松(1964-)，男，天津人，天津市津能工程管理有限公司部門經(jīng)理兼環(huán)保工程師，從事工程建設(shè)前期及環(huán)保工作。

E-mail: crhs2008@163.com