热电厂循环冷却水处理技术应用与发展

热电厂循环冷却水处理技术应用与发展

齐跃

锦西石化热电生产部     辽宁省葫芦岛市    125001

摘要：结合热电厂循环冷却水处理的现状，探讨热电厂进行循环冷却水处理的技术应用和发展方向，并指出化学处理有利于实现电厂的达标排放和可持续发展。

关键词: 热电厂化学处理；绿色化学；可持续发展；

引言

由于电力生产的特殊性为保证机组的安全经济运行，热电厂必须采用一些化学处理方法来防止热力设备的腐蚀、结垢和积盐，然而目前热电厂采用的许多化学处理方法在防止热力设备腐蚀、结垢和积盐的同时，也产生了许多废液，所产生的废液有的经处理后能够实现达标排放，有的由于种种原因未经处理或虽经处理但未达标就排放了，随着人们环保意识的增强和国家环保政策的制定完善，废液不达标排放必将受到重罚，根本的办法是从源头上消除废液，结合热电厂化学处理的一些现状，探讨热电厂进行绿色化学处理的必要性和其绿色化学处理的方向。

1 热电厂循环冷却水处理的现状及其绿色化学处理

在火力发电厂中，使用的冷却水主要指用于作为汽轮机凝汽器的冷却介质。大多数情况的冷却最常用的是敞开式循环冷却水系统。

敞开式循环冷却水系统一般由热交换器、冷却塔、水泵及管道等部分组成，是一个以普通水作介质，通过冷却塔循环冷却的敞开式体系。在敞开式循环冷却水系统中，冷却水在系统内的总水量保持一定,水经热交换而升温，使其在冷却塔中蒸发，释放出蒸发潜热而再冷却，循环使用。由于水的循环使用，使水中杂质浓度提高，导致水质下降，腐蚀性、结垢性增强，微生物繁殖加快,容易在冷却水系统发生各种故障。

2 水处理的必要性

在冷却水系统中所发生的故障，一般分为三类:腐蚀故障、结垢故障及粘泥故障。

冷却水在使用时不断循环和浓缩, 水中的矿物质含量也会不断增加,溶解在冷却水中的难溶盐被浓缩后，在传热面上析出，即产生结垢故障，污垢的存在不但会影响传热效率,还会产生垢下腐蚀。因此,在循环冷却水系统中防垢也十分重要。

循环水系统中微生物引起的麻烦最快最明显，它可能导致水质迅速恶化，一旦生物粘泥大量生成，缓蚀阻垢药剂亦即失效，而且微生物的繁殖可以产生污垢沉积、细菌直接腐蚀及垢下腐蚀，由此直接危害生产，因此控制水中的微生物非常必要。

通过在循环冷却水中进行加酸处理、加入缓蚀剂、阻垢剂及杀菌剂，可以抑制由于水质恶化造成的腐蚀结垢及微生物障碍，改善循环水的水质状况，在提高企业生产效率的同时提高循环水的浓缩倍数，提高水资源的利用率，提高企业的生产效率。

3 循环冷却水加酸处理

这种处理常用的酸是硫酸，浓硫酸价格低廉，不腐蚀钢材，易于储存。循环水加酸的作用是把碳酸氢根的碱性中和掉，使水中的碳酸氢钙转变成溶解度相对碳酸钙较大的硫酸钙。加酸处理时应控制循环水的碱度，因碱度和pH值有一定的关系，所以在取得一定经验后也可监督pH，通常应在7.4-7.8之间。

4 水处理药剂

4.1 阻垢剂

在循环冷却水处理过程中,一般将能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉积生长的化学药剂统称为阻垢剂。阻垢剂在工业上常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。

阻垢缓蚀剂主要有以下类型:无机聚合磷酸盐、有机多元磷酸、葡萄糖酸和单宁酸等。目前循环水系统中多采用磷系配方,其中用的最多的是有机多元磷酸。

阻垢分散剂主要是共聚物类阻垢分散剂，已经广泛的应用于工业循环冷却水系统。其中磺酸盐共聚物，因其阻垢分散强大高效而被广泛应用。它能有效的抑制水中的磷酸钙垢和碳酸钙垢等成垢盐类，并且能够很好的分散循环冷却水系统的无机矿物质。

磺酸盐共聚物类阻垢剂是以AA AMPS和HPA为主要单体聚合而成的水处理产品，能够很好的解决工业冷却循环水系统中的碳酸钙垢和磷酸钙垢问题。在循环水系统投加磺酸盐共聚物类阻垢剂后，系统中的锌盐很稳定。在磺酸盐共聚物的分散作用下，系统中氧化铁等各类悬浮物也得到了很好的控制。

4.2 杀菌剂

为了控制水中的微生物，需要在循环冷却水系统中加入杀菌剂，目前应用的杀菌剂主要分为氧化型杀菌剂与非氧化型杀菌剂，为了防止微生物产生抗药性，在应用过程中经常是两种类型杀菌剂交替使用。

4.2.1 氧化型杀菌剂

氧化型杀菌剂是最早用于冷却水系统的，至今已超过半个世纪。如果按大类分，至今仍只有五类，包括氯基杀生剂、溴基杀生剂、二氧化氯、过氧化物、臭氧。由于氧化型杀生剂价廉、高效，这种高的性能与价格比使它至今仍主导着冷却水系统的微生物控制。

4.2.2 非氧化型杀菌剂

非氧化型杀菌剂是冷却水处理中另一大类杀生剂，他们基本上是胺、酚类化合物、有机硫、溴化合物、异噻唑啉酮类化合物等就安全方面来讲，它比氧化型杀菌剂使用更方便更有效

5 热电厂水处理技术应用及发展方向

5.1 水处理技术现状与进展

20世纪70年代，出现了以锌盐、无机磷酸盐和有机磷酸为基础的处理方案，碱性处理技术得到发展，使配方中的加酸量和有毒药剂大大减少。自带多种基团的二元、三元乃至四元共聚物的阻垢分散剂、含磷酸基和含羧酸基的膦酸类化合物缓蚀剂开发成功并投入使用之后，水处理方法也由最初单一的控制腐蚀为主要目的的酸性法过渡到以控制结垢为主要对象的碱性法。90年代，随着羧磺酸、膦磺酸等共聚物的出现，复合配方更加适合苛刻条件的水质处理，并且处理效果进一步提高，浓缩倍数一般可以达到6～8，碳钢的腐蚀速率小于0.075mm.a

-1,粘附速率小于15mcm。对超低硬度碱度水质处理有了突破性进展。

近年，为了最大限度节约用水和保护环境，循环水在高浓缩倍数的基础上，开始向零排放方案发展。

目前，企业循环冷却水处理技术与企业生产实际要求还有不适应之处，与发达国家相比还有相当的差距，主要表现为：循环水浓缩倍数低，水的重复利用率低；应用新型高效药剂品种较少，推广也受到一定的限制；对于高硬度水质，在目前情况下难突破钙硬度＋总碱度＝1100mg.L-1(以CaCO3计)的边界条件。各地区的补充新水水质的不同，采用的药剂配方及运行方案也不同，国外90年代初碱性水处理技术已达到50%～60%，国内石化企业碱性水处理技术不到20%，以聚磷酸盐、有机膦酸盐、水溶性共聚物为主体的磷系配方在当代冷却水处理中仍占主导地位。

5.2 水处理技术发展方向

冷却水约为生产用水的80%～85%，因此，提高水处理技术，开发高效水处理药剂，减缓循环水对设备腐蚀和结垢，降低新鲜水耗量尤为重要。

在科研方面，应加强水处理技术的基础研究，加强配套技术研究，大力开发具有当代先进水平的药剂，如羟基、磺酸基、羧酸基、膦酸基等的共聚物和化合物；开发出适用于高硬度高碱度水质在高浓缩倍数下运行的处理方案；开发和推广当代先进的非氧化型杀菌剂和氧化型杀菌剂，如戊二醛类、异噻唑啉酮类、有机溴类和臭氧技术等。

在现场应用方面，应提高对水处理工作的管理水平，采用当代先进的水处理技术，并且采用先进的自动控制技术进行加药、监测和管理。

结束语

热电厂冷却水在循环使用过程中，由于水质问题造成生产装置的冷换设备腐蚀与结垢，影响生产效率与装置运行周期是困扰企业的一个大问题，通过循环水加酸处理和加入缓蚀阻垢剂及杀菌剂，可以抑制由于水质恶化造成的腐蚀结垢及异氧菌微生物障碍，改善循环水的水质状况，对于热电厂循环冷却水处理尤为重要，因此，采用先进的水处理技术十分必要也势在必行。

参考文献

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