電站循環(huán)水系統(tǒng)的工藝優(yōu)化與設備改造

電站循環(huán)水系統(tǒng)的工藝優(yōu)化與設備改造

1循環(huán)水處理系統(tǒng)c、h、系統(tǒng)總循環(huán)（簡稱ih）循環(huán)系統(tǒng)水處理量為27.03hm，系統(tǒng)存水量為120003m。二、循環(huán)（二、c）系統(tǒng)總循環(huán)水處理量為38.30003mh，系統(tǒng)存水量為2.09hm。一循、二循為各自獨立的系統(tǒng),分別有補水、加藥、排污、旁濾等設施。一循為雙曲線型自然通風涼水塔,二循為機力通風塔。2循環(huán)水系統(tǒng)一循為降低寶坻水的結垢性,采用軟化水補充部分寶坻水作為補充水,二循采用海水淡化水作為補充水。由于海淡水具有較低硬度、堿度,因此具有較強的腐蝕性;同時由于氯離子含量較高,制約了二循循環(huán)水運行的濃縮倍數(shù)。寶坻水、海淡水水質詳見表1。2.1環(huán)水堿度由于一循補充水堿度較高,需要連續(xù)投加硫酸來降低循環(huán)水堿度,減少結垢。二循補充水為海淡水,由于堿度、硬度較低,因此海淡水具有較強的腐蝕性。為降低二循循環(huán)水的腐蝕性,需要向循環(huán)水中連續(xù)投加氫氧化鈉。2.2循環(huán)水余氯控制一循采用漂白水摻加強氯精作為殺菌劑,二循殺菌劑采用強氯精摻加二氧化氯。循環(huán)水余氯均控制在0.1~0.5mg/L之間。由于漂白水價格低廉,因此一電站殺菌劑費用較低。2012年一電站循環(huán)水氧化型殺菌劑費用為0.3分/噸,二電站循環(huán)水處理藥劑費用1.1分/噸。2.3連續(xù)投加硫酸、二循環(huán)水水質由于一循補水的高堿度,造成朗格里爾飽和指數(shù)LSI值較高,循環(huán)水結垢傾向較強;二循由于補水堿度、硬度較低,使得LSI值較低,腐蝕傾向較強。在一循連續(xù)投加硫酸、二循連續(xù)投加氫氧化鈉的情況下,一、二電站循環(huán)水LSI值能夠維持在合格范圍內。一、二循運行數(shù)據(jù)詳見表2。目前一電站循環(huán)水濃縮倍數(shù)控制指標為5~8,二電站循環(huán)水濃縮倍數(shù)為≤4.5,但實際運行中一循略微偏高,較多在6.5~7.5之間。二循采用海淡水作為補充水,海淡水高氯根(平均147mg/L)、強腐蝕性的水質特性制約了二循循環(huán)水濃縮倍率的提高,實際濃縮倍率小于4倍,因此二循需要大量的排污,同時補充大量新鮮水,補新水率較高。2.4全年閑置率較高一電站循環(huán)水塔為3座自然通風式涼水塔,運行費用較低。由于冬季、夏季運行水量相差較大,一循每年的10月份至次年的4月份只運行3#自然通風式涼水塔,每年4—7月運行1#、3#塔,只在7—9月份3個塔全部運行。因此全年閑置率較高。二電站循環(huán)水塔為8組機力通風塔,由于運行水量較大,需全年投入運行,維持二電站循環(huán)水系統(tǒng)運行需要耗費大量的電能。3改進措施和具體項目的實施過程3.1混合水補水方案由表1寶坻水與海淡水指標可以看出:將寶坻水與海淡水混兌后作為兩個循環(huán)水場的補水,可以有效地降低一電站循環(huán)水的堿度;降低二循氯離子含量,提高二循的堿度及濃縮倍數(shù)。減少因一、二循水質不合格造成的排污,節(jié)約新鮮水源,同時可以減少循環(huán)水加酸、堿的費用。在經過嚴格理論計算的前提下,采用寶坻水、海淡水之比為3:7的混合水補水方案。混合水補水條件下循環(huán)水質分析見表3。由表3可知,在6倍的濃縮倍率下,pH為8.88,氯離子為765,LSI為2.54,循環(huán)水結垢、腐蝕影響比較容易控制。通過上面的水質分析,綜合系統(tǒng)參數(shù)和運行狀況,在自然平衡的pH條件下,投加少量的酸即可控制較高的濃縮倍數(shù),但考慮到氯根的影響,濃縮倍數(shù)可以達到6~7倍。3.2兩循環(huán)水系統(tǒng)利用大修的機會,對一、二電站循環(huán)水系統(tǒng)進行了聯(lián)通、優(yōu)化改造,該項目主要包括兩部分。補水系統(tǒng)改造:將海淡水與寶坻水(生水)直接按照一定比例進行混合后作為一、二循的補充水,進入一循給水溝道和二循前池,這樣一、二循可以有兩處補水點分別或同時進行補水操作。循環(huán)水系統(tǒng)聯(lián)通:二循回水部分進入一循1#、2#塔,經1#、2#塔涼水后作為一循供水。加裝連通管將一循3#塔出水通過聯(lián)通管進入二循前池作為二循供水,這樣將一、二循聯(lián)通起來,見圖1。一、二循的聯(lián)通解決了一循涼水塔閑置,最大限度的利用一循的雙曲線自然通風冷卻塔,減少二循機力通風塔的上塔水量,減少機力通風塔風機以及循環(huán)水泵的運行臺數(shù),降低機力通風塔運行電耗和機械維、檢修費用。3.3給藥優(yōu)化兩個循環(huán)水系統(tǒng)連通后,使用相同的殺菌劑、緩蝕阻垢劑,優(yōu)化藥劑方案,降低了二電站藥劑費用。3.4調整運營方案，取消軟水制備工藝兩個循環(huán)水系統(tǒng)連通后,取消了一循補水的制水工藝過程,降低了系統(tǒng)運行費用。4效果分析4.1掛片及監(jiān)視管段通過實際運行情況監(jiān)督,循環(huán)水系統(tǒng)防腐蝕、防沉積情況良好。掛片及監(jiān)視管段的監(jiān)測情況見表4,5。以上掛片腐蝕監(jiān)測、監(jiān)視管段的腐蝕粘附速率、沉積速率監(jiān)測全部合格,而且指標較好。4.2經濟分析4.2.1濃縮個數(shù)對循環(huán)水量的影響一、二循聯(lián)通優(yōu)化后采用混合水做循環(huán)水補水,二循可以將濃縮倍數(shù)從小于4.0倍提高到6.0倍以上,達到了節(jié)約用水的目的。補水量、排污量隨濃縮倍數(shù)的變化見表6。由表6可知,濃縮倍數(shù)由4.0提高至6.0,對于循環(huán)水量為60000m3/h的循環(huán)水場,補充水量可減少115m3/h;二循水系統(tǒng)循環(huán)水量2.1萬~3萬t/h,可實現(xiàn)全年節(jié)水37萬t以上。循環(huán)水補水(海淡水)單價5.21元/噸,排污水排放費用暫時忽略不計,年節(jié)省水費約192.8萬元。4.2.2風機和循環(huán)水泵運行數(shù)量的節(jié)約一、二循聯(lián)通后,由于二循回水進入一循1#、2#自然通風式涼水塔,有效降低了二電站機力通風塔的上塔水量,減少了機力通風塔及循環(huán)水泵的運行數(shù)量。詳見表7。每臺風機功率為200kW,循環(huán)水泵功率1170kW,2012年10—12月份風機和循環(huán)水泵的耗電量減少4521600kW·h,電的單價按0.43元/(kW·h)計算,節(jié)約電費194.43萬元。一年節(jié)約電費388.86萬元(保守估算全年只計算二個季度,其它季度與往年持平)。4.2.3堿的消耗費用2011年一循酸耗為150t,一、二循優(yōu)化后每月消耗800kg。硫酸單價1368元/噸。2011年堿耗160t,一、二電循聯(lián)通后取消了堿量的消耗,堿的單價1095元/噸。因此酸的消耗費用減少:(150-0.8×12)×1368=19.21(萬元/年);堿消耗費用減少:160×1095=17.52(萬元/年)。因此酸堿費用減少合計36.73萬元/年。4.2.4節(jié)約了制水成本優(yōu)化前一循采用寶坻水軟化后做為補水,一循用于制取軟化水的各種費用(食鹽、人工成本、自用水耗、機泵耗電等)噸水成本為8.55元,寶坻水(生水)為6.44元/噸,每年需要制備軟化水120萬噸,因此每年可以減少制水成本:(8.55-6.44)×120=253.2(萬元/年)。同時減少了補充樹脂的費用,每年需要有5%~10%的樹脂補充量,8臺軟化器每年需要補充樹脂約6t,以6500元/噸計算,每年補充樹脂費用節(jié)省3.9萬元。綜上所述,該系統(tǒng)改造后每年減少補水量37萬t,節(jié)水192.8萬元、節(jié)電388.86萬元、降低制軟化水成本253.2萬元,節(jié)省藥劑費用36.73萬元,