专利名称：一种火电发电过程的水处理的方法
技术领域：
一种火电发电厂水处理的方法，涉及一种化学水处理和循环冷却水处理工艺相结 合的火力发电厂水处理的方法。
背景技术：
在电力生产中，火力发电厂机组的凝汽器、空冷器、油冷器均要使用冷却水。冷却 水系统通常有两种直流冷却水系统和循环冷却水系统。通常电厂建造在海边、江河沿岸， 水资源极大丰富而且方便时，冷却水系统就使用直流式冷却，即冷却水仅通过换热设备一 次就被排放掉了，所以直流水又被称为一次利用水。直流冷却的特点是用水量很大，不用 进行任何处理，水经换热设备后的温升很小，而排出水的温度也较低，水中各种矿物质和离 子含量基本上保持不变。即换热设备进出水水质差别不大。直流式冷却简单方便，节能药 剂费用，换热效果好。但在广大缺水地区和内陆地区因为水资源价格昂贵通常使用循环冷 却。循环冷却系统的特点是冷却水被反复使用，温度升高后不断地被冷却塔冷却，水中的 各种矿物质和离子含量不断浓缩增大，整个系统需不断进行少量补水、排水来维持合适的 浓缩倍率。如果人为地对开式循环冷却水系统进行多补水、多排水，又有合适的用户接收全 部排水，循环水就可以近似地达到直流状态，呈现出直流冷却的各种优点，出水水质会大幅 度提高，能够十分有效地控制换热设备结垢。循环冷却水系统又分为开式循环冷却和闭式循环冷却，使用较广泛的开式循环冷 却一般采用双曲线自然循环冷却塔或强制循环冷却塔进行水的冷却。为了防止或减缓换热 系统结垢，循环水要进行水质处理，目前，国内外已研制出多种控制循环水结垢、腐蚀和控 制微生物的方法，如静电、电磁处理、超声波处理、酸化、软化、除盐、化学药剂处理等，但以 上方法都有相应缺陷和不足，如技术不成熟、易损坏、效果不好、维修率高、运行成本过高、 排水量大、毒性大、污染环境等等。所以，汽机循环冷却水处理在各个电厂都是一个较难把 握的工艺环节，各种处理效果要靠科学严格的生产管理来保证，而目前很多电厂处理效果 都不尽人意，循环水普科里斯结垢指数(PSI)、雷兹纳稳定指数(RSI)和ΔΑ都不正常。系 统水质不良，药剂处理效果差，会造成凝汽器换热管结垢，使得凝汽器真空下降，不仅造成 发电机效率低，而且汽耗偏高，浪费能源。循环水处理方法目前采用最广泛的是化学法，即通过加入阻垢剂、缓蚀剂和杀生 剂来保证水质指标，防止循环冷却水系统结垢、腐蚀、微生物滋生等问题的产生。目前，国内 外已研制出多种药剂，并进行使用。药剂一般都是复配的阻垢缓蚀剂和杀生剂，都较为昂 贵，处理费高，电厂规模大费用就更高。通常电厂为节水和保证药剂处理效果，浓缩倍率通 常控制在3-7，即通过系统不停地进行补水、排水来保证之。排水一般进入工业废水处理系 统或直接排放。电厂化学水处理系统的作用是为锅炉给水提供合格除盐水，也即锅炉补给水，水 处理工艺也有很多，常用的有离子交换除盐、反渗透除盐、电渗析除盐等。对于以地表水为水源的化学水处理过程，通常是加热后进入预处理系统，预处理采用的是直流混凝工艺，所加药剂为杀生剂、混凝剂、助凝剂。RO系统采用的药剂为HC1、 杀生剂、混凝剂、助凝剂、膜阻垢剂、还原剂等。由于化学水处理水源日常运行时需要用其它热源将来水加热到20-30°C。原因是 水的预处理系统为保证混凝效果，要求进水温度20-30°C，反渗透水处理系统要求进水最 好温度<25°C，25°C最优，最高不能超过30°C。一般常用的性能优良的低压复合膜，水温 在25°C时，膜元件的透水量好，因为水温的适当提高，可以降低水的粘度，提高膜的透水量。 但温度> 30°C时，会增加膜表面的浓差极化，加大碳酸盐和硫酸盐的结垢倾向，增加膜的污 染速度，另外还会增加微生物在系统内的活性，影响杀菌效果。离子交换水处理系统要求进水温度一般不超过40°C，20-30°C左右的水温会提 高阴离子交换树脂的脱硅效果，而且阴离子交换树脂的再生液和再生用水都要求温度在 35-40°C，所以来水温度升高会使产水温度升高，不仅会提高树脂再生效果，还会减少加热 再生液和再生用水的用汽量，进一步节能。汽机循环冷却水回水温度较高，和化学来水水源全年平均温差在10_16°C左右，该 热量没有得到一点利用，全部通过冷却塔排入大气。化学水处理系统在运行时常因为来水 温度低，影响处理效果，需要人为地加入热源来加热来水，然后再用新蒸汽加热入炉除盐水 达到设计的给水温度，耗费了大量能源。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有工艺技术存在的不足，提供一种工艺简单、运行 成本低廉，充分利用循环水热量，安全可靠的一种火力发电厂水处理的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种火力发电过程的水处理的方法，其处理过程包括对地表水的处理和循环冷却 水的处理过程，其特征在于其处理过程中将汽机循环水回水管中的一部分水引入到地表水 预处理的系统，直接作为化学预处理过程的进水进行化学处理过程；同时在汽机循环水进 水管中额外补入大于汽机循环水回水管引出水量的新水。本发明的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于从汽机循环水回水管中引出 的水占火力发电过程循环水量的8%。本发明的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于从汽机循环水回水管中引出 的水直接作为化学预处理过程的进水。本发明的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于其化学处理过程处理后的水 进入锅炉补给水系统。本发明的一种火电发电厂水处理的方法，其特征在于其循环水的杀生剂为次氯酸 钠药剂；化学预处理系统不再加次氯酸钠杀生剂，两个系统药剂共享。本发明的方法，汽机循环水进水管中补入的新水量除考虑循环回水引走的量还要 加上为弥补系统的风吹、蒸发、渗漏的其他水量损失。本发明的一种火力发电厂水处理的方法，由于发电过程的循环水系统不断取出部 份水量，再补入新水，其循环水也就被不停地被换水，浓缩倍率接近“ 1 ”，近似等于直流，使 循环水质大幅度好转，循环水的各项水质指标都会合格，循环水的碳酸盐硬度会远远小于 其极限碳酸盐硬度，此时就达到停加水质稳定剂的条件，只加杀生剂；循环水正常运行时不
4再进行以往的日常排污。本发明的一种火电发电厂水处理的方法，考虑到后续化学水处理的加药要求和工 艺特点，并结合循环水杀生要求，循环水杀生剂由复合型药剂改为次氯酸钠药剂。化学预处 理系统不再加次氯酸钠杀生剂，两个系统药剂共享。由于从汽机循环水回水管中引出的水温度高，化学水处理系统可以不再进行原水 加热。在冬季如循环水温度过低，低于20°C时，可采用部分或大部分循环水不上冷却塔冷却 的运行方式来适当提高温度。采用本发明的方法，各电厂和自备电厂可将循环水处理和化学水处理结合使用， 循环水可停加水质稳定剂，只加经济便宜的杀生剂。化学水处理系统能够利用循环水的热 量，提高锅炉给水温度，节约能源。本发明的方法，以汽机循环水系统的循环回水作为化学水处理系统的进水，可以 达到降低循环水系统的浓缩倍率(K)，从而提高循环水水质，控制凝汽器结垢，提高机组发 电效率。化学水处理系统通过利用循环回水的温度可以不用进行原水加热，还可提高预处 理的直流混凝效果、提高阴离子交换树脂的除硅效果，提高除盐水的温度，从而提高锅炉给 水温度，降低锅炉煤耗。为汽机循环水和其它循环水的废热利用提供一个参考方向和新的 思路。
具体实施例方式一种火电发电过程的水处理的方法，其操作步骤包括
1)将汽机循环水回水管中的水引流到化学车间地表水预处理系统作为其进水，等于对 汽机循环水系统排污，加上为弥补系统的风吹、蒸发、渗漏等水量损失，再对汽机循环水系 统补入新水，这样循环水系统也就被不停地被换水，浓缩倍率接近“ 1 ”，近似等于直流，水质 将大幅度好转，循环水的各项水质指标都会合格，循环水的碳酸盐硬度会远远小于其极限 碳酸盐硬度，此时就达到停加水质稳定剂的条件，只加杀生剂。循环水正常运行时不再进行 以往的日常排污。2)考虑到后续化学水处理的加药要求和工艺特点，并结合循环水杀生要求，循环 水杀生剂由复合型药剂改为次氯酸钠药剂。化学预处理系统不再加次氯酸钠杀生剂，两个 系统药剂共享。3)化学水处理系统不再进行原水加热。冬季如循环水温度过低，低于20°C时，可 采用部分或大部分循环水不上冷却塔冷却的运行方式来适当提高温度。
实施例1)将汽机循环水回水管中的水每小时引流300吨到化学车间地表水预处理系统 做为其进水，等于每小时对汽机循环水系统排污300 t，加上为弥补系统的风吹、蒸发、渗漏 等水量损失，必须每小时要对汽机循环水系统补入新水350 t，这样循环水系统也就被不停 地被换水，浓缩倍率接近“ 1 ”，近似等于直流，水质将大幅度好转，循环水的各项水质指标都 会合格，循环水的碳酸盐硬度会远远小于其极限碳酸盐硬度，此时就达到停加水质稳定剂 的条件，只加杀生剂。循环水正常运行时不再进行以往的日常排污。2)循环水杀生剂由复合型药剂改为次氯酸钠药剂，加入量为每升循环水5_8mg ；
5化学预处理系统不再加次氯酸钠杀生剂，两个系统药剂共享。3)化学水处理系统不再进行原水加热。冬季如循环水温度过低，低于20°C时，可 采用部分或大部分循环水不上冷却塔冷却的运行方式来适当提高温。具体效果如下
(1)利用了循环水的热量，显著降低锅炉煤耗每小时对循环回水引流300t，按全年循 环水与地表水平均温差16°C计算，每年可利用热量折合成标煤量为6000 t。(2)实现了停用汽环水质稳定剂，并做到了两个水系统杀生药剂共享，药剂费用降 低了约60万元。2台机凝汽器换热管材分别为TP304不锈钢管和Hsn70-1型黄铜管(海军 黄铜管)，这两种管材都会被高浓度(> 300 mg/L)的氯离子所腐蚀，易形成点状蚀坑，严重 时穿透。但我们改加次氯酸钠杀生剂后，测得循环水氯根(Cl_)只有11-16 mg/L，远远低于 标准，所以不会对换热管材产生腐蚀。(3)实现了汽机循环水系统的零排污汽机循环水每小时节省了约50 t的排污 水，年节约新水40余万吨。(4)提高了汽环水水质，提高了凝汽器真空汽机循环水水质合格率大幅提高到 现在的99%左右，细菌浓度始终在IX IO5个/mL以内，符合5 X IO5个/mL的标准要求。普 科里斯结垢指数(PSI)、雷兹纳稳定指数(RSI)和ΔΑ也都恢复正常，凝汽器真空大幅度提
尚ο(5)为发电机的高效率稳定运行创造了条件由于凝汽器真空提高，两台机发电 负荷相应提高，年平均多发电600余万KW· h。(6)化学水系统进水水温度由平均13. 2°C提高到29. 6°C，温差平均达16. 4°C。化 学预处理系统运行指标、化学反渗透除盐系统(R0系统)运行指标、化学离子交换除盐系统 (IE系统)运行指标在工艺优化前和优化后情况相差很小，完全符合标准要求。凡汽轮机组采用循环冷却水系统，化学水处理有地表水预处理系统的电厂均可借 鉴此工艺，可达到即优化生产指标又节能的双重目的。具有良好的社会推广性。
权利要求
一种火电发电过程的水处理的方法，其处理过程包括对地表水的处理和循环冷却水的处理过程，其特征在于其处理过程中将汽机循环水回水管中的一部分水引入到对地表水预处理的系统，直接作为化学预处理过程的进水进行化学处理过程；同时在汽机循环水进水管中额外补入大于汽机循环水回水管引出水量的新水。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于从汽机循环水回 水管中引出的水占火电发电过程循环水量的8%。
3.根据权利要求1所述的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于从汽机循环水回 水管中引出的水直接作为化学预处理过程的进水。
4.根据权利要求1所述的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于其化学处理过程 处理后的水进入锅炉补给水系统。
5.根据权利要求1所述的一种火力发电厂水处理的方法，其特征在于其循环水的杀生 剂为次氯酸钠药剂；化学预处理系统不再加次氯酸钠杀生剂，两个系统药剂共享。
全文摘要
本发明涉及一种火力发电过程的水处理的方法，其处理过程包括对地表水的处理和循环冷却水的处理过程，其特征在于其处理过程中将汽机循环水回水管中的一部分水引入到地表水预处理的系统，直接作为化学预处理过程的进水进行化学处理过程；同时在汽机循环水进水管中额外补入大于汽机循环水回水管引出水量的新水。本发明的方法工艺简单，药剂来源广泛、成本低廉，系统操作简便，循环水水质得到大幅度改善，提高了凝汽器真空和机组发电效率，有效利用了热量，节约了能源。具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号C02F9/04GK101955277SQ20101029669
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者刘亚平, 司景明, 周江红, 牛庆堂, 王彦君, 王永红, 郎会学, 郜生法, 郭东芳, 郭无限 申请人:中国铝业股份有限公司