电厂循环冷却水系统节水分析及零排放技术

戚霁

摘要：为了加强水污染的防治力度，确保国家水资源安全，国家对水污染防治进行了统筹推进与合理部署，明确要求各行业生产应始终坚持按照节水减排和治理水污染的原则，重点针对生产活动涉及的水污染问题和能耗问题进行合理改进与优化处理。在电厂生产的过程中应该进行循环冷却水系统和零排放技术的应用，其可以有效地提高循环冷却水的利用率，减少对水资源的消耗，进而为电厂创造更多的经济效益和社会效益。基于此，本文就对电厂循环冷却水系统节水及零排放技术进行研究，可供参阅。

关键词：电厂循环；冷却水系统；节水及零排放技术

1电厂循环冷却水系统概述

作为电厂中最为关键的系统之一，循环冷却水系统能够保障电厂稳定运转。大部分电厂通过冷却塔对机组进行降温，基本原理为：将水吸入冷却塔中，持续对电厂机组进行冷却，降低机组运转温度，冷却塔内水温逐渐提高，就会形成水蒸气，最后其由冷却塔顶部排出。此外，循环冷却水系统还可以为机组运转供应冷却水。因生产阶段会形成诸多废热，通常需要通过冷却水将其排出。电厂一般需要构建冷却塔进行冷却，将废热引入冷却塔，其会和空气产生热交换，通过空气扩散到大气中。

2电厂循环冷却水系统的节水意义

起初，多数电厂通过水力除灰渣系统进行节水，排污水与循环水大都源于该系统，这样有助于废水利用，但是电厂耗水量并未显著降低。近年来，为了降低耗水量，真正实现节约水资源这一目标，诸多电厂研发出不少节水系统与方法，耗水量有所降低，但是依然无法得到有效控制，这就需要利用循环冷却水系统。因此，电厂循环冷却水系统具有十分重要的节水意义，不仅能保障电厂机组稳定运转，还能控制耗水量，降低环境污染。

3电厂循环冷却水系统运行特点

电厂循环冷却水系统在运行过程当中主要通过换热器交换热量或者直接接触换热方式，并经冷却塔冷却后对介质热量交换过程的循环使用，以节约水资源，实现循环冷却水节水和零排放要求。循环水的冷却主要通过水与空气的相互作用，如从蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程实现循环水冷却过程。在运行过程当中，作业人员可根据冷却循环水是否与大气进行直接接触将冷却循环系统细化分为敞开式循环系统与密闭式循环系统两种类型。

4电厂循环冷却水系统节水的关键技术

4.1节水技术

循环冷却水经过换热设备时会形成诸多漂浮物，在长时间沉淀后会集聚在底部位置，造成传热性能降低，逐渐腐蚀设备底部。因此，电厂会采取多种应对措施，较为常见的是适当增加排水量，但这需要加入大量水资源，导致消耗量大幅上升。为了提升节水效果，电厂需要应用节水技术，过滤循环冷却水的水源，将所有漂浮物滤出，保证水源质量，同时达到节水效果。

4.2自动加药控制技术

对于电厂循环冷却水系统而言，冷却水装置的运行还不够稳定，再加上外界温度、湿度存在较大的波动，冷却水的浓缩倍数水质等也存在着较大的变化，如通过人工控制难以获得满意的结果，所以为了保证冷却水的水质得到合理、有效的控制，便可应用自动加药控制系统。其技术优势在于：水质稳定可控性极高，运行过程更加经济、节约；节省药剂的投放量，还能确保其发挥出良好的效用；科学增加循环水浓缩倍数，降低对水资源的消耗。

4.3空气冷却技术

电厂建设处于水资源较为匮乏的地区，或在气候条件比较适合的地域，可对空气冷却技术进行合理、有效的应用，所以空气冷却技术是一种以空气取代水的冷却介质的冷却方式，主要是汽轮机的排汽直接进入空气冷凝器，用空气来冷却，空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式来提高，从而避免水汽过多蒸发。

5电厂循环冷却水系统节水及零排放技术实施效果

以某电厂为例，该电厂有2台容量300MW机组与8台600MW机组，主要用水有地表河水与地下两种，其中，地表河水主要用于生产过程，地下水则用于日常生活。为了实现深度节水和零排放，该电厂先后采取多种措施，如构建废水处理中心、应用废水处理设备等，但是机组容量较大，导致排水量更大。

5.1制定深度节水及零排放技术方案

深度节水与零排放息息相关，因零排放基础为深度节水，深度节水可以促进废水零排放。该电厂系统健全，如果开展大面积改造，施工难度较高，成本偏大。所以，有必要将深度节水方案为两部分。

5.1.1改造

第一，脱硫系统从两座水塔中获取水源，但是实际用水量远高于两座水塔的排水量，导致水塔浓缩倍率逐渐降低。如果是冬天，两座水塔浓缩倍率较往常降低两倍左右，这就会浪费大量水资源。对此，在改造中，将供水源由水塔调整为外排废水，有效保证水塔浓缩倍率，减少废水排放量。第二，电厂于2019年初开始对周围再生企业供应高压蒸汽与低压蒸汽，平均每天供应量约为3000t，但因水质与水量问题，始终无法利用凝汽器对废水进行回收，导致机组耗费大量水资源。对此，在改造过程中，按照水质条件进行适当降级，利用除铁与降温措施，对废水展开全面处理后进行回收。第三，所有连排疏水都由水塔统一回收，但其水质比地表河水差，与锅炉水较为相似，降级处理会浪费大量水源。连排疏水的平均温度为80℃左右，如果全部回收到水塔中，就会浪费其中热量。对此，在改造过程中，将其转移到生水池中，废水和热量都可以得到再次利用。

5.1.2治理

第一，在电厂总排水中，水力除灰渣系统排水占比较大，原因是缺少缓冲力、冷却水耗费量较大。对此，可以在治理过程中适当加强缓冲力，并安装净水设施，保证灰渣废水独自循环，对其展开彻底治理。当其能自行循环后，就不需再将其排放到处理站中，不仅有效缓解处理设施的压力，也从根本上解决处理站水质问题。第二，整个电厂生活用水都是地下水，主要为办公室、宿舍等区域提供水源，其次为周围绿化与煤场提供水源。调查发现，整个电厂月平均生活用水量高达15万t，其中部分用水因缺乏计量装置而没有得到数据。对此，在治理中，对所有水管展开仔细排查，确定水表与计量装置运转实况，对没有计量装置或装置无法运转的水管进行更换，用水量较大的区域定时供应，如办公室非办公时间停止供水、宿舍区域工作时间停止供水，并利用地表河水浇灌周围绿地，有效降低用水量，最终全面记录电厂生活用水量。以上深度节水方案落实后，废水排放量显著降低，零排放成为可能。在制定废水零排放方案时，电厂要开展深入调查，不断发掘自身潜力，提升废水处理效果。经过全面处理后，废水可以回用于脱硫系统，实现零排放。

5.2方案的实施效果

自此电厂于2019年开始应用以上方案后，深度节水及零排放效果十分显著，应用以上方案后，电厂人均用水量显著下降，治理成果十分显著，在经济方面节省大量资金，在环保方面更是能够在低温时实现零排放，这十分有利于电厂持续发展。

6结语

根据实践反馈情况，严格按照节水减排和零排放的要求，电厂循环冷却水系统在运行过程中涉及的水耗问题和污染排放问题大幅度减少。总之，因此，电厂需要着重分析节水及零排放技术，制定有效的实施方案，全面落实我国节水政策，实现节水与零排放目标。

参考文献

[1]马双忱，马岚，刘畅，等.电厂循环冷却水处理技术研究与应用进展[J].化学工业与工程，2019，36（1）：38-47.

[2]康阿青.电厂循环冷却水系统节水及零排放技术研究[J].中国设备工程，2019（7）：199-201.

[3]赵魏巍.电厂循环冷却水系统节水及零排放技术研究[J].中国资源综合利用，2020，38（7）：182-184.

作者介绍：

戚霁（1988.7.6），性别：女，籍贯：吉林省长春市，民族：汉，学历：硕士研究生，职称：工程师，职务：科员，研究方向：电厂水工布置、水务管理。