燃气电厂城市中水回收利用运行控制管理技术

牛长军

摘 要：文章主要分析了城市中水用于火电厂循环水系统存在的问题，并详细介绍了循环冷却水化学处理的操作过程。同时，分析了认真做好机组的运行管理工作的重要性。希望可以为相关工作人员提供帮助，仅供参考。

关键词：燃气电厂；循环水系统；管理

燃气电厂由于其启动迅速，排放无污染的特点，国内许多城市采用燃气机组作为调峰或者供暖，循环水作为火电厂一个重要系统，其平稳运行对火电厂安全和经济效益有重要意义，火电厂循环水经常采用城市中水，但其富含微生物对循环水系统安全运行存在极大隐患，文章通过对火电厂中水回收利用运行控制管理，对循环水系统采用加水质稳定剂、加硫酸和定期加杀菌灭藻剂联合方式进行处理，同时对循环水质进行监督管理及日常运行维护管理，可有效的降低了循环水微生物含量。

1 城市中水用于火电厂循环水系统的问题

城市中水中富含氮、磷元素为微生物生长繁殖提供了营养源和适宜的环境条件，微生物主要包括有：铁细菌、硫细菌、硝化细菌、硫酸盐还原菌等。

城市中水中的粘泥的生成是以微生物为基础的，随微生物的生长和繁殖，微生物形成的生物膜不断增厚，大量的微生物在新陈代谢中分泌出的粘液与循环冷却水中的悬浮物、有机物及少量的盐类粘和，使无附着力的物质粘附、截流及微生物死亡残留物沉积形成粘泥。

城市中水中所含有机物主要来源于人类排泄物及生活活动产生的废弃物、动植物残片等，主要成分是碳水化合物、蛋白质与尿素及脂肪。城市三级中水作为补充水将有机物带入循环水系统，在循环水系统浓缩转化，再加上循环水系统有利的微生物生长、繁殖条件，以有机物为部分营养，加剧生长并增加循环水中有机物的含量；在循环水系统内营养物质充足条件下，二者互为促进。电厂其它生产用水通常包括冲洗用水和进入热力系统的锅炉补给水。电厂冲洗用水的水质指标要求不高，通常去除悬浮物后消毒即可使用；锅炉补给水水质要求较高，水质接近于纯水，一般经过滤后软化除盐进入热力系统，处理流程复杂，但用水量较少。

采用三级城市中水为补充水的循环水系统，悬浮物主要由有机物、微生物代谢分泌粘性物质、少量无机类悬浮物质形成，在循环水系统中会对系统造成局部及均匀侵蚀。当循环水悬浮物升高时，循环水有机物含量也相应升高，循环水中微生物生化反应加剧，循环水系统微生物腐蚀加剧；甚至出现循环水系统pH急剧下降，引起循环水系统金属材质全面均匀腐蚀。

2 循环冷却水化学处理

通过对火电厂中水回收利用运行控制管理，对循环水系统采用加水质稳定剂、加硫酸和定期加杀菌灭藻剂联合方式进行处理，有效的降低了循环水微生物含量。主要操作过程如下。

2.1 水质稳定剂的加入及控制

水质稳定剂药液加至循环水前池，利于药剂在循环水中混合均匀，连续恒流量加入，保证所要求的加入量，保证循环水中有机膦达到控制要求。

2.2 硫酸的加入及控制

2.2.1 加酸系统及加酸点

硫酸自循环水系统前池处连续恒流量加入。

2.2.2 运行中硫酸加入量的控制

（1）加酸处理应严格控制酸的加入量；（2）加酸系统必须连续运行，保证酸均匀、连续加入到循环水系统中，既要防止加酸不足，更要防止加酸过量，严禁冲击式加酸；（3）当酸直接加入到循环水中时，循环水酚酞碱度小于0.3mmol/L时，应考虑加酸是否过量，如确认加酸过量，应减少或停止加酸；当循环水酚酞碱度大于1.0mmol/L时，应考虑加酸是否不足，确认后进行必要的调整。

加酸处理后补充水残留碱度按下式计算：

JD/=JDB-[（YDx-JDx）/KCl-（YDB-JDB）]

式中：JD/-加酸后补充水残留碱度，mmol/L；JDB-加酸前补充水的碱度，mmol/L；YDx-循环水的总硬度，mmol/L；JDx-循环水的总碱度，mmol/L；YDB-加酸前补充水的总硬度，mmol/L；KCl-循环水以氯离子计浓缩倍率。

2.2.3 杀菌灭藻剂的选择及加入

做好循环冷却水的杀菌灭藻工作，对控制循环水系统微生物生长繁殖、微生物腐蚀，确保电厂机组安全，稳定地运行，起着至关重要的作用。郑州燃气电厂采取定期冲击式加药方式对循环水进行杀菌灭藻工作，选择杀菌灭藻剂主要遵循以下原则。

（1）高效、广谱。对水中绝大部分菌藻特别是对硝化细菌、硫酸盐还原菌等，要有很强的杀生能力；（2）对水中的氨氮有良好的去除作用；（3）杀菌剂本身不会对凝汽器不锈钢管有较强腐蚀性；（4）不会影响水中所加阻垢剂、缓蚀剂的阻垢、缓蚀性能。

3 循环水监督管理

将循环水水质控制在合理范围内是保证系统安全、稳定运行的关键所在。

3.1 循环水分析监督项目及周期

3.1.1 补充水的监督项目及周期

（1）正常情况下，每24小时监测一次循环水补充水全碱度、硬度、钙硬度、氯根、pH值、浊度、电导率。（2）当补充水源发生明显变化时，及时监测上述项目。（3）定期监测补充水COD、硫酸根、总磷。

3.1.2 循环水的监督项目及周期

（1）正常情况下，每12小时监测一次循环水酚酞碱度、全碱度、硬度、钙硬度、氯根、pH值、浊度、电导率及氯根浓缩倍率的计算。（2）每24小时监测一次循环水总磷含量、正磷含量，计算出有机膦含量。（3）定期测定循环水硫酸根含量、CODCr。（4）每月进行一次补充水、循环水水质全分析。

3.2 循环水水质控制指标

控制循环水pH为8.3-9.0之间；浓缩倍率控制为2.0-3.0；控制循环水碱度（JD）为6.0-7.0mmol/L；浊度≤10.0NTU；高浓缩倍率工况下（KCl-=2.5-3.0）；控制循环水有机膦（以PO43-计）含量为3.0mg/L～4.0mg/L。

4 运行维护管理

为了保证发电机组的安全运行，延长凝汽器使用寿命，除了严格执行循环水处理方式和加强监督管理外，还必须认真做好机组的运行管理工作。

4.1 保证胶球清洗装置的正常投运

胶球投运是保证凝汽器管表面清洁的必要手段，它可以及时清除泥砂、粘泥以及软垢，有效避免了凝汽器管的垢下腐蚀和微生物腐蚀。采用胶球不断摩擦，可形成光滑的金属表面，通过加入缓蚀剂将使得凝汽器管寿命明显延长。

4.2 流速控制

换热管中冷却水的流速应保持在1.5m/s～2.0m/s。实际冷却水量的选择应首先满足维持凝汽器真空度需要，其次考虑循环水泵的耗电量。当然为了保证凝汽器管表面的清洁度及防止黏泥物质在系统中的附着，冷却水流速最低不应低于1.5m/s。但当流速超过管材所容许的最大流速时，冲击腐蚀的可能性也将大大增加。

4.3 停机后的维护

机组停运后，在时间允许的条件下，打开凝汽器水室、管道法兰等部件，进行以下工作：（1）用高压水枪对换热管进行冲洗；（2）对水室中杂物进行清理；（3）根据水室及管道的腐蚀情况，确认是否要进行涂膜处理；（4）视凝汽器管以往腐蚀及泄漏情况，确认是否要进行抽管或涡流探伤；（5）除水室和管道外，注意观察系统中其他设施、设备的腐蚀情况。条件允许对旋转滤网、收球网、塔池底部等区域的杂物进行彻底清理。

4.4 停机期间的保养

在停机期间，凝汽器管由于长期积水，使有机体产生氨和硫化物，非常容易对已形成的凝汽器管保护膜造成破坏，进而使凝汽器管发生腐蚀，也可能因氧的浓差而产生腐蚀。因此，做好停机期间的保养是非常必要的。

4.5 易出现问题及解决方法

4.5.1 石灰系统。石灰系统易出现的问题包括：平衡水箱供水中断，生石灰继续添加，造成石灰乳搅拌箱、石灰乳管道严重堵塞；石灰乳搅拌器过热保护停运、石灰乳泵故障，生石灰继续添加，造成石灰乳搅拌箱严重堵塞；生石灰不下料，导致不能加入石灰乳；生石灰下料太多，导致螺旋给料机卡死等。

针对这种情况，首先可以将石灰给料机与平衡水箱低液位、自用水泵运行状态、清水池低液位连锁，一旦出现上述3种情况，应立即停运石灰给料机，保证石灰乳搅拌箱和石灰乳管道不会堵塞；其次，将石灰给料机与石灰乳搅拌器和石灰乳泵的运行信号连锁，一旦二者中任何1个停运，应立即停运石灰给料机，保证石灰乳搅拌箱不会堵塞；最后，生石灰不下料一般有2种原因，一是下料闸板开度太小，可以适度开大下料闸板，二是石灰筒仓振打器振打频率过低，适当调大石灰筒仓振打器的振打频率；生石灰下料太多，导致给料机卡死的原因与不下料的原因相反，可以适度关小下料闸板，适当调小石灰筒仓振打器的振打频率。

4.5.2 排泥系统。排泥系统易出现的问题包括：澄清池排泥不及时，导致澄清池翻池；污泥浓缩池脱泥不及时，污泥含量过高，导致脱水机扭矩过大或非常不稳定。

针对这种情况可以采取下列解决方法：一方面，加石灰的澄清池要定时排泥，一般24h排泥3-4次，每次排泥20-30min，保证泥量不会堆积过高，否则会出现翻池情况。在调试中发现，控制较低的泥位不会给澄清池的运行带来不利的影响，所以保持澄清池低泥位是石灰法澄清池运行的重要因素；另一方面，中水脱水机经常因为污泥含量不稳定，需要频繁调整回流门和污泥泵出口门，为了保证脱水机的稳定运行，应将脱水机冲洗水阀与脱水机的扭矩连锁，当扭矩超过高值时开启冲洗水阀，扭矩低于低限值时关闭冲洗水阀，这样可以使运行人员有充分的调整时间，保证脱水机的安全稳定运行。如果污泥泵是变频泵可以将污泥泵的频率与脱水机扭矩连锁（PID调节），这样更能保证脱水机的安全、稳定运行。

5 结束语

通过对火电厂中水回收利用运行控制管理，对循环水系统采用加水质稳定剂、加硫酸和定期加杀菌灭藻剂联合方式进行处理，同时对循环水质进行监督管理及日常运行维护管理，可有效降低循环水微生物含量。

使用城市三级中水作为火力发电厂循环冷却水，应严格监控补充水水质，发现问题及时解决；做好循环水的日常监控工作，日常的监控方式主要有以下几种：（1）观察可见物的表面状态。如冷却塔立柱、填料等。（2）监督循环水水质分析。（3）对凝汽器运行指标分析。主要为端差、真空度、冷却水温升。

做好循环水处理效果评价工作，主要是对水质稳定剂处理、防腐处理和杀菌处理的效果评价。做好运行维护工作，严格执行的各项运行管理制度。