中水在火电厂中的应用

黄松

中水在火电厂中的应用

黄松

（天津市津能工程管理有限公司，天津，300384）

随着水资源的日益紧张，近年来将污水深度处理已成为城市发展的必然选择。结合工程实例探讨了火电厂中水应用推广。通过中水试验研究和电厂使用中水的实际情况，分析了中水使用存在的问题。在采取有效措施后，中水已成功大规模用作于火电厂的循环冷却和锅炉补给水源。中水回用于火电厂生产具有广阔前景，未来将持续发展，在推动环保和节水工作方面发挥积极作用。

中水；火电厂；节水；环保

引言

1　中水处理工艺与水质分析

1.1中水处理工艺

中水是介于上水和下水之间的一种水质，目前污水处理厂采用活性污泥法对生活污水进行二级处理，污水处理厂二沉池出水供给中水厂进行进一步深度处理后，可供用户使用。供居民区使用的中水采用连续微滤膜（CMF）和反渗透（RO）处理，并加入臭氧脱色消毒，以保证达到 《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920—2002） 标准。而对工业用中水，采用混凝、沉淀、过滤、消毒为主的处理工艺，对火电厂使用的中水还要求达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）标准，若水质达不到标准，采取与反渗透膜处理出水混合的方式对其改善，以满足工业循环水系统用水要求[1]。工业用中水的主要处理工艺流程如图1所示；供居民用户的中水处理工艺流程如图2所示。

图1　工业用中水的主要处理工艺

图2　居民用中水的主要处理工艺

1.2中水水质分析

火电厂通常使用铜管作为凝汽器及辅机冷却器管材。为更好利用中水，我单位在电厂工程建设期间对中水水质进行了抽样分析。从水质分析结果来看，中水中的COD、氨氮、总磷、细菌等指标仍大大超过天然地表水。根据《发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》（DL/T712-2010），铜管材的凝汽器只适用于清洁的冷却水[2]，水质要求如下：[S2-[＜0.02 mg/L，[NH3]＜1 mg/L， [NH3-N]＜1 mg/L，CODMn＜10 mg/L。

如不采取措施，将超标中水直接用作循环冷却水系统，将会对管道系统，尤其对凝汽器铜管产生极大地危害（如腐蚀等）。因而在使用中水时，需根据水质情况，通过试验选取适用的管材。

2　管材选取试验

为使中水能够得到有效、合理利用，笔者在陈塘庄热电厂二期建设期间，曾与科研单位共同开展使用中水作为循环冷却水时的凝汽器管材选材试验。

2.1试验思路

然而，我们日常所见到的杨鹏，却是温润内敛的，未语先笑，聊天时会随时注意你的情绪，吃饭时会偷偷转动桌盘便于你夹菜，出来做活动多是独身一人，只身仗剑走天涯。这样的杨鹏，与一个侠客的形象似乎很难重叠起来。然而，从某些场景之中，你又依稀可以看到一个任侠豪气的杨鹏。有次我去机场接他，远远地看着他单手拖着一个硕大的行李箱，不高的个子，却走出龙行虎步的感觉，那一画面，仿佛自带了背景音乐。而当我强行接过他手中的行李箱，却差点当场出糗——拖箱重得让我恨不得立刻献上自己的膝盖，大呼一声“猛将兄”才好。

试验主要通过以下两大步骤进行：

（1）采用动态模拟试验，验证中水直接用作循环冷却水时，对系统中钢管、铜管及不锈钢管的腐蚀情况[3]。

（2）采用动态模拟试验，验证中水经石灰凝聚深度处理后用作循环冷却水，对系统中钢管、铜管及不锈钢管的腐蚀情况。

2.2试验情况

动态模拟系统充分考查了浓缩倍率为2.5～3.0之间时，选用不同缓蚀剂的工况下，各种管材腐蚀速率，试验结果如表1所示。

表1　深度处理前后中水对各种管材腐蚀速率的对比

2.3试验结论

通过章节2.2中的试验数据对比可以看出：

（1）在中水环境中，有换热条件下的HSn-70-1AB或HAl-77-2管材，腐蚀率明显高于0.005 mm/a的国家标准。中水经深度处理，在选用缓蚀阻垢剂C后，HSn-70-1AB、HAl-77-2管材腐蚀速率可满足国家标准；

（2）在使用碳钢材质时，若不对中水进行深度处理，无论使用深度处理前后的中水，均腐蚀较重。然而，在全系统启动前进行成保护膜处理，可以明显减缓碳钢材质的腐蚀；

（3）B30白铜与317L不锈钢管材对中水适应性较强。

3　中水应用于锅炉补给水

目前国内使用中水作为锅炉补给水源的电厂已较为普遍。经过充分论证，搬迁后的陈塘庄热电厂采用中水作为余热锅炉补给水源，采用的处理工艺如图3所示。

图3　余热锅炉补给水处理工艺

经上述系统处理后，水质达到以下指标：二氧化硅(SiO2) ≤20 μg/L，电导率(25℃) ≤0.2 μS/cm，TOC≤400 μg/L，满足余热锅炉用水要求[4]。

4　环保效益及存在问题

搬迁后的陈塘庄热电厂设计年耗水量约600万吨[5]，已投产一年多时间。从目前中水使用情况看，效果良好。由于工程使用中水作为工业水源，减少了污水处理厂出水向外环境排放量：年减少排放CODCr总量为216.9 t，年减少排放NH3-N总量为18.8 t[6]，具有较好的环保效益。

从工程实践看，中水在火电厂使用中还需解决如下问题：

（1）由于国内对环保问题不断重视，环保部门在对大用户污水总排口监测方面日益严格。如环保部门要求搬迁后的陈塘庄热电厂总排口排水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准（CODCr小于60 mg/L），而中水厂提供的中水CODCr指标一般在30～50 mg/L，在电厂循环使用浓缩后，将容易造成排放超标的问题。此问题需要与中水厂进行商讨，由供水方采取适当措施提高供水水质，同时电厂要在使用时控制合理的浓缩倍率。

（2）搬迁后的陈塘庄热电厂为适应使用中水，凝汽器及辅机冷却器管均选用不锈钢管材，循环水系统钢管进行了防腐处理，且建设了深度处理设施，投资及占地较大，运行维护成本较高。

（3）中水无价格优势。目前天津地区供工业用户的中水销售价格为2.5元/吨，高于地表水。如要大规模推广利用中水资源，仍需政府在政策上给予扶持，使经济效益能够与使用地表水相比拟，促进社会效益与经济效益相结合。

5　结束语

目前我国水资源日趋紧张，为实现可持续发展战略、减少污染，深度处理污水开发污水资源已是环保节水措施。目前中水已经在北京、天津、山西、河北等地电厂广泛利用，也取得了一定经验。天津地区水资源匮乏，未来中水回用项目也将越来越多，相信随着中水利用研究的不断深入，中水在电厂的应用也将更加广泛。

[1]黄松. 火电厂使用中水问题的探讨[C]// 天津市电力学会2004年学术年会. 2004.

[2]DL/T712-2010. 发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则[S].

[3]天津化工研究设计院. 陈塘庄电厂中水回用循环冷却水系统试验研究开发报告[R].

[4]华北电力设计院有限公司. 陈塘庄电厂搬迁项目初步设计说明[Z].

[5]华北电力设计院有限公司. 陈塘庄电厂搬迁项目可研报告[R]. [6]天津市环境保护科学研究院. 陈塘庄电厂搬迁项目环评报告书[R].

Applications of Reclaimed Water in Thermal Power Plant

HUANG Song
(Tianjin Jinneng Engineering Management Co., Ltd., Tianjin, 300384, China)

As the lacking of water resources becomes more serious, sewage recycling has become an inevitable choice of the city development. The application of reclaimed water in thermal power plant is discussed with an engineering example. Based on the test results and using reclaimed water as the main water in the relocation project of the Tianjin Chentangzhuang Thermal power plant to explore the practical problem of reclaimed water using in the thermal power plant, and the measures should take. After taking effective measures, the reclaimed water has been successfully used in the thermal power plant for recycling cooling and boiler supply water. Reclaimed water reuse for the production of thermal power plant has broad prospects, and in the future, it will continue to develop, in promoting environmental protection and water saving work to play a positive role.

Reclaimed Water; Thermal Power Plant; Water Saving; Environment Protection

TU991.2

A

2095-8412 (2016) 05-873-03工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.011

黄松(1964-)，男，天津人，天津市津能工程管理有限公司部门经理兼环保工程师，从事工程建设前期及环保工作。

E-mail: crhs2008@163.com