摘要:本文综述了浓缩倍数的控制意义,影响因素,浓缩倍数与节水量的关系,浓缩倍数的选择,以及理想浓缩倍数区间等,还介绍了提高浓缩倍数后的水质监测,以及辩证地理解提高浓缩倍数可以实现节水。
关键词:浓缩倍数;影响因素;节水量;浓缩倍数的选择;水质监测;理想区间;高浓缩倍数的相对性。
火电厂用水可分为生产用水和非生产用水两大块,生产用水在火电厂用水中约占95%。而在生产用水环节,采用循环冷却水系统的火电机组大多采用自然通风湿式冷却塔,仅个别电厂采用机械通风湿式冷却塔,其蒸发损失,风吹损失和排污损失约占全厂生产耗水量的70%,是循环冷却火电厂节水潜力的主要部分。根据火电厂实际运行情况,适当提高循环冷却水的浓缩倍数,是目前火电厂节水的一个主要方向。
一、浓缩倍数与控制浓缩倍数的意义
循环冷却水的浓缩倍数是该循环冷却水的含盐量与其补充水含盐量之比。
适当合理地提高循环水的浓缩倍数,可以降低补充水量,从而节约水资源,降低生产用水成本;还可以降低排污水量,从而减少对环境的污染和废水的处理量。此外,提高浓缩倍数还可以节约水处理剂的耗量,从而降低冷却水处理的成本。但是,过多地提高浓缩倍数会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升高超限,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢控制的难度变得太大;还会使循环冷却水中的腐蚀性离子(如:CL-、SO42-)和腐蚀性物质(如:H2S、SO2和NH3)的含量增大,水的腐蚀性增强,从而使腐蚀控制的难度增加;过多地提高浓缩倍数,还会使药剂(如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解,因此,控制一个合理的浓缩倍数,对于循环冷却水系统的安全、经济、可靠运行十分重要,并不是冷却水的浓缩倍数愈高愈好。
二、浓缩倍数影响因素分析
在敞开式循环冷却水系统中,浓度倍数是一项最重要的经济指标之一,循环冷却水系统的补水量主要由蒸发损失水量、排污损失水量、风吹损失水量、泄漏损失水量组成,随着浓缩倍数的适量提高,重复利用率增加,排污水量减少,从而达到节水目的。而浓缩倍数究竟选用多大,是由浓缩后的水质情况决定的,浓缩倍数能达到多大,则取决于蒸发水量,排污水量,系统容积以及系统泄漏等方面。现对影响浓缩倍数的因素作以分析,以更加有效地掌握和测定浓缩倍数的允许提高范围及最佳浓缩倍数区间。
1、浓缩倍数与本地区水质的关系
对于不同的水体,其水质有较大差别,因此对浓缩倍数的要求应视具体水质情况决定。对于敞开式循环冷却水系统的浓缩倍数,究竟选用多大合适,必须首先分析浓缩蒸发后的水质情况,因为水中有害离子CL-、成垢离子Ca2+、Mg2+等含量过高,会产生腐蚀和结垢倾向,则浓缩倍数不宜过高,以免增加腐蚀和结垢速率,另外浓缩倍数过高,增加水在系统中的停留时间,不利于微生物的控制。
2、系统容积的影响
根据浓缩倍数的定义,当排污水量B一定时,系统达到一定浓缩倍数所需要时间与系统的容积V成反比,V/R值越小,则需要的时间越短,相应V/R值越小,达到相应的浓缩倍数值的时间就越短,系统外排水影响就越小,越易提高浓缩倍数。
3、蒸发水量的影响
由冷却塔物料平衡可推导出浓缩倍数K与蒸发水量E的关系式为“K=E/B+1”,而蒸发水量“E=R•Δt/r”.在一定的环境温度和设定循环水量的条件下,浓缩倍数K与冷却塔的进出口温差Δt成正比,与排污水量B和水的汽化潜热r成反比,即,提高K必须增大Δt,减少B,即增大冷却塔进出口温差,减少排污水量。因此在冷却水系统设计时,必须充分考虑热负荷,保证冷却塔实际运行温差等于设计温差。
4、排污水量对浓缩倍数的影响
由冷却塔物料平衡推导出浓缩倍数与冷却塔排污水量B的关系式“K=E/B+1”可以看出,浓缩倍数与排污水量成反比,即,降低排污水量,就能有效提高浓缩倍数。
三、浓缩倍数与节水量的关系
现在从节约水资源的角度看一下补充水量M与循环水量R的百分比M/R与浓缩倍数K的关系,以及每提高一个浓缩倍数单位时节约的补充水百分比(以占循环水量的百分比表示)Δ(M/R)/ΔK与浓缩倍数K的关系。
为了有一个定量的概念,我们用西固热电公司二厂冬季循环冷却水系统为例来说明。今设循环冷却水系统的循环水量R为10000m3/h(为计算方便选用此值,实际值在11000—12000m3/h之间),冷却塔进出口水温分别为33℃和18℃,(2005年11月7日22:00值)来计算当K分别为1.5–10.0时的补充水量M、排污水量B以及补充水量与循环冷却水量的百分比M/R.
来源:西固热电公司 李鸿进 王维琦