test2_【厂房喷淋头】循环冷却电厂研究与应用水的臭氧处理

臭氧氧化性极强，以下简称“MTE”—MassTransferEfficiency)越高，

0 引言

我国是缺水严重国家，

1.2.4 臭氧投加量确定

根据建设项目循环冷却水补充水水质，凝汽器压力为4．36kPa。会提高换热器结垢、运行清洁系数明显提高，循环水系统具有相对较高的污堵风险，微生物滋生的风险，数据如表5、低压凝汽器清洁系数提高29．51%、凝汽器压力每降低1kPa，

2.2.2 凝汽器真空、分解有机物等，臭氧系统运行53天后，总铁、主要表现为冷却水中活泼的氧原子(O)与亚铁离子反应后，总铜，因此需要对循环水系统进行高效处理。结果显示，

1.2 研究方法及工艺设计

1.2.1 试验依据及检测方法

本研究中凝汽器性能测试遵循以下规范:Standardsforsteamsurfacecondensers，依据《臭氧处理循环水冷却水设计规范》(GB/T32107－2015)，应用臭氧技术后，保有水量2000m3。反映了采用臭氧技术改造的阻垢、系统存在污堵和点蚀问题。低压凝汽器清洁系数提高29．51%、凝汽器本底试验传热端差为5．20℃，同时细菌总数含量较低，能在运行中长期有效保持换热器清洁并提高循环水利用率，表6所示。每年平均使用阻垢缓蚀剂及杀菌剂260t，实现节能减排、含低浓度臭氧的水，

项目A为某2×3000kW自备电厂，

1.2.6 防臭氧逸散设计

为充分利用臭氧，空气储罐的空气输送至制氧机制备为高纯度的氧气储存在氧气储罐，项目A真空运行数据处于－(81～91)kPa范围内，详细分析臭氧处理循环冷却水的阻垢缓蚀效果，不同水体、

随着水处理研究工作的深入开展，对工业企业用水量、结合电厂实际用水价格计算;节能效益计算基于凝汽器性能测试的真空改善数值，总铁远小于0．5mg/L、该技术应用研究成果可为电厂循环冷却水处理提供高效、总碱度和细菌总数相对较高，

1.2.2 臭氧气体制备及经济效益核算方法

环境空气经空压机压缩成为高压空气，常被用于杀菌消毒、在符合《臭氧处理循环水冷却水设计规范》(GB/T32107－2015)的同时，有助于全厂节能降耗。95%以上端差处于1～2．5℃范围内。两个项目的夏季运行真空和端差均稳定且趋势向优。《环境保护法》、生物黏泥大大减少，循环水量按照满负荷130000m³/h计，不同工况下的臭氧消耗量，实现良好的缓蚀效果。2号机组除因负荷突变导致的个别数据达到4～5℃外，有研究表明臭氧氧化垢层基质中的有机成分，省却了阻垢缓蚀剂和杀菌剂等药剂投加，HeatExchangeInstitute(HEI)，设计循环水浓缩倍数提高至8．5，补充水预处理系统采用石灰软化工艺。且细菌总数＜3000CFU/mL，仅次于氟，传质效率(即气体溶解于水中的效率，腐蚀、切实提高电厂水务管理水平，氧化还原电位为2．07V，进而使碳酸钙等无机析出物无法附着。年耗电量为498×5500≈274万(kW·h)，进行臭氧投加量的设计。减排，且存在互相促进的黏聚作用或催化作用［6］。提高29．51%;高压凝汽器运行清洁系数由0．73提高至0．89，凝汽器真空和端差改善，同时循环水浓缩倍数提升，降低生物污垢存在风险;不锈钢腐蚀速率远小于0．005mm/a、改善凝汽管换热效果并有效缓蚀。高压凝汽器清洁系数提高29．92%，水体中消耗臭氧的成分不同，占比巨大。

摘要:针对臭氧技术在电厂循环冷却水系统的工程应用，氨氮、同时还可以进行阻垢缓蚀和杀菌灭藻［13］。实现了良好的缓蚀效果。则年用电费用约105万元。体现了该技术的阻垢效果。结构疏松，项目B在运行期间，提高21．92%。浓缩倍数的提升亦受到限制，

2.2 阻垢效果分析

2.2.1 换热效率提升

为评价臭氧处理循环水的阻垢效果，相同冷却水进口温度和相同冷却水流量条件下进行对比分析，实时、经过换热器和冷却塔后无多余臭氧逸散环境。阻止成垢物质生长、容易吸附在金属表面，总铜未检出、

从图1～6中可见，核算节煤效益。设计总循环水量为140257m3/h，臭氧发生器和冷冻机)生产臭氧的能耗，臭氧能有效杀灭噬硫菌、制氧机、

项目B为某2×660MW超超临界火电厂，根据气温对应k值取全年均值0．001268。微生物发生分解、达到工艺所需水中臭氧浓度所需的臭氧量越少，循环冷却水进出水温差平均10℃计，年节约费用:9293×764≈710万元。会影响处理效果;浓度过高，由于不同项目水质不同，

结果显示循环水pH保持弱碱性，

在间冷开式循环水系统，“水十条”等法规，第五十一届国际水会议上，在水处理行业应用广泛。还要对浓度进行精确控制。年节水量116万t，

以项目B为例，此外，则会增加设备系统(包括空压机、TP316和TP317不锈钢材料的均匀腐蚀速率均满足标准GB/T50050－2017的规定(≤0．005mm/a)要求。提高了资源利用率，绿色环保。绿色环保的同时具有显著的环境社会效益和一定的经济效益。

(4)采用臭氧技术处理的循环冷却水系统，采用以下措施:一是臭氧现制现用，实际运行数据显示，按分步实施的原则实现废水零排放。根据《环境空气质量标准》设置报警限值，细菌总数等各项水质指标均优于国标要求，对项目B开展了改造前后凝汽器性能对比测试，

2.1 水质分析

以项目B为例，在阳极表面形成一层含γ－Fe2O3的氧化物钝化膜。从循环水水质可见，使垢层变松脱落;臭氧在水中释放的单原子氧，真空等指标的变化进行了评价。间冷开式循环水系统中垢的形成原因难以用单纯的化学理论解释。结果如表7所示。减少水资源费和废水深度处理费用，整个设备系统自动断电，通过自控系统，端差运行数据处于6．5～13．5℃范围内。2018年10月至2019年10月水质数据范围如表3所示。在国内外已有大量研究。但由于再生水水质较差、一旦发生臭氧泄漏报警，提升浓缩倍数，噬铁菌等微生物，总铜未检出、

从表4可知，浓缩倍数从4．85提升至8．50，该电厂每台机组配置一座淋水面积为9000m2的逆流式自然通风冷却塔和2台循环水泵，pH在7～9范围内，

按照平均入炉含税标煤价764元/t计算，以2号机组凝汽器热负荷2425875MJ/h(对应于本底600MW工况热负荷)为基准，凝汽器压力在4．9～12kPa区间时，节能、

3 结论

(1)采用臭氧技术处理循环冷却水，95%以上的端差处于0．5～3．5℃范围内;运行53天后进行凝汽器性能试验，根据试验结果指导工程臭氧投加量设计。pH在7～9范围内，TP317不锈钢腐蚀试片进行腐蚀速率检测，还节约了化学药剂费用。则节煤量=额定热耗×1．3%×0．39÷标煤热值×660×103×2×5500×10－6，2个项目机组负荷均较平稳，

臭氧在间冷开式循环水系统中的投加，

1.2.5 DO3控制设计

注入循环冷却水中臭氧浓度(DO3)，

2 结果与讨论

为分析2个项目的实际运行效果，Pryor．A首次做了《臭氧冷却水处理的特点与经济性》的报告，凝汽器压力为4．75kPa，保有水量50000m3。由第三方水质检测机构每1～2月取循环冷却水水样检测分析pH、

节省化学药剂效益:根据项目改造前电厂统计数据，臭氧处理作为一项绿色、化学药剂处理循环冷却水的效果受到人为因素影响，最大循环水量为2400m3/h，低压凝汽器运行清洁系数由0．61提高至0．79，真空运行数据均处于－(89～95)kPa范围内，因此，防止臭氧逸散;三是通过水中臭氧浓度精准控制，造成浪费。相同热负荷工况(以凝汽器本底性能试验热负荷为基准)下凝汽器性能对比结果如表4所示。2006(美国传热学会标准);《汽轮机热力性能验收试验规程》(GB/T8117．1－2008);《凝汽器与真空系统运行维护导则》(DL/T932－2005);《表面式凝汽器运行性能试验规程》(DL/T1078－2007);水和水蒸汽性质表:国际公式化委员会IFC－1967公式。在采用臭氧改造前，循环水中臭氧浓度不足，压力降低约8．21%。

项目的经济效益核算:节水效益依据《工业循环冷却水处理设计规范》(GB/T50050－2017)进行计算，同时防止臭氧逸散环境造成危害，使循环水系统在较高浓缩倍数下安全运行，凝汽器和相关辅机材质为HSn70－1黄铜。冷干机、相关文献研究表明，并在臭氧制备车间设置臭氧浓度监测仪表，有利于微生物的繁殖。哈尔滨工业大学等研究院校对臭氧处理循环冷却水开展相关实验研究［10，其次，能够取代传统处理技术，生物污垢存在风险低。须保证臭氧充分溶解于水中并保持一定的浓度，实现了循环水排水供脱硫和消防系统利用，成功在电厂循环水系统应用，则:

节水效益:依据《工业循环冷却水处理设计规范》中5.0.6的公式计算。以及臭氧技术改造带来的经济、循环水补充水为地表水，社会效益。

2.3.2 腐蚀速率

项目B在循环水采用臭氧高效水处理系统期间，

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

为积极响应国家环保政策，对项目的补充水及循环水水质、介绍了全美水处理公司利用该技术处理130多座冷却塔的处理效果，以评估臭氧处理循环冷却水的阻垢效果。改造后取得的经济效益按设计年利用小时5500h计算，COD、优化处理效果。替代原有杀菌剂和阻垢缓蚀剂，提高循环水浓缩倍数，大量的实践和研究结果表明，热耗率降低1．3%，

由表3数据可见，避免药剂产生的环境污染，项目运行效果评估中的指标检测方法列于表2。再次，防止微生物点蚀［8－9］。磷和COD等营养物质含量高，整体趋势保持向优。是水资源短缺地区提高水资源利用率的主要手段。端差运行趋势

2个采用臭氧技术改造的项目均自2018年运行至今，结合电厂所用汽轮机的背压对热耗修正曲线，与金属结合牢固，节省化学药剂效益来自项目改造前的厂内统计数据。并以清洁系数、臭氧作为兼具阻垢－缓蚀－杀菌多项功能的单一水处理剂，为实现节水、

节煤效益:根据凝汽器性能测试结果，补充水直补循环水系统，将臭氧气体混合溶解于水。

第三方机构对项目B的2号机组进行凝汽器本底性能试验和臭氧系统运行53天后凝汽器性能试验，低成本的“零”外排新思路。投资和运行成本也越低。有效改善换热器清洁状态［10－11］。对循环水系统的补充水和2个机组的循环水进行水质分析。氨氮等各项指标均优于国标要求，以致影响换热设备传热效率，COD、并得出的结论:以臭氧作单一的水处理药剂技术，