摘　要：介紹嘉陵(ling)發電分公司1×75MW冷卻(que)塔循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)排(pai)(pai)污系統改造的(de)(de)探討方(fang)案。方(fang)案：在水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)底部安裝排(pai)(pai)狀排(pai)(pai)污管網(wang)，使其均勻(yun)(yun)排(pai)(pai)放循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)底部高含鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)(shui)，并采用氯離子監測儀表在線監測，計算(suan)機計算(suan)循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)鹽(yan)濃(nong)縮倍(bei)率，控制(zhi)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)閥，定(ding)時定(ding)量(liang)地排(pai)(pai)污，使池(chi)(chi)水(shui)(shui)(shui)(shui)鹽(yan)濃(nong)縮倍(bei)率保(bao)持在一個安全值范(fan)圍；正確處理循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)補充水(shui)(shui)(shui)(shui)與排(pai)(pai)污水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)供需矛盾。目的(de)(de)：冷卻(que)塔循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)以水(shui)(shui)(shui)(shui)中氯離子的(de)(de)濃(nong)縮倍(bei)率來控制(zhi)含鹽(yan)量(liang)的(de)(de)濃(nong)度(du)，采用水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)底部均勻(yun)(yun)排(pai)(pai)污，以排(pai)(pai)污水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)來調節循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)中氯離子的(de)(de)濃(nong)縮倍(bei)率。這是使循(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)質量(liang)和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)消耗達到最(zui)佳(jia)配置狀態(tai)的(de)(de)最(zui)簡潔的(de)(de)控制(zhi)方(fang)法。

關(guan)鍵詞(ci)：冷卻塔循(xun)環水池；排污；節水；改造方案

1　背景資料分析

四川省(sheng)電(dian)力公司(si)嘉陵發電(dian)分(fen)公司(si)1×75MW機組試運(yun)行(xing)期間發現，循(xun)環(huan)水(shui)鹽濃縮(suo)倍(bei)率(lv)(lv)偏高(gao)。在對運(yun)行(xing)中的循(xun)環(huan)水(shui)連續取(qu)樣監(jian)測結(jie)果看，其(qi)鹽濃縮(suo)倍(bei)率(lv)(lv)均保持在較高(gao)倍(bei)率(lv)(lv)。這樣，循(xun)環(huan)水(shui)即(ji)使進行(xing)了水(shui)質穩定處(chu)理，仍有(you)可能導(dao)致(zhi)凝汽器(qi)銅管結(jie)垢(gou)，影響傳熱效果，使汽輪機效率(lv)(lv)降低，甚(shen)至垢(gou)下(xia)還會產生腐(fu)蝕，致(zhi)使設備(bei)損壞。經過分(fen)析(xi)研(yan)究，導(dao)致(zhi)循(xun)環(huan)水(shui)鹽濃縮(suo)倍(bei)率(lv)(lv)高(gao)的原因主要有(you)以下(xia)三(san)個(ge)方(fang)面。

（1）干灰(hui)(hui)儲倉(cang)與灰(hui)(hui)庫離(li)循環(huan)水(shui)池、冷卻塔太近，之間無(wu)隔離(li)帶。煤灰(hui)(hui)很容易隨風吹(chui)入冷卻塔內，進入循環(huan)水(shui)池。從(cong)而增加了循環(huan)水(shui)中的(de)懸浮物(wu)含量，加大了循環(huan)水(shui)的(de)濃(nong)縮倍(bei)率；

（2）循環水處理(li)包含(han)加藥處理(li)和排(pai)污(wu)處理(li)兩個部分。目前加藥處理(li)效果很好(hao)。但(dan)當(dang)鹽濃縮倍率較高時，鹽類會結晶(jing)析出(chu)，均勻地(di)沉到(dao)水池底(di)部，從而使(shi)底(di)部的循環水含(han)鹽量(liang)急劇增加。

（3）現在循(xun)環水池僅在東(dong)南方向循(xun)環水池底部(bu)外側設了一根(gen)DN350 mm的(de)排污(wu)管(guan)及(ji)手動(dong)閥門，由(you)人工不(bu)定時不(bu)定量地間斷(duan)排放，根(gen)本達不(bu)到均勻(yun)排放水池底部(bu)高含(han)鹽(yan)水和降低鹽(yan)濃縮倍(bei)率及(ji)懸浮(fu)物含(han)量的(de)目的(de)。

2　改造方案

 煤(mei)灰污染與排污不(bu)均勻是造(zao)(zao)成75 MW機組循環水鹽濃縮倍率及懸浮物高居不(bu)下的主(zhu)(zhu)要因素。改(gai)造(zao)(zao)方(fang)(fang)案主(zhu)(zhu)要有二方(fang)(fang)面(mian)。

（1）在灰倉、灰庫與(yu)循環(huan)(huan)水池之間建(jian)造(zao)隔離設施，杜絕煤灰對循環(huan)(huan)水的污(wu)染(ran)。

（2）改造冷卻塔水池排污系統，增設循環水池底部排污裝置。
在(zai)水(shui)(shui)池(chi)(chi)底部安裝(zhuang)排狀排污管網，由一根總管與現有排污管和(he)閥(fa)門相連。使(shi)其能達到均勻排放(fang)循環(huan)水(shui)(shui)池(chi)(chi)底部高含鹽(yan)水(shui)(shui)的(de)目的(de)，并(bing)采用監測(ce)(ce)儀表在(zai)線監測(ce)(ce)計(ji)算機計(ji)算循環(huan)水(shui)(shui)鹽(yan)濃(nong)縮(suo)倍率(lv)，并(bing)控制排水(shui)(shui)閥(fa)，定時定量地排污，使(shi)池(chi)(chi)水(shui)(shui)鹽(yan)濃(nong)縮(suo)倍率(lv)保持在(zai)一個安全值范圍。

3　排污系統(tong)的改造方案

3．1　監測系統描述
    系統的化學監測項(xiang)目如表1。

之所以選(xuan)擇氯(lv)離子(zi)作為(wei)計算濃(nong)縮(suo)倍率的物(wu)質，是因(yin)為(wei)它的濃(nong)度(du)除(chu)隨濃(nong)縮(suo)過(guo)程增加外，基本不受外界條件，如加熱、沉(chen)淀等(deng)干擾，完(wan)全可以作為(wei)含鹽量的代表。

3．2　流程圖

系統簡圖見圖1。

3．3　塔底排水(shui)管(guan)道(dao)方案

為了防(fang)止(zhi)高濃(nong)度鹽水在不(bu)同(tong)管(guan)道(dao)內部形(xing)成(cheng)回(hui)流(liu)，采取從(cong)邊(bian)緣到中心管(guan)道(dao)通經逐漸增大的方式，使得排水時形(xing)成(cheng)一個(ge)固定的流(liu)動方向，圖見2。

3．4　自動控制系(xi)統

系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)是以(yi)PC為(wei)中心，PLC為(wei)基礎(chu)的(de)(de)現(xian)場總線結(jie)構的(de)(de)控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，集合DCS和(he)(he)PLC的(de)(de)優點。從(cong)功能上分為(wei)兩層(ceng)(ceng)(ceng)，上層(ceng)(ceng)(ceng)是操(cao)作(zuo)層(ceng)(ceng)(ceng)，或人機界面，在能夠(gou)發揮出PC的(de)(de)特點的(de)(de)場合，工作(zuo)由(you)以(yi)PC為(wei)基礎(chu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)來承擔(dan)，系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)有豐富的(de)(de)操(cao)作(zuo)界面；底(di)層(ceng)(ceng)(ceng)是控制(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)，集高速的(de)(de)順序和(he)(he)邏輯控制(zhi)能力于一體，規模由(you)實際(ji)需求(qiu)可選，便于擴展和(he)(he)升(sheng)級，需要(yao)高可靠和(he)(he)實時操(cao)作(zuo)的(de)(de)控制(zhi)器(qi)和(he)(he)各類智能I／O模件承擔(dan)。

系(xi)統(tong)(tong)配(pei)置圖如圖3，根據I／O點數，并(bing)考慮(lv)20％的余量(liang)。運行中的各種設(she)備(bei)的狀態，包括：閥門、泵的狀態，還有水箱(xiang)水位、回路壓力、流量(liang)等(deng)參數，通過輸(shu)(shu)(shu)入模塊輸(shu)(shu)(shu)入到控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)，便于對生產過程進行監視。輸(shu)(shu)(shu)出(chu)模塊將控(kong)制(zhi)(zhi)信號傳給相應的設(she)備(bei)以(yi)實現(xian)操作控(kong)制(zhi)(zhi)。

3．5　實施方案

3．5．1　管道部分
排(pai)水管(guan)采用(yong)玻璃(li)鋼(gang)管(guan)，特點是：①管(guan)道(dao)全(quan)部采用(yong)玻璃(li)鋼(gang)材料；②管(guan)道(dao)采用(yong)法(fa)蘭式(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)（或插接(jie)(jie)(jie)(jie)式(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)），在工廠預(yu)制(zhi)成(cheng)型；③管(guan)道(dao)內、外表(biao)面無需進行防腐處理；④如采用(yong)法(fa)蘭式(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)，現場(chang)施(shi)工工作(zuo)(zuo)量(liang)小，用(yong)螺栓(shuan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)、緊固即可；如采用(yong)插接(jie)(jie)(jie)(jie)式(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)，現場(chang)施(shi)工工作(zuo)(zuo)量(liang)大(da)，需進行管(guan)道(dao)熔接(jie)(jie)(jie)(jie)焊；⑤該(gai)方案不會對水質造成(cheng)污染。

3．5．2　系(xi)統部分

系統以循環水中氯離子的濃縮倍率來控制含鹽量的濃度，以排污水量來調節循環水中氯離子的濃縮倍率，實踐證明，這是使循環水的質量和水資源的消耗達到最佳配置狀態的最簡潔的控制方法。
   
（1）氯離子濃縮倍率
這里用K表示濃縮倍率，則K的含量即為循環水中氯離子的濃度與補充水中氯離子濃度之比：
    K＝Cr／Cm
式中Cr———循環水中氯離子的濃度； Cm———補充水中氯離子濃度。
之(zhi)所以選擇氯離(li)子作(zuo)為計算濃(nong)縮倍率的(de)物質，是因為它(ta)的(de)濃(nong)度除(chu)隨濃(nong)縮過(guo)程增加外，基本不受外界(jie)條件，如加熱、沉淀等干(gan)擾，完全(quan)可以作(zuo)為含鹽(yan)量的(de)代表(biao)。

（2）排污水量
排污水量B的確定與冷卻塔的蒸發損失量E和濃縮倍率K有關。可以通過下列物料衡算的辦法，得出B、E、K的關系式。
設循環系統中，除了有補充水加入和排污水、蒸發、風吹、滲漏等損失外，再沒有其它的水流或溶質加入或排出系統，那么整個系統在循環濃縮過程中，就可以對循環水中的氯離子作物料衡算。
Mcm＝Bcr＋Dcr＋Fcr
式中Mcm———補充水的氯離子濃度；Bcr———排污水的氯離子濃度；Dcr———風吹損失循環水的氯離子濃度；Fcr———滲漏損失循環水的氯離子濃度。上式可寫為
    Mcm＝（B＋D＋F）crM／（B＋D＋F）＝cr／cm
因為cr／cm＝K（K即氯離子的濃縮倍率）所以M／（B＋D＋F）＝K或（B＋D＋E＋F）／（B＋D＋F）＝K
    則B＝［E－（K－1）D－（K－1）F］／（K－1）

當滲漏F和風吹損(sun)失D較小，可(ke)以(yi)忽略(lve)不(bu)計時，上(shang)式可(ke)簡化為B＝E／（K－1）式中B———排污水(shui)量(liang)；E———蒸發水(shui)量(liang)；K———氯離子的濃縮倍率。

由(you)此可以(yi)得(de)出(chu)(chu)結論：循環(huan)(huan)冷卻(que)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)(tong)運行時，只要(yao)知道系統(tong)(tong)中(zhong)循環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)量(liang)R和氯離子(zi)的濃縮(suo)倍率(lv)K，就(jiu)可以(yi)估算出(chu)(chu)蒸(zheng)發(fa)水(shui)(shui)(shui)量(liang)E、排污水(shui)(shui)(shui)量(liang)B以(yi)及補(bu)充水(shui)(shui)(shui)量(liang)M等操作(zuo)參數(shu)。控制好(hao)這些參數(shu)循環(huan)(huan)冷卻(que)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)(tong)就(jiu)能正常運行。由(you)上述一些關系還可以(yi)看出(chu)(chu)，只要(yao)改變排污水(shui)(shui)(shui)量(liang)，就(jiu)可以(yi)改變循環(huan)(huan)冷卻(que)水(shui)(shui)(shui)系統(tong)(tong)的氯離子(zi)的濃縮(suo)倍率(lv)。

4　結論

冷卻塔循環水以水中氯離子的濃縮倍率來控制含鹽量的濃度，采用水池底部排狀排污管網均勻排污，以排污水量來調節循環水中氯離子的濃縮倍率。這是使循環水的質量和水資源的消耗達到最佳配置狀態的最簡潔的控制方法。
 

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