某火電廠循(xun)(xun)環水(shui)系統(tong)有多種(zhong)補水(shui)水(shui)源，其(qi)中(zhong)之(zhi)一為鋁冶煉廠蒸汽凝(ning)結(jie)(jie)水(shui)。由于(yu)在生(sheng)產(chan)過(guo)程中(zhong)發生(sheng)液堿漏入(ru)凝(ning)結(jie)(jie)水(shui)系統(tong)，受污染的凝(ning)結(jie)(jie)水(shui)又(you)回(hui)用補入(ru)循(xun)(xun)環水(shui)系統(tong)，導致該火電廠循(xun)(xun)環水(shui)受到污染。通過(guo)采取科學(xue)合理(li)的應(ying)對(dui)處(chu)理(li)措(cuo)施，循(xun)(xun)環水(shui)水(shui)質恢復正常，未造成(cheng)設備(bei)腐蝕、結(jie)(jie)垢等不良后果。

工業(ye)企業(ye)是用(yong)(yong)水(shui)大戶且(qie)絕大部(bu)分都為工藝冷卻用(yong)(yong)水(shui)。以火(huo)(huo)(huo)電(dian)廠為例，循環冷卻水(shui)系(xi)統用(yong)(yong)水(shui)量幾(ji)乎占整個火(huo)(huo)(huo)電(dian)廠用(yong)(yong)水(shui)量的(de)(de)90%以上。目(mu)前(qian)，越來越多(duo)的(de)(de)濕冷火(huo)(huo)(huo)電(dian)機組(zu)循環水(shui)系(xi)統使用(yong)(yong)再生水(shui)等多(duo)種水(shui)源作為補充水(shui)，由(you)此循環水(shui)受到污染(ran)的(de)(de)風險也同時增(zeng)大。

循(xun)環(huan)水發(fa)生(sheng)污(wu)染(ran)(ran)后，若處理不(bu)當會導致凝汽(qi)器和各(ge)種換(huan)熱(re)(re)器發(fa)生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)和結垢。凝汽(qi)器發(fa)生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)會引起(qi)冷卻水管穿孔、開裂，從而增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了設備的(de)(de)檢修(xiu)次數(shu)，使設備的(de)(de)使用壽命縮短并使發(fa)電(dian)成本增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。而凝汽(qi)器結垢會導致換(huan)熱(re)(re)器的(de)(de)熱(re)(re)交換(huan)效率降低，發(fa)電(dian)能耗增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，如果需要停機(ji)清洗換(huan)熱(re)(re)器則經(jing)濟損失更大(da)。因此，采(cai)用快速有效的(de)(de)應對策略處理循(xun)環(huan)水系(xi)統的(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)非常重要。

1 機組及循環水系統概況

某火電廠2臺300 MW亞(ya)臨界燃煤自(zi)備濕冷發電機組為(wei)鋁(lv)冶煉廠提供(gong)電力和(he)工藝用(yong)蒸(zheng)汽，其循環水(shui)系統以處理后的(de)制藥(yao)廢水(shui)回用(yong)水(shui)、地(di)表水(shui)以及鋁(lv)冶煉廠蒸(zheng)汽凝(ning)結水(shui)（以下簡稱凝(ning)結水(shui)）作為(wei)補充水(shui)水(shui)源，每(mei)臺機組補充水(shui)量約為(wei)500 t/h，其中凝(ning)結水(shui)水(shui)量約80 t/h，其余為(wei)處理后的(de)廢水(shui)回用(yong)水(shui)和(he)地(di)表水(shui)。循環水(shui)各補充水(shui)水(shui)質見表1。

從表(biao)1可以看(kan)出，凝(ning)結水(shui)的水(shui)質好于其他2種水(shui)源(yuan)水(shui)質，但凝(ning)結水(shui)易受鋁冶(ye)煉(lian)廠某(mou)些(xie)工藝過程的污(wu)染(ran)。根(gen)據各(ge)換熱器材質（見表(biao)2），對循環冷(leng)卻水(shui)采用加硫酸、水(shui)質穩定劑和加殺菌劑的方法進行處理(li)。

2 循環水污染情況

2018年(nian)3月6日發(fa)現2號(hao)水(shui)塔(ta)(ta)循環(huan)水(shui)外觀異常，混濁且(qie)呈灰白色，而1號(hao)水(shui)塔(ta)(ta)水(shui)質(zhi)正常。根據(ju)循環(huan)水(shui)外觀及補充水(shui)水(shui)源分析認(ren)為，最大的可(ke)能是鋁冶煉(lian)廠(chang)受污(wu)染(ran)的凝(ning)結水(shui)補入了2號(hao)水(shui)塔(ta)(ta)，造成整個2號(hao)水(shui)塔(ta)(ta)循環(huan)水(shui)的污(wu)染(ran)，鋁冶煉(lian)廠(chang)反饋信息也驗證了上述分析。

取2號水(shui)(shui)(shui)塔循(xun)環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)和凝結水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)樣(yang)進行分(fen)析，發(fa)現凝結水(shui)(shui)(shui)酚酞堿(jian)度超過30 mmol/L，循(xun)環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質主(zhu)要(yao)控制指標也有多(duo)項異(yi)常（見表3），表明2號水(shui)(shui)(shui)塔循(xun)環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)受到了較強堿(jian)性物質的(de)污染。循(xun)環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)中的(de)COD和氨氮并(bing)未超過《污水(shui)(shui)(shui)綜合排放標準》（GB 8978— 1996）要(yao)求，分(fen)別為36.8、0.1 mg/L。

3 循環水污染應對及處理

在切斷污(wu)染源的(de)(de)(de)同時，根據堿性污(wu)染源和(he)循環水(shui)的(de)(de)(de)水(shui)質采取了相(xiang)應措施。（1）加大硫(liu)酸和(he)緩(huan)釋阻垢(gou)劑加入量(liang)，降低循環水(shui)結垢(gou)風險；（2）加大2號水(shui)塔(ta)排污(wu)量(liang)和(he)補(bu)水(shui)量(liang)，將(jiang)受污(wu)染的(de)(de)(de)水(shui)盡(jin)快(kuai)置換(huan)排出(chu)；（3）為避免(mian)循環水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)懸(xuan)浮(fu)物沉積(ji)在凝汽器(qi)(qi)管內(nei)，造成凝汽器(qi)(qi)結垢(gou)和(he)垢(gou)下腐蝕，連續(xu)運行(xing)2號水(shui)塔(ta)凝汽器(qi)(qi)膠球(qiu)清洗系統。

3月7日，對2號水塔(ta)循(xun)環水主要水質(zhi)指標進行了分析（見表4），全(quan)堿度降(jiang)至6.7 mmol/L，水質(zhi)基本正常，2號水塔(ta)循(xun)環水外觀(guan)也逐漸恢復(fu)正常。

4 循環水污染分析

1）凝結水污染原因分析

鋁冶煉廠部分(fen)原材料（氧(yang)化鋁）是由粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)提(ti)煉而得到。在提(ti)煉過(guo)程中(zhong)，粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)和液體(ti)氫(qing)氧(yang)化鈉混合，通過(guo)蒸(zheng)汽加熱發生(sheng)反(fan)應(ying)，可將粉(fen)(fen)煤(mei)灰(hui)中(zhong)的硅脫除，然后進(jin)行(xing)后續工藝過(guo)程。在脫硅過(guo)程中(zhong)，發生(sheng)堿液泄漏(lou)到蒸(zheng)汽凝結水中(zhong)。將其用作循環(huan)水補(bu)水，導致循環(huan)水發生(sheng)污染。

2）循環水污染機理分析

循環(huan)水(shui)受到強堿(jian)性物(wu)質污(wu)染后，其堿(jian)度和pH大幅(fu)升高(gao)，懸浮(fu)物(wu)質量(liang)濃(nong)度達到500 mg/L（水(shui)質正(zheng)常(chang)時懸浮(fu)物(wu)質量(liang)濃(nong)度僅為12~20 mg/L）。因(yin)懸浮(fu)物(wu)含量(liang)高(gao)，導致循環(huan)水(shui)外觀呈灰白色。將水(shui)中的懸浮(fu)物(wu)采(cai)用(yong)X-射線熒(ying)光能譜儀進行(xing)成分分析，結果見(jian)表5。

注：各項目數值均以質量分數計(ji)。

從表5可以看出(chu)，懸浮物(wu)中存在鋁的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)，但懸浮物(wu)主要(yao)成(cheng)分為(wei)鈣、鎂的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)。常溫(wen)下，MgO和H2O的(de)(de)水(shui)化(hua)反(fan)應(ying)進行得(de)很緩慢，這是(shi)因(yin)為(wei)MgO和H2O反(fan)應(ying)生成(cheng)的(de)(de)Mg(OH)2難溶于水(shui)，它包裹在MgO的(de)(de)表面，抑制了(le)MgO和H2O的(de)(de)進一步(bu)反(fan)應(ying)。而CaO的(de)(de)水(shui)化(hua)反(fan)應(ying)現象比較(jiao)劇烈(lie)，CaO和H2O反(fan)應(ying)放出(chu)大量的(de)(de)熱，生成(cheng)白(bai)色的(de)(de)沉淀(dian)物(wu)Ca(OH)2，使(shi)溶液變渾濁。

本(ben)次(ci)泄(xie)漏到凝結水(shui)中的(de)液體NaOH在水(shui)中電離后(hou)生(sheng)成(cheng)(cheng)OH-，其與Ca2+結合形成(cheng)(cheng)微溶(rong)的(de)Ca(OH)2，因此造(zao)成(cheng)(cheng)了(le)污染后(hou)的(de)循環水(shui)外觀呈(cheng)灰白色。

5 循環水污染處理策略分析

1）降低堿度

污染后由于循(xun)(xun)環(huan)水(shui)的(de)堿(jian)度(du)(du)和(he)pH均(jun)升高，水(shui)中的(de)Ca(HCO3)2容(rong)易轉化成(cheng)CaCO3沉積在換熱器上。因此必須盡(jin)快降低循(xun)(xun)環(huan)水(shui)堿(jian)度(du)(du)，以避免凝汽(qi)器和(he)其他換熱器結(jie)垢。向(xiang)循(xun)(xun)環(huan)水(shui)系統加硫酸(suan)是降低循(xun)(xun)環(huan)水(shui)堿(jian)度(du)(du)的(de)主要方法(fa)，其可將水(shui)中的(de)碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)(du)轉變成(cheng)非碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)(du)（CaSO4）。

2）膠球清洗

連續運行膠(jiao)球清(qing)洗(xi)裝置，對凝汽(qi)器(qi)(qi)(qi)管內壁進行撞(zhuang)擊和磨(mo)擦，從而(er)達到將凝汽(qi)器(qi)(qi)(qi)管內壁泥垢清(qing)洗(xi)干凈的目(mu)的。循環水水質正常條(tiao)件下，膠(jiao)球清(qing)洗(xi)投運6 h/d即可滿(man)足要求。但在循環水發生污染后，懸浮物含量(liang)升高、結垢趨勢增(zeng)大(da)的情況下，連續運行膠(jiao)球清(qing)洗(xi)裝置，可以有效降低(di)懸浮物在凝汽(qi)器(qi)(qi)(qi)不銹(xiu)鋼管沉積的幾率。

6 循環水污染處理效果評價

1）凝汽器結垢情況

凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)真空(kong)是表征凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)工作正常(chang)與否(fou)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要指標(biao)，對汽(qi)輪機運行的(de)(de)(de)(de)經濟性(xing)(xing)具有重大影響。影響凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)傳(chuan)熱端(duan)(duan)(duan)差的(de)(de)(de)(de)因素比較復雜，主(zhu)要包括凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)傳(chuan)熱特性(xing)(xing)、熱負(fu)荷(he)、清潔系數(shu)、空(kong)氣量及(ji)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)系統(tong)(tong)特性(xing)(xing)等。在本(ben)系統(tong)(tong)中其他參數(shu)均沒有變(bian)化，因此凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)清潔程(cheng)度（結垢）是影響凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)端(duan)(duan)(duan)差的(de)(de)(de)(de)唯一因素。通過循環水(shui)(shui)系統(tong)(tong)污染前后的(de)(de)(de)(de)負(fu)荷(he)、真空(kong)及(ji)凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)端(duan)(duan)(duan)差參數(shu)變(bian)化（見表6）基(ji)本(ben)可以確(que)認凝(ning)(ning)(ning)汽(qi)器(qi)(qi)是否(fou)結垢。

從表6可以看出，在負(fu)荷基本相同情況下，凝汽(qi)器(qi)真空、凝汽(qi)器(qi)端差等參數變化不(bu)明顯(xian)，因(yin)此(ci)可以確認，循環水污染(ran)后經處理(li)未造成凝汽(qi)器(qi)結垢。

2）循環水系統腐蝕情況

循環(huan)水(shui)系(xi)(xi)統采用加(jia)硫酸降低堿度(du)的(de)同時，增加(jia)了(le)水(shui)中(zhong)(zhong)SO42-含量(liang)，經檢測循環(huan)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)SO42-為1 340 mg/L。因(yin)為發生污(wu)染時未帶(dai)入Cl-，而日常循環(huan)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)Cl-在(zai)(zai)400~500 mg/L，因(yin)此，（SO42-+Cl-）在(zai)(zai)1 740~ 1 840 mg/L。由于SO42-質量(liang)濃度(du)未超過1 500 mg/L，（SO42-+Cl-）質量(liang)濃度(du)小(xiao)于2 500 mg/L，滿足《工(gong)業循環(huan)冷(leng)卻水(shui)處(chu)理設計規范》（GB 50050—2017）中(zhong)(zhong)間冷(leng)開(kai)式系(xi)(xi)統循環(huan)冷(leng)卻水(shui)水(shui)質標準，故腐(fu)蝕在(zai)(zai)可(ke)承受范圍之內。

3）阻垢效果分析

根據(ju)《工(gong)業循環(huan)冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)處理設(she)計規范》（GB 50050—2017），對于(yu)間(jian)冷(leng)(leng)開式系統(tong)循環(huan)冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)，要求(qiu)（鈣硬(ying)度(du)(du)+總(zong)堿(jian)度(du)(du)）≤1 100 mg/L。2號水(shui)(shui)塔循環(huan)水(shui)(shui)日常鈣硬(ying)度(du)(du)+總(zong)堿(jian)度(du)(du)為900~1 000 mg/L，阻垢效果在合格范圍之內。污(wu)染發生(sheng)后，采取加(jia)酸降(jiang)(jiang)低循環(huan)水(shui)(shui)堿(jian)度(du)(du)，使鈣硬(ying)度(du)(du)+總(zong)堿(jian)度(du)(du)下降(jiang)(jiang)，由表3可(ke)知，鈣硬(ying)度(du)(du)+總(zong)堿(jian)度(du)(du)下降(jiang)(jiang)到了(le)915 mg/L，可(ke)以降(jiang)(jiang)低循環(huan)水(shui)(shui)結(jie)垢的(de)傾向。

7 污染防范措施

1）防止凝結水污染

多水(shui)源補水(shui)循(xun)(xun)環(huan)水(shui)系統(tong)污染(ran)(ran)源控制(zhi)是保證(zheng)循(xun)(xun)環(huan)水(shui)系統(tong)安全(quan)運行的(de)重中之重，一旦循(xun)(xun)環(huan)水(shui)發生污染(ran)(ran)，由于其系統(tong)龐(pang)大，處理需要較(jiao)長過程，且處理效(xiao)果也存在(zai)不確定性。鋁(lv)冶煉廠粉(fen)煤灰提取氧(yang)化鋁(lv)工藝(yi)過程復雜，全(quan)工藝(yi)過程都需要液堿和蒸汽，因此凝結水(shui)受堿污染(ran)(ran)風險較(jiao)大。為(wei)防止受污染(ran)(ran)的(de)凝結水(shui)影響(xiang)循(xun)(xun)環(huan)水(shui)，需要鋁(lv)冶煉廠加強對凝結水(shui)水(shui)質(zhi)的(de)監測，凝結水(shui)水(shui)質(zhi)不合格時(shi)，禁止回用于火電(dian)廠循(xun)(xun)環(huan)水(shui)并自動切出。

2）防止循環水污染

循環水(shui)系(xi)統龐大(da)，一旦發生水(shui)質污(wu)染，處理難度較大(da)。因此，防止循環水(shui)污(wu)染更為重要。可以采取以下措施：

 ①在(zai)各補(bu)(bu)充(chong)水(shui)管道上加(jia)裝在(zai)線監測儀表(biao)，并設置(zhi)水(shui)質超標報警(jing)，聯鎖(suo)關閉循環水(shui)補(bu)(bu)充(chong)水(shui)閥門；

②水質異常時及時通知(zhi)相(xiang)關(guan)企業(ye)協(xie)助(zhu)查(cha)找水質異常原因，廢水處理和(he)凝(ning)結水回(hui)用企業(ye)也要加(jia)強對系統(tong)設備的維護，采取(qu)技術(shu)措施(shi)避免(mian)類似污染事件的發生。

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