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摘 要：热电厂循环水溢水水质较好，并含有大量余热，将其用作化学水处理制水原水，不仅可以充分利用其中的热量，减少化学蒸汽用量，更可以改善循环水水质，提高汽轮机运行效率，达到节约制水成本的目的。
关键词：循环水 ;余热;化学水处理;效益
1.前言
玉门油田水电厂现有七台发电机组，总装机容量123MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔，设计总循环水量为20580 m3/h，保有水量为11000 m3。水电厂循环水为闭路循环，循环水是火电厂主要的耗水部分。循环水在水塔处蒸发散热时水份不断被浓缩，致使循环水中盐分增加，浓缩倍率增大。
循环水水质较好，含有大量余热，直接排放不仅浪费水资源，更使水中的能量白白损失。为了减少循环水的排放，有的企业将循环水排污水进行软化处理并加以回收利用，有的企业将循环水连续排污用于捞渣机冲灰、渣，也有的企业将循环水供其他冷换设备使用[1]。此外，提高循环水浓缩倍率也是减少循环水排放量的有效技术措施，通过处理循环水浓缩倍率可高达到5～6倍[2]。
2.循环水综合利用项目改造方案
2.1 工艺现状
水电厂化学水处理采用传统的石灰凝聚澄清预处理加离子交换法除盐工艺，制水的原水为工业水，水温0～15℃，为达到水处理系统运行的最佳除盐状态，需将原水经过汽水混合式加热器加热至40±2℃，后送入反应器，最大处理水量600t/h，年消耗蒸汽9万吨左右。循环水每年排水量约为180万吨。循环水水质较好，根据以往的水质分析报告，循环水与工业水的最大差别在于循环水出水的温度高（30～40℃左右）含盐量大，但其来源可靠、水量稳定，具备替代工业水做为水处理制水原水的条件。
2.2 改造方案
在水电厂#3水塔南侧建一座泵房，内部安装3台变频增压泵（流量280m3/h、扬程63m）。从六期循环水压力管接一根DN500管线至增压泵进口，凝汽器出口循环水经增压后供至化学水处理汽水混合式加热器，将水温微调至40±2℃后进入化学水处理工艺流程。剩余循环水进入#3水塔，同时在#3水塔水池加装液位计，在循环水补水管线加装电动门，随时补充新鲜工业水以保持循环水量。
3.循环水用作化学制水水源后水质的变化
3.1 水质分析概况
循环水用作化学制水水源改造于2016年8月初完工，8月29日正式投入运行。本节分析了循环水综合利用项目投运后较2015年同期循环水水质的变化趋势，为项目的经济核算提供了理论依据。
循环水水质监测项目有温度、碱度、氯离子、硬度、浊度、pH值等，而循环水的浓缩倍率和离子比值则能够反映循环水对凝汽器腐蚀、结垢的影响，通常情况下，循环水浓缩倍率<3、离子比值<0.2时，认为循环水水质状况较好，有利于汽轮机的运行。
3.2改造前循环水水质情况
改造前循环水碱度变化范围为3.1～4.9 mmol/L，氯离子33～45 mg/L，循环水浓缩倍率1.36～2.05，离子比值-0.04～0.51。为了降低循环水浓缩倍率，保证离子比值在合适范围内，每周根据循环水水质情况向#3水塔投加两次磷酸盐型阻垢缓蚀剂，每周投加量约为500kg，循环水中磷酸盐含量为1.63～7.35mg/L。由于循环水水质状况随着机组运行工况的改变而随时变化，无法对循环水水质实时监测而做到及时处理，因此三个月间循环水水质优劣不一。
3.3改造后循环水水质的变化
循环水项目正式投运后，每天监测循环水温度、碱度、氯离子含量、硬度、浊度、pH值等指标，观察循环水用作化学制水水源后，循环水水质的变化情况。从表3可以看出，循环水中氯离子含量、硬度、浊度、浓缩倍率、离子比值等指标自循环水投运后逐日下降，投运的第五天（9月2日），氯离子含量降至25mg/L，浓缩倍率降至1.25，离子比值降至-0.01。此后，循环水水质趋于稳定，氯离子含量在24±1mg/L波动，浓缩倍率为1.2左右，离子比值维持在0以下。
3.4循环水水质全分析报告
溶解固形物可反映水质含盐量的大小，报告中可以看出，投运后，循环水中溶解固形物的含量（470 mg/L）为工业水（404 mg/L）的1.16倍，该数值也与循环水的浓缩倍率相吻合，说明循环水中各种离子含量上升了约20%。从水质报告中可以看出，较改造前预制水的硬度、氯化物、硫酸盐等指标均上升了20%左右，说明循环水用作化学水处理制水水源，化学除盐系统负荷增加了约20%。
3.5小结
从以上水质分析可以看出，循环水用作化学水处理制水水源后，循环水中氯离子含量、循环水浓缩倍率明显下降，离子比值的合格率明显提高，循环水水质得到了显著改善。循环水平均温度30℃，稍经加热，便可达到化学制水的理想温度。循环水替代工业水作为化学水处理的制水水源，其水质相较于工业水，主要区别在于含盐量升高，使得化学水处理除盐系统负荷增加约20%。
4.项目经济效益分析
4.1 化工原料用量
循环水中含盐量高于工业水，而多出的这部分盐量在制水过程中均需要被除去。由水质分析结果可以看出，循环水替代工业水后，水处理设备的除盐负荷增加约20%，由此导致水处理设备运行时间变短、酸碱用量增加、还原设备频次增加、制水水耗上升等，均会增加制水成本。结合系统投运后9月和10月制水的酸碱耗情况及理论分析，改造后酸碱用量增加20%左右。统计了2015年化学工区全年化工原料的使用情况见表6。年增加费用（盐酸、液碱、石灰）约110.27万元。
4.2 电费
循环水余热再利用改造前，化学制水原水自压进入工艺流程，改造后采用增压泵送入工艺流程。新购置的三台增压泵的参数为：流量280 m3/h，扬程63 m。三台升压泵变频运行，根据2016年9月和10月的运行情况，每供出1吨循环水需耗电量0.17kw·h。若水处理每年处理循环水200万吨，则需增加电量34万kw·h，共计23.47万元（电费0.6903元/（kw·h）。
4.3 其它效益
循环水用作化学制水水源后，运行中冷却塔循环水池中不断补充新鲜的工业水，使循环水的温度降低，有利于凝汽器的冷却和提高汽轮机的真空度。2016年9至10月汽轮机的真空度为0.067MPa，比2015年同期提高了1KPa，汽轮机的运行效率可提高0.2%左右，同时也提高了机轮机运行的安全系数。此外，由于循环水水质的改善，每年减少循环水排水量约为40万吨。共计节约工业水水费169.7万元。（每吨工业水1.68元）
4.4 小结
综上，循环水用作化学水处理制水水源后，不但节约了水资源，而且降低了制水成本，年可节约成本费用约95.9万元，同时提高了汽轮机运行的安全系數和效率。
然而，循环水水温时刻变化，加之水加热过程中的热损耗，系统中任何一个因素的变化均会影响制水成本，其运行过程中的具体经济效益，还需要时间的进一步考证。
5. 结论
循环水用作化学水处理制水水源后，杜绝了循环水排污，节约了水资源，并且其中的余热被利用，减少了化学制水过程中蒸汽的使用量，降低了生产成本。同时循环水水质得到了极大的改善，提高了汽轮机的运行效率。此外，在今后的生产过程中，还应积极探索循环水再利用的其它途径，以及化学水处理工艺的优化改造，着力打造节能型水处理工艺。
参考文献：
[1] 苏东发. 优化循环水工艺综合利用水资源.氯碱工业[J]， 2006， 11：43-45.
[2] 沙中魁， 谢长血， 李杰. 火电厂循环水排污水的回收利用. 电力建设[J]， 2001， 22（8）： 50-52.
（中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司，甘肃 酒泉 735200）
关键词：循环水 ;余热;化学水处理;效益
1.前言
玉门油田水电厂现有七台发电机组，总装机容量123MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔，设计总循环水量为20580 m3/h，保有水量为11000 m3。水电厂循环水为闭路循环，循环水是火电厂主要的耗水部分。循环水在水塔处蒸发散热时水份不断被浓缩，致使循环水中盐分增加，浓缩倍率增大。
循环水水质较好，含有大量余热，直接排放不仅浪费水资源，更使水中的能量白白损失。为了减少循环水的排放，有的企业将循环水排污水进行软化处理并加以回收利用，有的企业将循环水连续排污用于捞渣机冲灰、渣，也有的企业将循环水供其他冷换设备使用[1]。此外，提高循环水浓缩倍率也是减少循环水排放量的有效技术措施，通过处理循环水浓缩倍率可高达到5～6倍[2]。
2.循环水综合利用项目改造方案
2.1 工艺现状
水电厂化学水处理采用传统的石灰凝聚澄清预处理加离子交换法除盐工艺，制水的原水为工业水，水温0～15℃，为达到水处理系统运行的最佳除盐状态，需将原水经过汽水混合式加热器加热至40±2℃，后送入反应器，最大处理水量600t/h，年消耗蒸汽9万吨左右。循环水每年排水量约为180万吨。循环水水质较好，根据以往的水质分析报告，循环水与工业水的最大差别在于循环水出水的温度高（30～40℃左右）含盐量大，但其来源可靠、水量稳定，具备替代工业水做为水处理制水原水的条件。
2.2 改造方案
在水电厂#3水塔南侧建一座泵房，内部安装3台变频增压泵（流量280m3/h、扬程63m）。从六期循环水压力管接一根DN500管线至增压泵进口，凝汽器出口循环水经增压后供至化学水处理汽水混合式加热器，将水温微调至40±2℃后进入化学水处理工艺流程。剩余循环水进入#3水塔，同时在#3水塔水池加装液位计，在循环水补水管线加装电动门，随时补充新鲜工业水以保持循环水量。
3.循环水用作化学制水水源后水质的变化
3.1 水质分析概况
循环水用作化学制水水源改造于2016年8月初完工，8月29日正式投入运行。本节分析了循环水综合利用项目投运后较2015年同期循环水水质的变化趋势，为项目的经济核算提供了理论依据。
循环水水质监测项目有温度、碱度、氯离子、硬度、浊度、pH值等，而循环水的浓缩倍率和离子比值则能够反映循环水对凝汽器腐蚀、结垢的影响，通常情况下，循环水浓缩倍率<3、离子比值<0.2时，认为循环水水质状况较好，有利于汽轮机的运行。
3.2改造前循环水水质情况
改造前循环水碱度变化范围为3.1～4.9 mmol/L，氯离子33～45 mg/L，循环水浓缩倍率1.36～2.05，离子比值-0.04～0.51。为了降低循环水浓缩倍率，保证离子比值在合适范围内，每周根据循环水水质情况向#3水塔投加两次磷酸盐型阻垢缓蚀剂，每周投加量约为500kg，循环水中磷酸盐含量为1.63～7.35mg/L。由于循环水水质状况随着机组运行工况的改变而随时变化，无法对循环水水质实时监测而做到及时处理，因此三个月间循环水水质优劣不一。
3.3改造后循环水水质的变化
循环水项目正式投运后，每天监测循环水温度、碱度、氯离子含量、硬度、浊度、pH值等指标，观察循环水用作化学制水水源后，循环水水质的变化情况。从表3可以看出，循环水中氯离子含量、硬度、浊度、浓缩倍率、离子比值等指标自循环水投运后逐日下降，投运的第五天（9月2日），氯离子含量降至25mg/L，浓缩倍率降至1.25，离子比值降至-0.01。此后，循环水水质趋于稳定，氯离子含量在24±1mg/L波动，浓缩倍率为1.2左右，离子比值维持在0以下。
3.4循环水水质全分析报告
溶解固形物可反映水质含盐量的大小，报告中可以看出，投运后，循环水中溶解固形物的含量（470 mg/L）为工业水（404 mg/L）的1.16倍，该数值也与循环水的浓缩倍率相吻合，说明循环水中各种离子含量上升了约20%。从水质报告中可以看出，较改造前预制水的硬度、氯化物、硫酸盐等指标均上升了20%左右，说明循环水用作化学水处理制水水源，化学除盐系统负荷增加了约20%。
3.5小结
从以上水质分析可以看出，循环水用作化学水处理制水水源后，循环水中氯离子含量、循环水浓缩倍率明显下降，离子比值的合格率明显提高，循环水水质得到了显著改善。循环水平均温度30℃，稍经加热，便可达到化学制水的理想温度。循环水替代工业水作为化学水处理的制水水源，其水质相较于工业水，主要区别在于含盐量升高，使得化学水处理除盐系统负荷增加约20%。
4.项目经济效益分析
4.1 化工原料用量
循环水中含盐量高于工业水，而多出的这部分盐量在制水过程中均需要被除去。由水质分析结果可以看出，循环水替代工业水后，水处理设备的除盐负荷增加约20%，由此导致水处理设备运行时间变短、酸碱用量增加、还原设备频次增加、制水水耗上升等，均会增加制水成本。结合系统投运后9月和10月制水的酸碱耗情况及理论分析，改造后酸碱用量增加20%左右。统计了2015年化学工区全年化工原料的使用情况见表6。年增加费用（盐酸、液碱、石灰）约110.27万元。
4.2 电费
循环水余热再利用改造前，化学制水原水自压进入工艺流程，改造后采用增压泵送入工艺流程。新购置的三台增压泵的参数为：流量280 m3/h，扬程63 m。三台升压泵变频运行，根据2016年9月和10月的运行情况，每供出1吨循环水需耗电量0.17kw·h。若水处理每年处理循环水200万吨，则需增加电量34万kw·h，共计23.47万元（电费0.6903元/（kw·h）。
4.3 其它效益
循环水用作化学制水水源后，运行中冷却塔循环水池中不断补充新鲜的工业水，使循环水的温度降低，有利于凝汽器的冷却和提高汽轮机的真空度。2016年9至10月汽轮机的真空度为0.067MPa，比2015年同期提高了1KPa，汽轮机的运行效率可提高0.2%左右，同时也提高了机轮机运行的安全系数。此外，由于循环水水质的改善，每年减少循环水排水量约为40万吨。共计节约工业水水费169.7万元。（每吨工业水1.68元）
4.4 小结
综上，循环水用作化学水处理制水水源后，不但节约了水资源，而且降低了制水成本，年可节约成本费用约95.9万元，同时提高了汽轮机运行的安全系數和效率。
然而，循环水水温时刻变化，加之水加热过程中的热损耗，系统中任何一个因素的变化均会影响制水成本，其运行过程中的具体经济效益，还需要时间的进一步考证。
5. 结论
循环水用作化学水处理制水水源后，杜绝了循环水排污，节约了水资源，并且其中的余热被利用，减少了化学制水过程中蒸汽的使用量，降低了生产成本。同时循环水水质得到了极大的改善，提高了汽轮机的运行效率。此外，在今后的生产过程中，还应积极探索循环水再利用的其它途径，以及化学水处理工艺的优化改造，着力打造节能型水处理工艺。
参考文献：
[1] 苏东发. 优化循环水工艺综合利用水资源.氯碱工业[J]， 2006， 11：43-45.
[2] 沙中魁， 谢长血， 李杰. 火电厂循环水排污水的回收利用. 电力建设[J]， 2001， 22（8）： 50-52.
（中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司，甘肃 酒泉 735200）