CN105271549B - 热电厂循环水资源综合利用***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了热电厂循环水资源综合利用***及方法，其中***包括高速过滤器、循环水滤网井、循环水泵、汽轮机装置、循环水冷却塔、输水泵和水净化装置；方法包括如下步骤：(1)冷却塔补水；(2)冷却塔中循环水处理；(3)循环水净化处理。本发明的优点在于，(1)生水补入循环水为凝汽器降温可以提高真空度，提升汽轮机运行效率；(2)补入的生水可以优化循环水质，再将循环水抽出使用，实现抽补平衡进入良性循环，同时实现冷却塔零排污；(3)有利于超滤及反渗透增加产水量。
Description
技术领域：
本发明涉及水资源综合利用***及方法，特别是涉及一种热电厂循环水资源综合利用***及方法。
背景技术：
热电厂循环水为满足工艺要求，在运行过程中需要不断用生水或中水对循环水进行置换，造成大量水资源的浪费，同时为后续污水处理带来了巨大的压力。循环水由汽轮机凝汽器带出的热量也由冷却塔直接排向大气，造成了能源的极大浪费。
目前，水务公司生水直接通过水净化装置处理，而依据水净化装置使用说明，生水温度控制在26℃条件下，设备产水量最大，来自地下的生水温度一般为0-4℃，不能满足设备最大产水量要求，因此造成大量水资源的浪费。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种热电厂循环水资源综合利用***。
本发明的第二个目的在于提供一种热电厂循环水资源综合利用方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施，热电厂循环水资源综合利用***，其包括高速过滤器、循环水滤网井、循环水泵、汽轮机装置、循环水冷却塔、输水泵和水净化装置，所述高速过滤器的出水口与所述循环水滤网井的进水口管路连接，所述循环水滤网井的出水口与所述循环水泵的进水口管路连接，所述循环水泵的出水口与所述汽轮机装置的冷却水进口管路连接，所述汽轮机装置的冷却水出口与所述循环水冷却塔的进水口管路连接，所述循环水冷却塔的塔池出水口与所述输水泵的进水口管路连接，所述输水泵的出水口与所述水净化装置的进水口管路连接。
优选的，所述高速过滤器的进水口处设有第一加药泵。
具体的，所述水净化装置包括超滤原水箱、多介质过滤器、超滤装置和反渗透装置，超滤装置为诺瑞特超滤装置，反渗透装置采用美国陶氏抗污染反渗透膜，所述输水泵的出水口与所述超滤原水箱的进水口管路连接，所述超滤原水箱的出水口与所述多介质过滤器的进水口管道连接，所述多介质过滤器的出水口与所述超滤装置的进水口管路连接，所述超滤装置的出水口与所述反渗透装置的进水口管路连接。
优选的，所述多介质过滤器的进水口处设有第二加药泵。
优选的，连接所述多介质过滤器的出水口与所述超滤装置的进水口的管路上设有第三加药泵。
优选的，所述反渗透装置进水口处设有分散剂加药泵和还原剂加药泵。
具体的，所述汽轮机装置包括汽轮机凝汽器、汽轮机冷油器、汽轮机空冷器和机封冷却装置，所述循环水泵的出水口分别与所述汽轮机凝汽器、所述汽轮机冷油器、所述汽轮机空冷器和所述机封冷却装置的冷却水进口管路连接，所述汽轮机凝汽器、所述汽轮机冷油器、所述汽轮机空冷器和所述机封冷却装置的冷却水出口与所述循环水冷却塔的进水口管路连接。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施，热电厂循环水资源综合利用方法，其包括如下步骤：(1)冷却塔补水；(2)冷却塔中循环水处理；(3)循环水净化处理；
(1)冷却塔补水：生水由水务公司管道引出，进入高速过滤器过滤后送至循环水滤网井，再经所述循环水滤网井供给汽轮机装置换热，换热后所述生水送入循环水冷却塔；温度较低的生水补入循环水后，可以提高汽轮机凝汽器真空度，提高设备发电量，
(2)冷却塔中循环水处理：每天需按时向所述循环水冷却塔塔池中连续或冲击式投加杀菌剂和阻垢缓蚀剂，所述阻垢缓蚀剂的加注量为15-20ppm，投加所述杀菌剂将反渗透前新安装的ORP表调节到450-550mv，经长期运行试验发现当投加所述杀菌剂使得所述反渗透前新安装的ORP表调节到450-550mv时，反渗透装置不会产生污堵，同时调节所述循环水冷却塔的补水量与输水泵的抽出水量使得所述循环水冷却塔塔池中的循环水氯根<120ppm；每天定期向循环水中投加杀菌剂及缓蚀阻垢剂，杀菌剂主要预防细菌、藻类的滋生，可通过反渗透前新安装的ORP表调节，要求ORP表显为450-550mv，超滤产水可以通过SDI值进行测定，要求SDI<2；由于杀菌剂为氧化性杀菌剂，过量时会造成设备腐蚀，所以需同时使用具有缓解腐蚀与抗结垢的缓蚀阻垢剂做为循环水添加药剂。
(3)循环水净化处理：通过所述输水泵将所述循环水冷却塔塔池中的所述循环水送至水净化装置进行净化处理后，输送给水用户使用。
所述步骤(1)中，通过所述高速过滤器进水口处的第一加药泵连续向所述生水中加注高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，将所述生水中的大分子物质凝聚为集团颗粒，提高所述高速过滤器过滤效率。
具体的，所述步骤(2)中的所述杀菌剂为三氯异氰尿酸或次氯酸钠溶液。
所述步骤(3)具体为，通过所述输水泵将所述循环水冷却塔塔池中的所述循环水送至所述超滤原水箱，再经多介质过滤器处理后送至超滤装置过滤，过滤后超滤产水则送往反渗透装置使用；其中，需要在所述多介质过滤器前使用第二加药泵连续加注所述高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，在所述多介质过滤器与所述超滤装置间使用第三加药泵连续加注质量浓度为3-5％的稀盐酸，将所述超滤产水pH调节至7.2-7.8，若超滤产水pH值过高则会导致末端反渗透装置结垢堵塞，超滤产水pH值过低则会引起水中游离氯在酸性条件下腐蚀设备。
所述步骤(3)中，所述超滤产水进所述反渗透装置前，需使用分散剂加药泵连续加注分散剂PTP-0100避免所述反渗透装置结垢堵塞，加注量为4-5ppm；还需通过还原剂加药泵加注还原剂控制余氯，使用所述还原剂加药泵连续投加，加注量为2-4ppm，将反渗透本体ORP表表显控制在130-170mv，反渗透产水可供各用水工艺点使用。若反渗透本体ORP表表显大于170mv，则会引起反渗透膜氧化，若反渗透本体ORP表表显小于130mv，则会发生还原剂投加过量，致使反渗透膜污堵。
所述还原剂为质量浓度10-15％的亚硫酸氢钠溶液。亚硫酸氢钠作为化学水处理工艺中的还原性药剂被广泛使用，同时价格低廉不会对下游水处理设备造成太大处理压力，配置溶液质量浓度10-15％为宜，需依据加药泵加药能力大小调配。
所述的热电厂循环水资源综合利用方法，还包括有反洗步骤，当所述反渗透装置的反渗透压力高于1.4MPa时即可进行清洗，在线清洗包括酸洗和碱洗，首先使用柠檬酸将pH值调至2-3开始启动清洗泵进行酸洗，直至pH值不再上升，然后停止所述清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性后再加入片碱、EDTA、十二烷基苯磺酸钠到在线清洗水箱内进行碱洗，其中所述EDTA加入量为所述在线清洗水箱内水质量的1％，所述十二烷基苯磺酸钠加入量为所述在线清洗水箱内水质量的0.25％，再加入所述片碱调节所述在线清洗水箱内液体pH值为12-13，启动所述清洗泵清洗，直至pH值不再下降，然后停止所述清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性，至此在线清洗完毕。
本发明中所提到的药剂加注量单位为ppm，具体是指循环水或超滤产水中相应药剂的质量浓度。
本发明的优点在于，(1)生水补入循环水为凝汽器降温可以提高真空度，提升汽轮机运行效率；(2)补入的生水可以优化循环水质，再将循环水抽出使用，实现抽补平衡进入良性循环，同时实现冷却塔零排污；(3)冬季将与凝汽器热交换过的循环水抽出后供超滤等装置使用，不但实现凝汽器余热回收，而且依据设备使用说明，生水温度控制在26℃条件下，设备产水量为最大，因此，冬季25-28℃的循环水较0-4℃的生水，更有利于超滤及反渗透增加产水量。
附图说明：
图1为热电厂循环水资源综合利用***结构示意图。
高速过滤器1，循环水滤网井2，循环水泵3，循环水冷却塔4，输水泵5，汽轮机凝汽器6，汽轮机冷油器7，汽轮机空冷器8，机封冷却装置9，超滤原水箱10，多介质过滤器11，超滤装置12，反渗透装置13，第一加药泵14，第二加药泵15，第三加药泵16，分散剂加药泵17，还原剂加药泵18。
具体实施方式
实施例1：热电厂循环水资源综合利用***，其包括高速过滤器1、循环水滤网井2、循环水泵3、汽轮机装置、循环水冷却塔4、输水泵5和水净化装置。汽轮机装置包括汽轮机凝汽器6、汽轮机冷油器7、汽轮机空冷器8和机封冷却装置9。水净化装置包括超滤原水箱10、多介质过滤器11、超滤装置12和反渗透装置13，超滤装置12为诺瑞特超滤装置，反渗透装置13采用美国陶氏抗污染反渗透膜。高速过滤器1的进水口处设有第一加药泵14，高速过滤器1的出水口与循环水滤网井2的进水口管路连接，循环水滤网井2的出水口与循环水泵3的进水口管路连接，循环水泵3的出水口分别与汽轮机凝汽器6、汽轮机冷油器7、汽轮机空冷器8和机封冷却装置9的冷却水进口管路连接，汽轮机凝汽器6、汽轮机冷油器7、汽轮机空冷器8和机封冷却装置9的冷却水出口与循环水冷却塔4的进水口管路连接，循环水冷却塔4的塔池出水口与输水泵5的进水口管路连接，输水泵5的出水口与超滤原水箱10的进水口管路连接，超滤原水箱10的出水口与多介质过滤器11的进水口管道连接，多介质过滤器11的进水口处设有第二加药泵15，多介质过滤器11的出水口与超滤装置12的进水口管路连接，超滤装置12的出水口与反渗透装置13的进水口管路连接。连接多介质过滤器11的出水口与超滤装置12的进水口的管路上设有第三加药泵16。反渗透装置13进水口处设有分散剂加药泵17和还原剂加药泵18。
实施例2：利用实施例1热电厂循环水资源综合利用***，实施的热电厂循环水资源综合利用方法，其包括如下步骤：(1)冷却塔补水；(2)冷却塔中循环水处理；(3)循环水净化处理；
(1)冷却塔补水：生水由水务公司管道引出，进入高速过滤器1过滤后送至循环水滤网井2，再经循环水滤网井2供给汽轮机装置换热，换热后生水送入循环水冷却塔4；温度较低的生水补入循环水后，可以提高汽轮机凝汽器真空度，提高设备发电量。通过高速过滤器1进水口处的第一加药泵14连续向生水中加注高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，将生水中的大分子物质凝聚为集团颗粒，提高高速过滤器1过滤效率。
(2)冷却塔中循环水处理：每天需按时向循环水冷却塔4塔池中连续或冲击式投加杀菌剂和阻垢缓蚀剂，阻垢缓蚀剂的加注量为15ppm，投加杀菌剂将反渗透前新安装的ORP表调节到450mv，经长期运行试验发现当投加杀菌剂使得反渗透前新安装的ORP表调节到450mv时，反渗透装置13不会产生污堵，同时调节循环水冷却塔4的补水量与输水泵5的抽出水量使得循环水冷却塔4塔池中的循环水氯根<120ppm；杀菌剂为三氯异氰尿酸。
(3)循环水净化处理：通过输水泵5将循环水冷却塔4塔池中的循环水送至超滤原水箱10，再经多介质过滤器11处理后送至超滤装置12过滤，过滤后超滤产水则送往反渗透装置13使用；其中，需要在多介质过滤器11前使用第二加药泵15连续加注高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，在多介质过滤器11与超滤装置12间使用第三加药泵16连续加注质量浓度为3％的稀盐酸，将超滤产水pH调节至7.2，若超滤产水pH值过高则会导致末端反渗透装置13结垢堵塞，超滤产水pH值过低则会引起水中游离氯在酸性条件下腐蚀设备。
超滤产水进反渗透装置13前，需使用分散剂加药泵17连续加注分散剂PTP-0100避免反渗透装置13结垢堵塞，加注量为4ppm；还需通过还原剂加药泵18加注质量浓度10％的亚硫酸氢钠溶液控制余氯，亚硫酸氢钠作为化学水处理工艺中的还原性药剂被广泛使用，同时价格低廉不会对下游水处理设备造成太大处理压力，配置溶液质量浓度需依据加药泵加药能力大小调配。使用还原剂加药泵18连续投加亚硫酸氢钠溶液，加注量为2ppm，将反渗透本体ORP表表显控制在130-170mv，反渗透产水可供各用水工艺点使用。若反渗透本体ORP表表显大于170mv，则会引起反渗透膜氧化，若反渗透本体ORP表表显小于130mv，则会发生还原剂投加过量，致使反渗透膜污堵。
实施例3：利用实施例1热电厂循环水资源综合利用***，实施的热电厂循环水资源综合利用方法，其包括如下步骤：(1)冷却塔补水；(2)冷却塔中循环水处理；(3)循环水净化处理；
(1)冷却塔补水：生水由水务公司管道引出，进入高速过滤器1过滤后送至循环水滤网井2，再经循环水滤网井2供给汽轮机装置换热，换热后生水送入循环水冷却塔4；温度较低的生水补入循环水后，可以提高汽轮机凝汽器真空度，提高设备发电量。通过高速过滤器1进水口处的第一加药泵14连续向生水中加注高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，将生水中的大分子物质凝聚为集团颗粒，提高高速过滤器1过滤效率。
(2)冷却塔中循环水处理：每天需按时向循环水冷却塔4塔池中连续或冲击式投加杀菌剂和阻垢缓蚀剂，阻垢缓蚀剂的加注量为20ppm，投加杀菌剂将反渗透前新安装的ORP表调节到550mv，经长期运行试验发现当投加杀菌剂使得反渗透前新安装的ORP表调节到550mv时，反渗透装置13不会产生污堵，同时调节循环水冷却塔4的补水量与输水泵5的抽出水量使得循环水冷却塔4塔池中的循环水氯根<120ppm；杀菌剂为次氯酸钠溶液。
(3)循环水净化处理：通过输水泵5将循环水冷却塔4塔池中的循环水送至超滤原水箱10，再经多介质过滤器11处理后送至超滤装置12过滤，过滤后超滤产水则送往反渗透装置13使用；其中，需要在多介质过滤器11前使用第二加药泵15连续加注高效絮凝剂(ProFlocTM C)，加注量为2ppm，在多介质过滤器11与超滤装置12间使用第三加药泵16连续加注质量浓度为5％的稀盐酸，将超滤产水pH调节至7.8，若超滤产水pH值过高则会导致末端反渗透装置13结垢堵塞，超滤产水pH值过低则会引起水中游离氯在酸性条件下腐蚀设备。
超滤产水进反渗透装置13前，需使用分散剂加药泵17连续加注分散剂PTP-0100避免反渗透装置13结垢堵塞，加注量为5ppm；还需通过还原剂加药泵18加注质量浓度15％的亚硫酸氢钠溶液控制余氯，亚硫酸氢钠作为化学水处理工艺中的还原性药剂被广泛使用，同时价格低廉不会对下游水处理设备造成太大处理压力，配置溶液质量浓度需依据加药泵加药能力大小调配。使用还原剂加药泵18连续投加亚硫酸氢钠溶液，加注量为4ppm，将反渗透本体ORP表表显控制在130-170mv，反渗透产水可供各用水工艺点使用。若反渗透本体ORP表表显大于170mv，则会引起反渗透膜氧化，若反渗透本体ORP表表显小于130mv，则会发生还原剂投加过量，致使反渗透膜污堵。
当反渗透装置13的反渗透压力高于1.4MPa时即可进行清洗，在线清洗包括酸洗和碱洗，首先使用柠檬酸将pH值调至2-3开始启动清洗泵进行酸洗，直至pH值不再上升，然后停止清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性后再加入片碱、EDTA、十二烷基苯磺酸钠到在线清洗水箱内进行碱洗，其中EDTA加入量为在线清洗水箱内水质量的1％，十二烷基苯磺酸钠加入量为在线清洗水箱内水质量的0.25％，再加入片碱调节在线清洗水箱内液体pH值为12-13，启动清洗泵清洗，直至pH值不再下降，然后停止清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性，至此在线清洗完毕。
Claims (14)
1.热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，其包括高速过滤器、循环水滤网井、循环水泵、汽轮机装置、循环水冷却塔、输水泵和水净化装置，生水由水务公司管道引出，进入高速过滤器，所述高速过滤器的出水口与所述循环水滤网井的进水口管路连接，所述循环水滤网井的出水口与所述循环水泵的进水口管路连接，所述循环水泵的出水口与所述汽轮机装置的冷却水进口管路连接，所述汽轮机装置的冷却水出口与所述循环水冷却塔的进水口管路连接，所述循环水冷却塔的塔池出水口与所述输水泵的进水口管路连接，所述输水泵的出水口与所述水净化装置的进水口管路连接，循环水送至水净化装置进行净化处理后，输送给水用户使用。
2.根据权利要求1所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，所述高速过滤器的进水口处设有第一加药泵。
3.根据权利要求1或2所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，所述水净化装置包括超滤原水箱、多介质过滤器、超滤装置和反渗透装置，所述输水泵的出水口与所述超滤原水箱的进水口管路连接，所述超滤原水箱的出水口与所述多介质过滤器的进水口管道连接，所述多介质过滤器的出水口与所述超滤装置的进水口管路连接，所述超滤装置的出水口与所述反渗透装置的进水口管路连接。
4.根据权利要求3所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，所述多介质过滤器的进水口处设有第二加药泵。
5.根据权利要求3所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，连接所述多介质过滤器的出水口与所述超滤装置的进水口的管路上设有第三加药泵。
6.根据权利要求3所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，所述反渗透装置进水口处设有分散剂加药泵和还原剂加药泵。
7.根据权利要求1或2所述的热电厂循环水资源综合利用***，其特征在于，所述汽轮机装置包括汽轮机凝汽器、汽轮机冷油器、汽轮机空冷器和机封冷却装置，所述循环水泵的出水口分别与所述汽轮机凝汽器、所述汽轮机冷油器、所述汽轮机空冷器和所述机封冷却装置的冷却水进口管路连接，所述汽轮机凝汽器、所述汽轮机冷油器、所述汽轮机空冷器和所述机封冷却装置的冷却水出口与所述循环水冷却塔的进水口管路连接。
8.热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)冷却塔补水；(2)冷却塔中循环水处理；(3)循环水净化处理；
(1)冷却塔补水：生水由水务公司管道引出，进入高速过滤器过滤后送至循环水滤网井，再经所述循环水滤网井供给汽轮机装置换热，换热后所述生水送入循环水冷却塔；
(2)冷却塔中循环水处理：每天需按时向所述循环水冷却塔塔池中连续或冲击式投加杀菌剂和阻垢缓蚀剂，所述阻垢缓蚀剂的加注量为15-20ppm，投加所述杀菌剂将反渗透前新安装的ORP表调节到450-550mv，同时调节所述循环水冷却塔的补水量与输水泵的抽出水量使得所述循环水冷却塔塔池中的循环水氯根<120ppm；
(3)循环水净化处理：通过所述输水泵将所述循环水冷却塔塔池中的所述循环水送至水净化装置进行净化处理后，输送给水用户使用。
9.根据权利要求8所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过所述高速过滤器进水口处的第一加药泵连续向所述生水中加注高效絮凝剂，加注量为2ppm。
10.根据权利要求8所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述杀菌剂为三氯异氰尿酸或次氯酸钠溶液。
11.根据权利要求8所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为，通过所述输水泵将所述循环水冷却塔塔池中的所述循环水送至超滤原水箱，再经多介质过滤器处理后送至超滤装置过滤，过滤后超滤产水则送往反渗透装置使用；其中，需要在所述多介质过滤器前使用第二加药泵连续加注高效絮凝剂，加注量为2ppm，在所述多介质过滤器与所述超滤装置间使用第三加药泵连续加注质量浓度为3-5％的稀盐酸，将所述超滤产水pH调节至7.2-7.8。
12.根据权利要求11所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述超滤产水进所述反渗透装置前，需使用分散剂加药泵连续加注分散剂，加注量为4-5ppm；还需通过还原剂加药泵加注还原剂控制余氯，使用所述还原剂加药泵连续投加，加注量为2-4ppm，将反渗透本体ORP表表显控制在130-170mv，反渗透产水可供各用水工艺点使用。
13.根据权利要求12所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，所述还原剂为质量浓度10-15％的亚硫酸氢钠溶液。
14.根据权利要求11-13任意一项所述的热电厂循环水资源综合利用方法，其特征在于，其还包括有反洗步骤，当所述反渗透装置的反渗透压力高于1.4MPa时即可进行清洗，在线清洗包括酸洗和碱洗，首先使用柠檬酸将pH值调至2-3开始启动清洗泵进行酸洗，直至pH值不再上升，然后停止所述清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性后再加入片碱、EDTA、十二烷基苯磺酸钠到在线清洗水箱内进行碱洗，其中所述EDTA加入量为在所述线清洗水箱内水质量的1％，所述十二烷基苯磺酸钠加入量为所述在线清洗水箱内水质量的0.25％，再加入所述片碱调节所述在线清洗水箱内液体pH值为12-13，启动所述清洗泵清洗，直至pH值不再下降，然后停止所述清洗泵，放尽药液，用清水清洗反渗透装置至中性，至此在线清洗完毕。
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