臭氧處理電廠循環(huán)冷卻水的研究與應(yīng)用?

全康環(huán)保:摘要:針對(duì)臭氧技術(shù)在電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工程應(yīng)用，對(duì)其阻垢、緩蝕效果進(jìn)行了研究。通過(guò)氣水高效傳質(zhì)、DO₃控制等關(guān)鍵工藝設(shè)計(jì)，成功在電廠循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用，項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果表明:采用臭氧技術(shù)改造后，實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，660MW超超臨界機(jī)組的夏季運(yùn)行真空和端差數(shù)據(jù)穩(wěn)定，且趨勢(shì)穩(wěn)中趨優(yōu):真空處于－(89～95)kPa范圍內(nèi)，95%以上的端差處于0．5～3．5℃范圍內(nèi);運(yùn)行53天后進(jìn)行凝汽器性能試驗(yàn)，結(jié)果顯示凝汽器端差改善28．27%、凝汽器壓力改善8．21%、低壓凝汽器清潔系數(shù)提高29．51%、高壓凝汽器清潔系數(shù)提高29．92%，阻垢效果良好，有助于全廠節(jié)能降耗;臭氧技術(shù)處理后的循環(huán)水濁度、COD、氨氮等各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求，且細(xì)菌總數(shù)＜3000CFU/mL，降低生物污垢存在風(fēng)險(xiǎn);不銹鋼腐蝕速率遠(yuǎn)小于0．005mm/a、總鐵遠(yuǎn)小于0．5mg/L、總銅未檢出、pH在7～9范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)良好的緩蝕效果。臭氧技術(shù)處理循環(huán)冷卻水，綠色環(huán)保的同時(shí)具有顯著的環(huán)境社會(huì)效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)應(yīng)用研究成果可為電廠循環(huán)冷卻水處理提供高效、低成本的“零”外排新思路。

0 引言

我國(guó)是缺水嚴(yán)重國(guó)家，人均水資源占有量?jī)H占世界人均水平的1/4，水資源短缺問(wèn)題已經(jīng)成為限制經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素［1］。國(guó)家頒布的《節(jié)約能源法》、《環(huán)境保護(hù)法》、“水十條”等法規(guī)，對(duì)工業(yè)企業(yè)用水量、排水量和排水水質(zhì)要求日益嚴(yán)格。

循環(huán)冷卻水用量占工業(yè)用水總量的50%～90%［2］，占比巨大。為提高水務(wù)管理水平，再生水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為補(bǔ)充水、提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)，是水資源短缺地區(qū)提高水資源利用率的主要手段。但由于再生水水質(zhì)較差、水中氮、磷和COD等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，且濃縮倍數(shù)的提高，會(huì)提高換熱器結(jié)垢、腐蝕、微生物滋生的風(fēng)險(xiǎn)，以致影響換熱設(shè)備傳熱效率，降低設(shè)備使用壽命［3－4］。

隨著水處理研究工作的深入開(kāi)展，大量的實(shí)踐和研究結(jié)果表明，化學(xué)藥劑處理循環(huán)冷卻水的效果受到人為因素影響，濃縮倍數(shù)的提升亦受到限制，且會(huì)給環(huán)境帶來(lái)二次污染［5］。因此，能在運(yùn)行中長(zhǎng)期有效保持換熱器清潔并提高循環(huán)水利用率，避免藥劑產(chǎn)生的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)保增效的技術(shù)是循環(huán)冷卻水處理的重點(diǎn)研究方向。臭氧處理作為一項(xiàng)綠色、高效的循環(huán)水處理技術(shù)，受到廣泛重視。

臭氧氧化性極強(qiáng)，氧化還原電位為2．07V，僅次于氟，常被用于殺菌消毒、除味脫色、分解有機(jī)物等，在水處理行業(yè)應(yīng)用廣泛。

在間冷開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)，水溫常在25～40℃，此條件下環(huán)境空氣和補(bǔ)水引入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及充足太陽(yáng)光照，有利于微生物的繁殖。由于微生物的參與，間冷開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中垢的形成原因難以用單純的化學(xué)理論解釋。水垢與污垢在形成過(guò)程中彼此混雜，且存在互相促進(jìn)的黏聚作用或催化作用［6］。

臭氧在間冷開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中的投加，可使水中有機(jī)物、微生物發(fā)生分解、斷裂，生物膜破壞、生物黏泥大大減少，進(jìn)而使碳酸鈣等無(wú)機(jī)析出物無(wú)法附著。此外，有研究表明臭氧氧化垢層基質(zhì)中的有機(jī)成分，使垢層變松脫落;臭氧在水中釋放的單原子氧，容易吸附在金屬表面，阻止成垢物在金屬表面的附著;臭氧還能破壞水中的氫鍵使成垢的陰陽(yáng)離子難以結(jié)合形成沉淀;臭氧可致碳酸鈣晶格畸變，結(jié)構(gòu)疏松，阻止成垢物質(zhì)生長(zhǎng)、附著［6－7］。

臭氧作為強(qiáng)氧化劑，其緩蝕機(jī)理和鉻酸鹽緩蝕劑作用相似，主要表現(xiàn)為冷卻水中活潑的氧原子(O)與亞鐵離子反應(yīng)后，在陽(yáng)極表面形成一層含γ－Fe₂O₃的氧化物鈍化膜。這種膜薄而致密，與金屬結(jié)合牢固，阻礙水中溶解氧擴(kuò)散到金屬表面，達(dá)到緩蝕作用。其次，含低濃度臭氧的水，pH值為8～9，不利于化學(xué)腐蝕發(fā)生。再次，臭氧能有效殺滅噬硫菌、噬鐵菌等微生物，防止微生物點(diǎn)蝕［8－9］。

將臭氧用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)處理以起到阻垢緩蝕作用，在國(guó)內(nèi)外已有大量研究。相關(guān)文獻(xiàn)研究表明，臭氧作為兼具阻垢－緩蝕－殺菌多項(xiàng)功能的單一水處理劑，使循環(huán)水系統(tǒng)在較高濃縮倍數(shù)下安全運(yùn)行，有效改善換熱器清潔狀態(tài)［10－11］。

1970年美國(guó)學(xué)者Odgen應(yīng)用臭氧處理循環(huán)冷卻水，證明使用臭氧法具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)［12］，第五十一屆國(guó)際水會(huì)議上，Pryor．A首次做了《臭氧冷卻水處理的特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)性》的報(bào)告，介紹了全美水處理公司利用該技術(shù)處理130多座冷卻塔的處理效果，并得出的結(jié)論:以臭氧作單一的水處理藥劑技術(shù)，能夠取代傳統(tǒng)處理技術(shù)，同時(shí)還可以進(jìn)行阻垢緩蝕和殺菌滅藻［13］。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等研究院校對(duì)臭氧處理循環(huán)冷卻水開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究［10，14］。

本文結(jié)合實(shí)際運(yùn)行案例數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析臭氧處理循環(huán)冷卻水的阻垢緩蝕效果，以及臭氧技術(shù)改造帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

為積極響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策，切實(shí)提高電廠水務(wù)管理水平，河南2個(gè)發(fā)電廠采用臭氧技術(shù)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了改造(改造概況見(jiàn)表1)，替代原有殺菌劑和阻垢緩蝕劑，優(yōu)化處理效果。本文對(duì)2個(gè)電廠采用臭氧技術(shù)改造后的循環(huán)水系統(tǒng)處理效果進(jìn)行分析研究。

項(xiàng)目A為某2×3000kW自備電廠，該電廠雙機(jī)組配置3座機(jī)械風(fēng)冷冷卻塔和2臺(tái)循環(huán)水泵，最大循環(huán)水量為2400m³/h，保有水量2000m³。凝汽器和相關(guān)輔機(jī)材質(zhì)為HSn70－1黃銅。循環(huán)水補(bǔ)充水為地表水，改造前采用陽(yáng)離子交換法降低硬度，但勞動(dòng)強(qiáng)度大且運(yùn)行費(fèi)用高，系統(tǒng)存在污堵和點(diǎn)蝕問(wèn)題。采用臭氧技術(shù)改造后，補(bǔ)充水直補(bǔ)循環(huán)水系統(tǒng)，提升濃縮倍數(shù)，改善凝汽管換熱效果并有效緩蝕。

項(xiàng)目B為某2×660MW超超臨界火電廠，為實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能、減排，按分步實(shí)施的原則實(shí)現(xiàn)廢水零排放。該電廠每臺(tái)機(jī)組配置一座淋水面積為9000m²的逆流式自然通風(fēng)冷卻塔和2臺(tái)循環(huán)水泵，滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，設(shè)計(jì)總循環(huán)水量為140257m³/h，實(shí)際總循環(huán)水量為129090m³/h，保有水量50000m³。凝汽器和輔機(jī)材質(zhì)均為317L，循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水以城市中水為主要水源，補(bǔ)充水預(yù)處理系統(tǒng)采用石灰軟化工藝。在采用臭氧改造前，循環(huán)水濃縮倍數(shù)設(shè)計(jì)值為4．85，臭氧改造后，設(shè)計(jì)循環(huán)水濃縮倍數(shù)提高至8．5，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水排水供脫硫和消防系統(tǒng)利用，不外排。

1.2 研究方法及工藝設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)依據(jù)及檢測(cè)方法

本研究中凝汽器性能測(cè)試遵循以下規(guī)范:Standardsforsteamsurfacecondensers，tenthedition，HeatExchangeInstitute(HEI)，2006(美國(guó)傳熱學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn));《汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程》(GB/T8117．1－2008);《凝汽器與真空系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》(DL/T932－2005);《表面式凝汽器運(yùn)行性能試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T1078－2007);水和水蒸汽性質(zhì)表:國(guó)際公式化委員會(huì)IFC－1967公式。項(xiàng)目運(yùn)行效果評(píng)估中的指標(biāo)檢測(cè)方法列于表2。

1.2.2 臭氧氣體制備及經(jīng)濟(jì)效益核算方法

環(huán)境空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮成為高壓空氣，再經(jīng)冷干機(jī)冷卻干燥后儲(chǔ)存在空氣儲(chǔ)罐，空氣儲(chǔ)罐的空氣輸送至制氧機(jī)制備為高純度的氧氣儲(chǔ)存在氧氣儲(chǔ)罐，氧氣經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生器高壓放電制備成高濃度、高壓力的臭氧氣體。

項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益核算:節(jié)水效益依據(jù)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50050－2017)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合電廠實(shí)際用水價(jià)格計(jì)算;節(jié)能效益計(jì)算基于凝汽器性能測(cè)試的真空改善數(shù)值，結(jié)合電廠所用汽輪機(jī)的背壓對(duì)熱耗修正曲線，計(jì)算熱耗改變數(shù)值，進(jìn)而計(jì)算標(biāo)煤節(jié)約量，核算節(jié)煤效益。節(jié)省化學(xué)藥劑效益來(lái)自項(xiàng)目改造前的廠內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。臭氧系統(tǒng)電耗增加根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行功率進(jìn)行核算。

1.2.3 高效傳質(zhì)設(shè)計(jì)

為取得臭氧技術(shù)的工藝效果，須保證臭氧充分溶解于水中并保持一定的濃度，所以需要設(shè)計(jì)高效率的氣水傳質(zhì)裝置，將臭氧氣體混合溶解于水。傳質(zhì)效率(即氣體溶解于水中的效率，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“MTE”―MassTransferEfficiency)越高，達(dá)到工藝所需水中臭氧濃度所需的臭氧量越少，臭氧發(fā)生器及其配套設(shè)備的選型可越小，投資和運(yùn)行成本也越低。

1.2.4 臭氧投加量確定

根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水水質(zhì)，依據(jù)《臭氧處理循環(huán)水冷卻水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T32107－2015)，進(jìn)行臭氧投加量的設(shè)計(jì)。由于不同項(xiàng)目水質(zhì)不同，水體中消耗臭氧的成分不同，對(duì)臭氧的消耗量不定，不同水體、不同水質(zhì)、不同工況下的臭氧消耗量，均先行小試試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)工程臭氧投加量設(shè)計(jì)。

1.2.5 DO₃控制設(shè)計(jì)

注入循環(huán)冷卻水中臭氧濃度(DO₃)，在符合《臭氧處理循環(huán)水冷卻水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T32107－2015)的同時(shí)，還要對(duì)濃度進(jìn)行精確控制。循環(huán)水中臭氧濃度不足，會(huì)影響處理效果;濃度過(guò)高，則會(huì)增加設(shè)備系統(tǒng)(包括空壓機(jī)、制氧機(jī)、冷干機(jī)、臭氧發(fā)生器和冷凍機(jī))生產(chǎn)臭氧的能耗，造成浪費(fèi)。因此，通過(guò)自控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)地將循環(huán)水中臭氧濃度控制于合適水平。

1.2.6 防臭氧逸散設(shè)計(jì)

為充分利用臭氧，同時(shí)防止臭氧逸散環(huán)境造成危害，采用以下措施:一是臭氧現(xiàn)制現(xiàn)用，不存儲(chǔ)，并在臭氧制備車(chē)間設(shè)置臭氧濃度監(jiān)測(cè)儀表，根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)置報(bào)警限值，一旦發(fā)生臭氧泄漏報(bào)警，整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)斷電，不再生產(chǎn)臭氧;二是臭氧氣體在帶壓密閉管道注入，防止臭氧逸散;三是通過(guò)水中臭氧濃度精準(zhǔn)控制，經(jīng)過(guò)換熱器和冷卻塔后無(wú)多余臭氧逸散環(huán)境。

2 結(jié)果與討論

為分析2個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行效果，對(duì)項(xiàng)目的補(bǔ)充水及循環(huán)水水質(zhì)、凝汽器阻垢緩蝕效果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.1 水質(zhì)分析

以項(xiàng)目B為例，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水和2個(gè)機(jī)組的循環(huán)水進(jìn)行水質(zhì)分析。采用臭氧技術(shù)改造后，2018年10月至2019年10月水質(zhì)數(shù)據(jù)范圍如表3所示。

由表3數(shù)據(jù)可見(jiàn)，項(xiàng)目B在運(yùn)行期間，循環(huán)水的補(bǔ)充水水質(zhì)較為穩(wěn)定，基本符合再生水用于循環(huán)水補(bǔ)充水的水質(zhì)要求。補(bǔ)充水的總硬度、總堿度和細(xì)菌總數(shù)相對(duì)較高，循環(huán)水系統(tǒng)具有相對(duì)較高的污堵風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行高效處理。從循環(huán)水水質(zhì)可見(jiàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求，同時(shí)細(xì)菌總數(shù)含量較低，生物污垢存在風(fēng)險(xiǎn)低。

2.2 阻垢效果分析

2.2.1 換熱效率提升

為評(píng)價(jià)臭氧處理循環(huán)水的阻垢效果，對(duì)項(xiàng)目B開(kāi)展了改造前后凝汽器性能對(duì)比測(cè)試，并以清潔系數(shù)、端差(熱值差，下同)、真空等指標(biāo)的變化進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

第三方機(jī)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目B的2號(hào)機(jī)組進(jìn)行凝汽器本底性能試驗(yàn)和臭氧系統(tǒng)運(yùn)行53天后凝汽器性能試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)結(jié)果修正到相同凝汽器熱負(fù)荷、相同冷卻水進(jìn)口溫度和相同冷卻水流量條件下進(jìn)行對(duì)比分析，相同熱負(fù)荷工況(以凝汽器本底性能試驗(yàn)熱負(fù)荷為基準(zhǔn))下凝汽器性能對(duì)比結(jié)果如表4所示。

從表4可知，以2號(hào)機(jī)組凝汽器熱負(fù)荷2425875MJ/h(對(duì)應(yīng)于本底600MW工況熱負(fù)荷)為基準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)冷卻水進(jìn)口溫度為20℃、設(shè)計(jì)冷卻水流量為64350m³/h條件下，凝汽器本底試驗(yàn)傳熱端差為5．20℃，凝汽器壓力為4．75kPa，臭氧系統(tǒng)運(yùn)行53天后，凝汽器傳熱端差為3．73℃，凝汽器壓力為4．36kPa。與凝汽器本底試驗(yàn)對(duì)比，凝汽器傳熱端差降低約1．47℃，壓力降低約0．39kPa;凝汽器傳熱端差降低約28．27%，壓力降低約8．21%。臭氧系統(tǒng)運(yùn)行53天后，低壓凝汽器運(yùn)行清潔系數(shù)由0．61提高至0．79，提高29．51%;高壓凝汽器運(yùn)行清潔系數(shù)由0．73提高至0．89，提高21．92%。應(yīng)用臭氧技術(shù)后，凝汽器真空和端差改善，運(yùn)行清潔系數(shù)明顯提高，體現(xiàn)了該技術(shù)的阻垢效果。

2.2.2 凝汽器真空、端差運(yùn)行趨勢(shì)

2個(gè)采用臭氧技術(shù)改造的項(xiàng)目均自2018年運(yùn)行至今，項(xiàng)目運(yùn)行人員采集了部分時(shí)段凝汽器真空和端差實(shí)際運(yùn)行值，數(shù)據(jù)繪圖，并進(jìn)行運(yùn)行趨勢(shì)定性分析，以評(píng)估臭氧處理循環(huán)冷卻水的阻垢效果。重點(diǎn)選取結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)最高的5～9月數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖1～6所示。

從圖1～6中可見(jiàn)，夏季運(yùn)行期間，2個(gè)項(xiàng)目機(jī)組負(fù)荷均較平穩(wěn)，真空與端差波動(dòng)主要隨負(fù)荷波動(dòng)，且數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，整體趨勢(shì)保持向優(yōu)。此期間，項(xiàng)目A真空運(yùn)行數(shù)據(jù)處于－(81～91)kPa范圍內(nèi)，端差運(yùn)行數(shù)據(jù)處于6．5～13．5℃范圍內(nèi)。項(xiàng)目B的1號(hào)和2號(hào)機(jī)組真空運(yùn)行數(shù)據(jù)均處于－(89～95)kPa范圍內(nèi)，1號(hào)機(jī)組端差運(yùn)行數(shù)據(jù)處于0．5～3．5℃范圍內(nèi)，2號(hào)機(jī)組除因負(fù)荷突變導(dǎo)致的個(gè)別數(shù)據(jù)達(dá)到4～5℃外，95%以上端差處于1～2．5℃范圍內(nèi)。2個(gè)項(xiàng)目凝汽器真空和端差運(yùn)行數(shù)據(jù)良好，反映了采用臭氧技術(shù)改造的阻垢、脫垢效果。

2.3 緩蝕效果分析

2.3.1 pH、總鐵、總銅

為分析臭氧技術(shù)改造后的緩蝕效果，在臭氧系統(tǒng)正式運(yùn)行的一年內(nèi)，由第三方水質(zhì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)每1～2月取循環(huán)冷卻水水樣檢測(cè)分析pH、總鐵、總銅，數(shù)據(jù)如表5、表6所示。

結(jié)果顯示循環(huán)水pH保持弱堿性，有利于緩蝕;兩個(gè)項(xiàng)目的循環(huán)水中總鐵滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)DL/T300－2011規(guī)定:(≤0．5mg/L)及標(biāo)準(zhǔn)GB/T50050－2017規(guī)定:(≤2．0mg/L)的要求;項(xiàng)目A的循環(huán)水中總銅未檢出。以上檢測(cè)結(jié)果表明采用臭氧處理后的循環(huán)水系統(tǒng)緩蝕效果良好。

2.3.2 腐蝕速率

項(xiàng)目B在循環(huán)水采用臭氧高效水處理系統(tǒng)期間，分別在2個(gè)機(jī)組的凝汽器入口處安裝模擬監(jiān)控裝置。第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)懸掛TP316、TP317不銹鋼腐蝕試片進(jìn)行腐蝕速率檢測(cè)，此期間試片表面流速約為1．04m/s，結(jié)果如表7所示。測(cè)試結(jié)果顯示，在凝汽器入口循環(huán)水水溫條件下，TP316和TP317不銹鋼材料的均勻腐蝕速率均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)GB/T50050－2017的規(guī)定(≤0．005mm/a)要求。

2.4 效益分析

2個(gè)火電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用臭氧協(xié)同技術(shù)改造后，既節(jié)水減排，減少水資源費(fèi)和廢水深度處理費(fèi)用，又降本增效，提高了資源利用率，還節(jié)約了化學(xué)藥劑費(fèi)用。

以項(xiàng)目B為例，改造后取得的經(jīng)濟(jì)效益按設(shè)計(jì)年利用小時(shí)5500h計(jì)算，則:

節(jié)水效益:依據(jù)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中5.0.6的公式計(jì)算。循環(huán)水量按照滿(mǎn)負(fù)荷130000m3/h計(jì)，循環(huán)冷卻水進(jìn)出水溫差平均10℃計(jì)，根據(jù)氣溫對(duì)應(yīng)k值取全年均值0．001268。濃縮倍數(shù)從4．85提升至8．50，年節(jié)水量116萬(wàn)t，補(bǔ)充水單價(jià)為1．3元/m3，則節(jié)約水費(fèi)151萬(wàn)元/a。

節(jié)煤效益:根據(jù)凝汽器性能測(cè)試結(jié)果，凝汽器壓力降低0．39kPa;依據(jù)汽輪機(jī)廠家提供的背壓與熱耗曲線圖，凝汽器壓力在4．9～12kPa區(qū)間時(shí)，凝汽器壓力每降低1kPa，熱耗率降低1．3%，則節(jié)煤量=額定熱耗×1．3%×0．39÷標(biāo)煤熱值×660×103×2×5500×10－6，其中額定熱耗為7426kJ/(kW?h)，標(biāo)煤熱值29307kJ/kg，則節(jié)煤量為9293t標(biāo)煤/a。

按照平均入爐含稅標(biāo)煤價(jià)764元/t計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用:9293×764≈710萬(wàn)元。

節(jié)省化學(xué)藥劑效益:根據(jù)項(xiàng)目改造前電廠統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每年平均使用阻垢緩蝕劑及殺菌劑260t，費(fèi)用為130萬(wàn)元。

臭氧系統(tǒng)電耗:臭氧系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行功率為498kW，年耗電量為498×5500≈274萬(wàn)(kW?h)，廠用電成本價(jià)0．385元/(kW?h)，則年用電費(fèi)用約105萬(wàn)元。

采用臭氧技術(shù)改造后，項(xiàng)目B取得的經(jīng)濟(jì)效益顯著，數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

3 結(jié)論

(1)采用臭氧技術(shù)處理循環(huán)冷卻水，省卻了阻垢緩蝕劑和殺菌劑等藥劑投加，綠色環(huán)保。

(2)采用臭氧技術(shù)改造后，兩個(gè)項(xiàng)目的夏季運(yùn)行真空和端差均穩(wěn)定且趨勢(shì)向優(yōu)。對(duì)于660MW的超超臨界機(jī)組，真空運(yùn)行數(shù)據(jù)均處于－(89～95)kPa范圍內(nèi)，95%以上端差處于0．5～3．5℃范圍內(nèi)。反映了采用臭氧技術(shù)改造的阻垢、脫垢效果。

(3)采用臭氧技術(shù)改造后，項(xiàng)目B經(jīng)過(guò)凝汽器性能測(cè)試，結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)53天的運(yùn)行，凝汽器端差改善28．27%、凝汽器壓力改善8．21%、低壓凝汽器清潔系數(shù)提高29．51%、高壓凝汽器清潔系數(shù)提高29．92%，阻垢效果良好，有助于全廠節(jié)能降耗。

(4)采用臭氧技術(shù)處理的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，不銹鋼腐蝕速率遠(yuǎn)小于0．005mm/a、總銅未檢出、總鐵遠(yuǎn)小于0．5mg/L、pH在7～9范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了良好的緩蝕效果。

(5)經(jīng)臭氧技術(shù)處理的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，濁度、COD、氨氮、細(xì)菌總數(shù)等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求，優(yōu)化了水質(zhì)。同時(shí)循環(huán)水濃縮倍數(shù)提升，在夏季達(dá)到甚至超出設(shè)計(jì)值，具有顯著的節(jié)水減排作用。