摘要：在分析海水直流冷却和海水循环冷却技术、环境优劣势后，对国内外海水冷却技术的应用现状中存在的差异进行了分析讨论，指出当前我国海水冷却技术在产业规模、工程数量、应用领域和海水利用量等方面，与国外相比，尚有差距，有待提高。并针对海水直流冷却技术因取排水量大具有潜在环境危害等问题，提出应以海洋环保为导向，推动我国海水冷却技术的环境友好化发展。为此，建议采取加大投入、强化引导、严格准入和转变企业经济环保观念等措施，以加速节水环保型海水循环冷却技术在我国的应用发展进程。鉴于此，本文是对我国海水冷却技术的应用现状及发展应对方法进行研究，仅供参考。
关键词：海水冷却;直流冷却;循环冷却;环保
一、海水冷却技术
根据工艺流程的不同，海水冷却分为两种方式:海水直流冷却和海水循环冷却。
1、海水直流冷却技术
（1）技术原理海水直流冷却技术是一种直接取用海水，流经热交换设备与其进行一次热交换后，携带废热的海水被直接排放的冷却水处理技术。由于海水含盐量高，平均含盐量在3．5%左右，对金属材料具有严重的腐蚀性，且在海洋中分布有约2500多种微型和大型污损生物，经常附着生长在设备和管道表面，给冷却系统带来腐蚀设备、堵塞管道、影响传热等问题，因此，海水直流冷却水处理的关键技术是防腐和防生物附着。
（2）海水直流冷却技术的优劣势海水直流冷却经多年应用研究，技术已经成熟，在沿海电力、化工、石化、钢铁等行业得到广泛应用，具有取水温度低、冷却效率高和安装、运行成本低等优点，但因直流冷却需取用和排放大量的海水，取水和排水结构设计相对复杂，要求较高，且对周边海域的能量流和物质流都带来了一定的扰动，对海域生态环境造成压力，这种影响往往表现出多面性、潜在性和累积性等特征，成为一种既有能量，又有污染物质和机械损伤等的复合污染体，因此在很多国家和地区其排放受到一定限制。
2、海水循环冷却技术
（1）技术原理海水循环冷却技术是一种直接取用海水，流经热交换设备与其进行一次热交换后，携带废热的海水被送至冷却塔降温后再次循环使用的冷却水处理技术。除因水源不同而带来的水质差异外，海水循环冷却与淡水循环冷却的技术原理相似，因此其在水处理过程中需着重解决的关键技术也是防腐、阻垢、防生物附着和海水冷却塔。（2）海水循环冷却技术的优劣势与海水直流冷却相比，海水循环冷却除了可以节约淡水资源的优点外，因其取、排水量比直流冷却要低95%以上，接近零排放，因此，一般认为海水循环冷却技术对海洋环境影响极为轻微或近于无，海洋环境保护优势明显，是一种资源节约型环保冷却技术。但由于增建海水冷却塔，存在盐雾飞溅问题，但有关盐雾飞溅的环境影响研究目前尚无定论。
有观点认为，海水循环冷却在投资和运营成本上，由于增建冷却塔，投加水处理剂，经济效益低于海水直流冷却。Tawney等对直流冷却和循环冷却在电厂的应用效果进行了对比研究，结果显示直流冷却在安装、运行成本和冷却效果上略优于循环冷却，但其取排水量远高于循环冷却。Eftekharza-deh等在研究大规模发展石化工业时采用海水循环冷却替代海水直流冷却的可行性中指出:无论在技术上，还是在经济效益上，海水循环冷却都与当前采用的海水直流冷却相当，具备替代可行性。因此，对海水循环冷却的经济效益需进一步评估。与淡水循环相比，我国已建海水循环冷却示范工程建设总投资虽然高出20%～30%，但由于采用海水替代淡水，有效节约了用水成本，最终年运行成本较淡水循环节约50%左右，且海水循环冷却取用海水，替代淡水，有效缓解了淡水资源危机，具有显著节水优势。
二、节水和环保”驱动环保型海水冷却技术的应用发展
1、水资源短缺，为海水循环冷却创造应用契机
深圳市是我国七大严重缺水城市之一，2004年因缺水形势严峻，工业用淡水指标被严格限制，特别是以淡水作冷却水的新建工程用水申请很难得到批复。深圳福华德电厂位于深圳市大鹏镇，毗邻大鹏澳，1995年投产的一期工程采用淡水循环冷却，二期扩建工程原计划采用淡水循环冷却，但2004年建成后却因难以申请到淡水用水指标而不能投产运行。为使二期扩建工程能正常发电生产，业主利用厂区滨海特点，经试验论证后，决定在原有淡水循环冷却系统上改以海水替代淡水作为冷却水源，以保证机组正常发电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然该工程在设计之初没有考虑建设海水冷却塔，但自2004年投运以来的运行管理一直执行《海水循环冷却水处理设计规范(GB/T23248—2009)》，且运行稳定。这是我国首例应用于电力系统的海水循环冷却系统。
2、环评风暴，推动我国海水循环冷却替代海水直流冷却
象山港是浙江省辖的一个狭长形半封闭海湾。湾内分布有国华宁海电厂和大唐国际乌沙山电厂，均取用海水作为冷却水源，在象山港形成火电厂群。国家环保总局曾在2005年因环评问题，叫停30个违法开工项目，舆论谓之“环评风暴”。在这场环评风暴中，象山港火电厂群也榜上有名:宁海电厂拟继续采用海水直流冷却的二期扩建工程被紧急叫停。象山港火电厂群总装机容量约6800MW，如果都采用直流冷却方式，预测温排水量将近200m3/s，海湾生态环境保护面临严峻考验。面对这一形势，宁海电厂实施整改，启用海水循环冷却技术，以减少温排水量，降低海湾环境压力，保护当地养殖业。这是我国首套按海水冷却塔要求设计建造的海水循环冷却工程，其单套系统循环水量达10万吨级，与国际接轨。
三、统筹规划，探讨海水冷却技术环境友好化发展对策和措施
1、加大投入，尽快实现大型装备、产品的环境友好化
现阶段，海水循环冷却技术在我国已实现工业应用，工程技术水平达到国际先进，已具备大规模应用的技术支撑条件。今后需着力解决的主要问题就是:加大投入，建立海水循环冷却成套技术、装备、产品的环境友好化体系，推动技术绿色化;继续鼓励规模示范，拓宽海水循环冷却技术的应用领域，推动我国循环冷却产业的形成和发展。
2、国家引导，推进海水循环冷却的产业化发展
继2005年发布实施《海水利用专项规划》后，我国在2015年再次颁布实施《水污染防治行动计划》(水十条)，从政策层面上再次明确要推行海水循环冷却。目前，海水循环冷却应用尚处于产业发展初期，急需形成有序化市场发展秩序。为此，需要政府发挥宏观调控作用，引导和支持良性竞争市场秩序的形成;设立海水冷却技术的环境影响研究专题，科学评估海水循环冷却的海洋环境潜在影响;搭建海水冷却职业培训平台，为技术的工业应用贮备人力资源;建立健全项目论证审批制度，推动海水循环冷却替代直流冷却，保护海洋生态环境。
3、严格准入，规范海水冷却行业管理和海洋环境监管
2009年发布实施的我国海水循环冷却领域的第1个技术标准《海水循环冷却水处理设计规范(GB/T23248—2009)》将与其后陆续发布的34项方法和产品标准初步形成我国海水循环冷却系统运行管理技术标准体系，以期规范我国海水循环冷却技术应用。但对于海洋环境监管来说，现有的相关法律、法规和标准尚缺乏可操作性，不足以支撑对海水冷却技术的监视监管。为此，宜从政府层面统一规划，开展相关政策文件(如排污收费、排污许可证等)和技术标准(如冷却水排放标准)的制修订工作，进一步规范海水冷却的行业管理，以保证海水冷却行业的健康发展。
结束语
海水直流冷却和海水循环冷却。海水直流冷却技术虽然应用发展时间长、工程数量多，但因其取排水量大，不利于资源节约和环境保护，在国外逐渐出现被限制应用的趋势。海水循环冷却技术的发展起步较晚，但因取排水量较直流冷却减少约95%以上，具有明显的环保优势，是一种资源节约型环保冷却技术，被推荐作为海水直流冷却的替代技术之一，在国外被广泛应用于电力、石化、化工和冶金等行业。
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论文作者:闫志高
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
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