摘要：火电厂的节能优化技术涉及煤、水、材料、能源等多项指标，贯穿到火力发电的全过程，只有进行综合全面的考量和运用，才能够提高火电厂发电的功率和综合效益。通过对火力发电厂节能效果进行评价，可针对影响机组能耗较大的系统或设备进行节能技术改造，使机组更加经济地运行。基于此，本文主要对火力发电厂冷却水塔节能技术及改造进行分析探讨。
关键词：火力发电厂；冷却水塔；节能技术；改造
1、前言
循环冷却水系统是工业生产中的重要组成部分，也是水耗、能耗较高的部分，如循环冷却水系统的用水量占整个工业用水量的70%～80%；又如某内陆核电厂仅循环水泵耗电量就占厂用电量的20%～30%。因此，循环冷却水系统的降耗减排对工业的降耗减排意义重大。
2、优化循环冷却水系统
优化循环冷却水系统是工业企业降耗减排的有效途径，主要包括：优化水质稳定处理，系统清洗、预膜，在线监测控制以及优化冷却水塔和水泵等。
2.1优化水质稳定处理
水质稳定处理是提高循环冷却水系统浓缩倍数的常用方法，主要包括阻垢、缓蚀和杀生处理，可分为化学法和物理法。化学法主要指向循环冷却水中投加阻垢剂、缓蚀剂和杀菌剂等水质稳定剂、加酸处理，以及软化处理（离子交换、石灰软化）等；物理法主要有胶球擦洗、旁流过滤（包括膜过滤），也有尝试利用电、磁、超声和光等手段处理冷却水，如电磁阻垢技术、静电水处理技术、超声波技术等。有时联合运用两类方法，以改善循环水水质、提高系统的浓缩倍数。
目前多采用设计合成、改性、复配等方法获取高效水质稳定剂，同时为减少循环冷却水排水中的磷含量，一般选用低磷或无磷药剂。水质稳定剂的使用效果取决于药剂本身的性能、冷却水的水质特点、系统的运行工况等诸多因素，因此一般需要先对工业循环冷却水系统进行调研，再通过实验室静态研究（静态阻垢、防腐、杀菌试验）和动态模拟试验，对水质稳定剂进行初步的评价和筛选，最后通过现场试验进一步验证药剂的可行性。
化学法具有一定的弊端，如加药过程相对复杂、系统排水中的残留药剂污染环境等，而物理处理技术不添加化学药剂，可同时进行阻垢、缓蚀、杀菌，国内已有一些企业尝试应用，并取得了一定的效果。运用高效环保的水质稳定剂、新型环保物理技术以及高效旁滤等措施，可以提高系统的浓缩倍数、节水减排、降低运行成本，有利于保障系统的安全、经济运行，同时减轻对环境的危害。
2.2系统的清洗、预膜
无论是新建的循环冷却水系统还是已运行一段时间的循环冷却水系统均需要进行清洗、预膜处理。对于新系统，设备和管道在生产、安装过程中可能会有一些碎片、油污、灰尘、锈蚀等沉积物，而老系统投运一段时间后，可能会由于结垢、腐蚀和微生物繁殖产生一些污垢，这些物质将会恶化水质，降低换热器的换热效率，造成管道堵塞、系统泄漏等，严重影响系统的安全运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆清洗的目的是为了清除设备和管道中的污垢，预膜一般在系统清洗后进行，目的是使清洗后的金属表面能形成一层均匀致密的保护膜，防止腐蚀。
清洗一般包括物理清洗和化学清洗，预膜一般采用具有缓蚀效果的预膜剂处理金属表面。两者密切相关，相辅相成。长期的工程经验表明，清洗和预膜是延长设备寿命、保障循环冷却水系统长期高效运行的一项重要措施，也对循环冷却水系统节水节能有着重要影响。为获得良好的清洗预膜效果，清洗预膜方案的设计需要充分考虑污垢的成分以及系统本身的特点，如水质、材质、结构等。如研究者采用静态腐蚀试验研制出了适合以地下水为补充水的循环冷却水系统低磷预膜剂TS-52805A，将其应用于榆林某炼油厂循环冷却水系统，效果良好。新疆中泰化学股份有限公司山西事业部聚氯乙烯装置循环冷却水系统经过在线化学清洗预膜，换热设备表面90%附着垢被去除，超温超压现象消除，增加了聚合反应的釜次，从而增加产量20t，年增加利润36万元，同时大幅度降低了系统的运行电耗和水耗。徐塘发电公司4号机组循环冷却水系统不停机在线清洗预膜后，凝汽器背压下降0.054kPa，节约煤耗0.1944g/（kW•h），每年可节约煤耗费用60万元、检修费用20万元。
2.3在线监测控制
工业循环冷却水系统的水量大、流程长，建立在线监测控制系统可以实时监控循环冷却水系统的运行情况，减少现场工作人员手工分析的工作量，解决人工分析的滞后性和片面性；可准确控制系统的加药量，稳定冷却水水质，减少系统的结垢和腐蚀，避免过量药剂的浪费；同时便于及时发现系统的异常，迅速处理事故，避免处理不及时造成冷却水的大置换排放损失与污水排放危害，因此建立循环冷却水系统在线监测控制系统是节水节能、经济安全运行的重要保障。
2.4优化冷却水塔和水泵
冷却水塔和水泵是循环冷却水系统的重要组成部分，通过采用水轮机技术、水泵变频调速控制技术以及优化改造冷却水塔等措施，可以显著降低系统的水耗、能耗。如乌鲁木齐某炼油厂原逆流式填料冷却塔风阻大、冷却效果差、运行费用高且污堵现象严重，将其改造成无填料喷雾冷却塔，同时利用冷却水喷淋前的剩余能量驱动冷却塔水动力风机替代原电驱动风机，使系统阻力降低46%，风机节电100%，年平均节省运行费用12.4万元。中海石油化学股份有限公司一期循环冷却水系统将原横流冷却塔改造为逆流塔，并合理配置配水系统和收水系统，年节电143.68万kW•h、节水29568m3。新钢公司第一动力厂采用水泵变频技术，使水泵机组运行节能46%，年节约电费93万元。
3、结语
冷却塔是火电厂热力循环中的重要辅助设备，它蕴藏着巨大的节能潜力，冷却塔的热力性能直接关系到电厂的经济效益。性能优良的冷却塔可使机组在最小的能耗下输出最大的功率，它是保证汽轮机具有较高的热效率、安全运行及满负荷发电的前提条件。
参考文献：
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［3］黄奇锋.变频调速技术在135MW火电厂循环水泵的应用［J］.电气时代，2011（1）.
论文作者:韩雪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/8
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