【内容摘要】：江苏华美热电厂使用水源为京杭运河不牢河段地表水，水处理工艺采用高密度沉淀池，冬季处理低温低浊水，出水指标较差，采用对原水进行加热，提高原水的温度，改善了出水水质。 关键词：低温低浊水 蒸汽加热 提高出水指标
1、概述：江苏华美热电有限公司为2×350MW超临界循环流化床供热发电机组，原水预处理采用3×800m³/h高密度沉淀池，#1高密度沉淀池处理后的水作为锅炉补给水处理系统（2×180m³/）的原水，另外两台沉淀池处理后的水作为冷却塔和电厂正常生产用水，冬季最大供热量为380t/h，采用京杭运河不牢河段水源。在冬季运河水质属于低温低浊水，处理起来难度较大，水质处理不好直接影响到了后续设备的稳定运行，采用蒸汽对#1高密度沉淀池进水进行加热，提高原水的温度后，最终使出水浊度长期保持1-3NTU，大大改善后续水处理设备的运行状况。
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高密度沉淀池的工艺特性：高密度沉淀池由凝聚、絮凝、沉淀工艺设备和土建结构组成，分为凝聚区、絮凝区、沉淀区、浓缩区、泥渣回流系统和剩余泥渣排放系统，采用泥渣循环高密度沉淀处理技术。主要工艺流程为：原水进入凝聚区，在此投加凝聚剂，通过搅拌器快速混合，发生凝聚反应，生成小颗粒矾花；而后进入絮凝区，投加助凝剂，在搅拌叶轮作用下与沉淀/浓缩区回流泥渣接触反应生成大颗粒矾花；出水经推流式反应区进入沉淀区，泥水分离，清水由池顶集水槽收集利用，泥渣在浓缩区浓缩，浓缩泥渣部分回流至絮凝区，剩余部分排入污泥浓缩池。
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影响原水水质混凝沉降的的因素:加药量、水的pH值、水温、水力条件和原水水质等因素，其中在冬季水温对混凝效果影响较为明显，1、无机盐类混凝剂在水解时需要吸收热量，故水温低时水解困难，混凝能力下降2、水温低时水的粘度大，颗粒相互碰撞的运动阻力大，不利于胶体脱稳凝聚，3、当水温低时，胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体凝聚。
为提高出水水质指标，在#1高密度沉淀池入口对原水进行蒸汽混合加热，提高原水的温度很有必要。
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加热器的工作原理:当被加热水通过喷射式混合加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，蒸汽在此区域进入加热器内，与被加热水进行混合，蒸汽在水中凝结放热，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，然后汽水混合物进入混合室进一步均匀混合，最后进入扩压室使水的流速降低，压力升高，完成加热水的过程。
由于高密度沉淀池混合、絮凝、沉淀区域是单独布置，对原水加热，让水温逐渐上升，不会因池中水温温差形成翻池，影响出水水质的现象。
原水加热示意图：
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综合比较：
5.1.出水指标比较：2020年12月份在相同进水流量不同温度下，#1、2高密度沉淀池出水水质指标（单位：NTU）
时间 设备名称 | gps论文 12月2日 | 12月5日 | 12月8日 | 12月11日 | 12月14日 | 12月17日 | 12月20日 | 12月23日 | 12月26日 |
调度系统#1池（加热温度平均15.5°） | 1.23 | 1.00 | 1.22pgr | 2.40 | 1.56 | 1.27 | 乌凯1.95 | 0.95 | 1.45 |
#2池（未加热温度平均6.7°） | 7.23 | 5.66 | 7.77 江苏警官学院学报 | 9.06 | 11.85 | 11，0 | 6.67 | 13.0 | 4.98 |
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通过对12月份每间隔2天数据分析，原水加热出水浊度基本小于2NTU；未加热的#2池出水浊度基本都大于5NTU。
5.2.经济分析：原水加热采用采暖蒸汽压力平均未2.4MPa，焓值H=2800.4KJ/Kg;每吨水升高1°需要蒸汽的量：M=（cm△t/H）×1000；
式中：M 蒸汽用量Kg；H 蒸汽焓值 KJ/Kg；c=4.2KJ/Kg ；△t水温差 ℃。
每小时处理水量约为700吨，温升按9°，供热时间100天，蒸汽成本100元/t，经计算每年冬季使用蒸汽费用大约100万元。
2020年冬季对原水进行加热和2019年冬季相同产水量的条件下进行比较，加热后的高密度沉淀池除提高产水水质外，原水加热药剂的使用量比未加热药剂的使用量降低30%以上。絮凝剂每吨费用283元，冬季供热期间可节约水处理药剂费用约5万元；
超滤、反渗透供热期间由原来3次减少为1次，减少了化学清洗药剂的使用量，反渗透、超滤共六套，每次清洗费用按3万元/次，冬季可节约清洗费用36万元；化学清洗次数减少会延长膜的使用寿命，反渗透膜和超滤膜采购成本约400万元，正常设计膜的使用寿命3-5年，
每延长一年，降低设备使用成本80万元。采用对原水蒸汽加热，每年可节约制水成本费用20多万元.，最主要是稳定了后续设备的运行，增加了制水量，降低工人劳动强度。
5.3.社会效益，由于水处理设备稳定运行，在2010年供热量相对2019年增加较大的情况下，没有出现过一次因锅炉补水问题影响机组对外供热，保障了市区居民的正常采暖，未发生一次因供热不足被举报现象，受到周边百姓的好评。不仅如此，也减少了化学清洗药剂对环境的污染。
6、结论
综合上述分析，对电厂使用的原水进行加热，提高了水处理设备出水水质，对稳定后续设备运行起着及其重要的作用，不仅有好的经济效益，也有良好的社会效益。
参考资料：《热力发电厂水处理》上、下册‘中国电力出版社出版，武汉大学水质工程系周柏青、陈志和主编。
作者简介：孙正华， 男，(1967年1月出生） 大学，电厂化学首席工程师，一直从事电厂化学方面的工作。
中国统计年鉴2013
