濱海電廠(chǎng)循環(huán)水泡沫起因分析及解決方案

:第35卷第1期電站輔機Vol. 35 No. 12014年3月Power Station Auxiliary EquipmentMar.2014文章編號:1672- 0210(2014)01-0031-04濱海電廠(chǎng)循環(huán)水泡沫起因分析及解決方案龍宏斌(廣東紅海灣發(fā)電有限公司,廣東汕尾516623)摘要:近年來(lái),環(huán)境的污染問(wèn)題被日 益受到重視,某濱海電廠(chǎng)冷卻水排水口處出現泡沫污染問(wèn)題,影響了周邊的自然環(huán)境。為此，對循環(huán)水產(chǎn)生泡沫的起因進(jìn)行了分析,提出了加裝斜板堆、攔泡墻及消泡噴淋管、設置緩坡溢流堰、增加柔性膜覆蓋層等措施,采用這類(lèi)解決方案后，能夠有效減輕濱海電廠(chǎng)循環(huán)水排水口處泡沫的污染問(wèn)題。關(guān)鍵詞:濱海電廠(chǎng);循環(huán)水,虹吸井;排水;泡沫;污染;分析;方案中圖分類(lèi)號:TK223. 5文獻標識碼:BThe Analysis of the Causes and Solutions to the Foam of CirculatingCooling Water of Coastal Power PlantLONG Hong bin(Guangdong Honghaiwan Power Plant Co. ,Ltd, Shanwei,Guangdong 516623)Abstract: In recent years, the pollution of environment have been more concerned, the foam problem of the circulatingcooling water outlet of coastal power plant also caused some troubles. The paper analyzes the cause of the circulatingcooling water foam and put forward several solutions: Istallig Inclined plates、Insalig a wall can hold bubbles andsome pipes can spray water to destroy bubbles、set the slope overflow weir、Installing a layer of flexible film coveringon the surface of the water, which can effectively reduce the foam pollution of the circulating cooling water outlet ofcoastal power plant,Key words: coastal power plant; circulating water; siphon well; discharge; foam; pollution; analysis; plan0概述1循環(huán)水泡沫的成分 及規律廣東紅海灣發(fā)電有限公司一期工程的1號.2為了解循環(huán)水泡沫的起因,找出解決的方案,對號機組為國產(chǎn)600MW超臨界壓力燃煤機組,循環(huán)泡沫的組成進(jìn)行了取樣分析,并對泡沫的排放情況冷卻水取自海水,采用單元制供水系統,其流程為:進(jìn)行了近1年的觀(guān)察和記錄。碼頭港池+取水口→引水明渠→循環(huán)水泵→循環(huán)水對泡沫成分的分析結果,如表1所示。泡沫的進(jìn)水管-→凝汽器>排水管-→虹吸井→排水管排水主要成份是浮游生物有機質(zhì)、懸浮物和藻類(lèi)植物的口。投運后,機組循環(huán)水的排放有時(shí)會(huì )夾帶大量泡殘骸。沫,嚴重時(shí),泡沫將聚集在排放口的數公里范圍內，循環(huán)水泡沫的形成也有一-定規律,在循環(huán)水加積聚時(shí)間較長(cháng),且不容易消散,對電廠(chǎng)附近的海域環(huán)人殺生劑后的2~3天內，會(huì )產(chǎn)生較多泡沫;在低潮境造成了不良影響。位時(shí),產(chǎn)生的泡沫量較大;當氣溫和水溫較高時(shí)泡沫收稿日期:2013-02-28作者簡(jiǎn)介:龍宏斌(1974-),男,工程師,工學(xué)學(xué)士,主要從事火電廠(chǎng)化學(xué)分析和環(huán)保方面的技術(shù)管理工作。31電站輔機總第128期(2014 No.1)表1泡沫成份分析結果盛，也會(huì )大量繁殖并在死亡后分解出蛋白質(zhì);臺風(fēng)來(lái)分析項目泡沫下水。泡沫水臨,取水明渠內積聚的懸浮物、浮游生物及魚(yú)類(lèi)等，泡沫顏色無(wú)色至淺黃色淺黃色至淡黃色也使海水的有機質(zhì)增多。這幾種情況均使循環(huán)水排泡沫的氣味略帶腥味顯著(zhù)腥味水中有機物含量增加,從而造成了泡沫的增多。pH值8.467.01虹吸井溢流堰的主要作用是穩定地維持凝汽器濁度/度< <15出水管的水封,避免大氣進(jìn)人凝汽器出水管而破壞虹懸浮物/g°L-10.007437. 5總固形物/g●L-132.070. 5吸作用,因此,虹吸井溢流堰頂應滿(mǎn)足一定的高度要浮游植物細胞數/個(gè).L-1 1. 31X10*1. 91X 10*求。循環(huán)冷卻水經(jīng)虹吸井溢流堰自由跌落,跌落過(guò)程細菌總數/cfu. L-13.0X 10*1.3X107中吸附大量空氣與下游水體發(fā)生猛烈碰撞,摻氣水體量大;臺風(fēng)來(lái)臨前,形成的泡沫較多。劇烈波動(dòng)繼而破碎翻騰形成大量氣泡凹,落差越高則摻氣、攪拌現象就越劇烈，生成泡沫則越多。這些氣2循環(huán)水泡沫的起 因分析泡由于表面吸附了表面活性劑或微生物、蛋白質(zhì)等物產(chǎn)生循環(huán)水泡沫須有三個(gè)必要條件:(1)海水中質(zhì)增大了表面張力,形成穩定難以擴散及破滅的泡含有表面活性劑或大量的微生物、蛋白質(zhì)等能增加沫[2-3]。對虹吸井排氣孔處的觀(guān)察,證實(shí)了正是從溢表面張力的物質(zhì);(2)海水中摻人了大量氣體;(3)劇流堰流出后才產(chǎn)生了大量泡沫。烈的攪拌。廣東紅海灣發(fā)電有限公司1號、2號機分別配根據對循環(huán)水泡沫的成分分析可知，產(chǎn)生泡沫備2臺循環(huán)水泵和1根DN3200的循環(huán)水壓力進(jìn)水的海水中含有大量的微生物及貝類(lèi)、藻類(lèi)等死亡后管,循環(huán)冷卻水通過(guò)循環(huán)水泵從取水明渠抽水,經(jīng)進(jìn)腐爛分解出的蛋白質(zhì)。在循環(huán)水中加人殺生劑后，水管道將循環(huán)冷卻水送入蒸汽輪機凝汽器，循環(huán)冷由于殺生劑CT1300中的主要成分是聚胺鹽，具有卻水吸收凝汽器內水蒸氣熱量使蒸汽冷卻成水,吸一定的表面活性作用，且海水中的貝類(lèi)、藻類(lèi)、微生熱后的循環(huán)冷卻水通過(guò)2根外徑2240mm的排水物等被殺生劑殺滅，腐爛后也會(huì )分解成蛋白質(zhì),因管排人虹吸井,虹吸井的結構布置,如圖1所示。排此,在循環(huán)水加入殺生劑后,在短期內有較多泡沫產(chǎn)水經(jīng)溢流堰溢流后,通過(guò)尺寸為3 200 mmX 3 200生。同樣在夏天海水水溫高時(shí),生物的新陳代謝旺mm的鋼筋混凝土排水暗溝排人紅海灣海域。1500x 1500氣孔6.004.502.854.40上建預埋D220x 24制管實(shí)川地[外露150-2.10-2.10消能地-2.00團1虹吸井 結構圖該虹吸井溢流堰頂的高度為2.858 m。根據紅三個(gè)必要條件著(zhù)手。海灣遮浪海洋站觀(guān)測數據,歷史最高潮位為2.50(1)降低海水的表面張力m、歷史最低潮位為-0. 97 m。循環(huán)冷卻水排水與海水中的貝類(lèi)、藻類(lèi)、微生物等始終存在，即使下游水體在漲潮和落潮時(shí)落差分別為0.358m和被殺滅,其分解后也依然存在于海水中,加入消泡劑3.828m,因此,在漲潮時(shí)泡沫較少,落潮時(shí)泡沫量降低泡沫的表面張力是消除泡沫的有效辦法,但存就會(huì )大大增加。在運行成本高昂、會(huì )對海域環(huán)境產(chǎn)生二次污染的問(wèn)3減少循環(huán)水泡沫的可行性分析(2)避免海水中摻氣及劇烈攪拌要避免循環(huán)水泡沫的產(chǎn)生,需要從產(chǎn)生泡沫的同樣水質(zhì)的海水產(chǎn)生泡沫的多少,將取決于攪32濱海電廠(chǎng)循環(huán)水泡沫起因分析及解決方案電站輔機總第128期(2014 No. 1)拌的強度及摻氣量的多少。電廠(chǎng)循環(huán)水的攪拌及摻證斜板以下部分的通流面積),斜板頂則逐級升高。氣是經(jīng)虹吸井溢流堰下落時(shí)同時(shí)發(fā)生的,落差越高運行時(shí),水流越過(guò)溢流堰后，在逐級升高的斜板頂的則摻氣、攪拌越劇烈，因此可以從這兩個(gè)方面考慮，阻攔下形成具有一定厚度且水面相對穩定的水流采用優(yōu)化虹吸井結構或其他方式減少海水摻氣及減層。當海水通過(guò)水流層底部時(shí),被多層斜板分隔形輕海水的攪拌(6]。成多個(gè)狹窄流道平穩地下瀉至排水渠,只有在水流層的末端(即排水下瀉的最后1個(gè)流道),因排水不4虹吸井 消泡優(yōu)化方案能充滿(mǎn)流道，在該處會(huì )摻人空氣產(chǎn)生少量的泡沫。4.1 斜板堆兩層斜板之間的間距越小則產(chǎn)生的泡沫越少。增加斜板堆的方案，如圖2所示。將長(cháng)度與虹斜板堆結合了導流箱涵和正反斜板堆的優(yōu)點(diǎn)，吸井寬度相等的板料如同百葉窗--樣順著(zhù)溢流堰堰能有效減少泡沫的產(chǎn)生,并且這樣的結構相對簡(jiǎn)單，體傾斜角度,將其平行排列后固定在虹吸井的兩側但需在機組停運時(shí)進(jìn)行維修和清理。壁上,斜板底部標高應在最低潮位水位以下(但要保1500x 1500排氣孔6.004.70爬梯，4.502.858水流層,多層斜板4.50土建預埋D240x 24鋼管外露150-2.10-2.10消能敏圖2 正向斜板堆方案示意圖4.2攔泡墻加消泡噴淋管4.3緩坡溢流堰攔泡墻加消泡噴淋管的消泡方案,如圖3所示。緩坡溢流堰的方案,如圖4所示。將溢流堰下在虹吸井的出口處設置擋墻,同時(shí)在擋墻項部設置水一側用混凝土填充改造成平緩的坡度(坡度應盡1根或數根平行于擋墻的噴淋水管。漂浮在水面的量平緩)。海水越過(guò)溢流堰后,順著(zhù)緩坡流人排水方泡沫被擋泡墻攔截,水流則從擋泡墻下方流出排入涵。由于坡度平緩，且水流方向與排水方涵內的海大海。被攔截的泡沫聚集在攔泡墻前，從消泡噴淋水流動(dòng)方向大致相同,水流的沖擊與摻氣將大為減管?chē)姙⒊黾毿?、密集的水滴淋在泡沫上迅速使泡沫輕,能有效減少泡沫的產(chǎn)生。潰滅司，避免泡沫大量聚集從排氣孔溢出。此方案可減少泡沫的產(chǎn)生和聚集,如能配合擋此方案是在擋泡墻方案的基礎上發(fā)展改進(jìn)而泡墻、噴淋管等措施則效果會(huì )更好。泡沫較少時(shí),可來(lái),解決了被擋泡墻攔截的泡沫需較長(cháng)時(shí)間才能潰關(guān)閉噴淋水讓泡沫自行潰滅。滅、泡沫容易大量聚集溢出的問(wèn)題。1500x 1500氣孔爬桃時(shí)4.50138584.50噴淋水一爪土建預理D220x24鋼管-擋泡墻/外露150-210道能城-4-60圖3擋泡墻加消泡噴淋管方 案示意圖33電站輔機總第128期(2014 No.1)1500x 1500排氣孔6.004.705.00爬2.8584.50， 上建預理D20x 24鋼管實(shí)用城露150用混凝上將溢流堰改成緩坡2.10-2 10消能地減輕水流的沖擊、攪拌圖4緩坡溢流堰方案示意圖4.4柔性膜覆蓋層海水腐蝕的1mm不銹鋼薄板卡邊,由一端固定在柔性膜具有抗水汽滲透的能力。柔性膜的密度虹吸井項部的數條纜繩將柔性膜的前端拉住,使柔小，耐腐蝕性強,這種有機高分子PE復合材料通常性膜既能隨水位自由浮動(dòng)又不會(huì )被水流沖走。柔性用于制作除鹽水箱的柔性浮頂,浮頂漂浮在水面能膜的前端由于薄不銹鋼板卡邊增加了重量沉在水面有效隔絕空氣。下少許(可調整纜繩的固定位置改變下沉深度),確柔性膜覆蓋層方案是用一塊寬度與虹吸井寬度保從膜下面流過(guò)的水流不會(huì )摻氣,少量的海水可能相等的柔性膜漂浮覆蓋在溢流堰前直至溢流堰后越過(guò)前端從膜表面流過(guò),但并不足以產(chǎn)生泡沫。10m以上的水流表面,通過(guò)隔絕水流與空氣的接觸這些消泡方案的優(yōu)缺點(diǎn)，如表2所示。避免摻氣來(lái)防止泡沫的產(chǎn)生6。柔性膜的前端用耐表2各種消泡方案優(yōu)缺點(diǎn)對比解決方案方案描述消泡效果優(yōu)缺點(diǎn)利用逐級升高的斜板頂形成有一定厚在水流層的末端(即有水下瀉的最需 在溢流堰后安裝斜板堆,結斜板堆度且水面相對穩定的水流層,海水從后1個(gè)流道),因排水不能充滿(mǎn)流構復雜 ,工程量大，只能在停機水流層底部沿多層斜板分隔而成的多道摻入了空氣，會(huì )產(chǎn)生少量泡沫。|時(shí) 進(jìn)行清理維護。個(gè)狹窄流道平穩下瀉。攔泡墻加消在虹吸井的出口處設置擋墻攔截泡沫，泡沫攔截后 被噴淋水破滅,不會(huì )隨設置擋墻、安裝噴淋水管,工程泡噴淋管同時(shí)在擋墻頂部設置1根或數根平行水流流出，但在低潮位時(shí),可能無(wú)量較大,維護工作量小。于擋墻的噴淋水管進(jìn)行消泡處理。法有效攔截泡沫。緩坡溢流堰將溢流堰下水一側用混凝土填充改造成|有少量泡沫產(chǎn)生 ,如配合擋泡墻能結構簡(jiǎn) 單,實(shí)施工程量較小,免平緩的坡度減輕水流的沖擊和摻氣。取得更好效果。維護。實(shí)施工程量最小,改造成本最低，柔性膜覆蓋用柔性膜覆 蓋層隔絕水流與空氣的接若覆蓋完全則基本不會(huì )產(chǎn)生泡沫。存在纜繩斷開(kāi) 柔性膜破損的可層觸，防止摻氣。能,機組運行期間無(wú)法維護。時(shí)更換損壞的系泊纜繩或柔性膜。5結語(yǔ)這幾種解決方案均能有效解決或減少循環(huán)水排參考文獻:水口處產(chǎn)生泡沫污染的問(wèn)題,采用斜板堆方案的設[1]曾令剛.濱海電廠(chǎng)虹吸井排水泡沫成因及治理措施[J].中國科計結構較復雜、實(shí)施工程量大、維護清理困難,不推[2]趙國璽表面活性劑物理化學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社，1984.技信息,2009(18):67-68.薦采用;攔泡墻加消泡噴淋管的消泡方案同樣較復[3]唐金庫.泡沫穩定性影響因素及性能評價(jià)技術(shù)綜述[J].艦船防雜，而且消泡效果易受潮位的變化影響，也不推薦采化，2008<4);1-8.用;緩坡溢流堰方案實(shí)施工程量較小且免維護,具有[4]馬洛平.消除有害泡沫技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1987.較好的應用價(jià)值,但有時(shí)會(huì )有少量泡沫產(chǎn)生;用柔性[5]章洪良.泡沫穩定的機理及消泡行為[J].金山油化纖, 1993,12(1)22-26.膜覆蓋的實(shí)施方案較簡(jiǎn)單,工程費用低,具有較好的[6]黃艷君.杜滑.大型發(fā)電機組循環(huán)水系統虹吸井溢流堰型優(yōu)化應用價(jià)值,但需在每次機組檢修時(shí)進(jìn)行檢查維護,及[J]. 華中電力.2003,16(1):13-15.3