滨海电厂循环水泡沫起因分析及解决方案

:第35卷第1期电站辅机Vol. 35 No. 12014年3月Power Station Auxiliary EquipmentMar.2014文章编号:1672- 0210(2014)01-0031-04滨海电厂循环水泡沫起因分析及解决方案龙宏斌(广东红海湾发电有限公司,广东汕尾516623)摘要:近年来,环境的污染问题被日 益受到重视,某滨海电厂冷却水排水口处出现泡沫污染问题,影响了周边的自然环境。为此，对循环水产生泡沫的起因进行了分析,提出了加装斜板堆、拦泡墙及消泡喷淋管、设置缓坡溢流堰、增加柔性膜覆盖层等措施,采用这类解决方案后，能够有效减轻滨海电厂循环水排水口处泡沫的污染问题。关键词:滨海电厂;循环水,虹吸井;排水;泡沫;污染;分析;方案中图分类号:TK223. 5文献标识码: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循环水泡沫的成分 及规律广东红海湾发电有限公司一期工程的1号.2为了解循环水泡沫的起因,找出解决的方案,对号机组为国产600MW超临界压力燃煤机组,循环泡沫的组成进行了取样分析,并对泡沫的排放情况冷却水取自海水,采用单元制供水系统,其流程为:进行了近1年的观察和记录。码头港池+取水口→引水明渠→循环水泵→循环水对泡沫成分的分析结果,如表1所示。泡沫的进水管-→凝汽器>排水管-→虹吸井→排水管排水主要成份是浮游生物有机质、悬浮物和藻类植物的口。投运后,机组循环水的排放有时会夹带大量泡残骸。沫,严重时,泡沫将聚集在排放口的数公里范围内，循环水泡沫的形成也有一-定规律,在循环水加积聚时间较长,且不容易消散,对电厂附近的海域环人杀生剂后的2~3天内，会产生较多泡沫;在低潮境造成了不良影响。位时,产生的泡沫量较大;当气温和水温较高时泡沫收稿日期:2013-02-28作者简介:龙宏斌(1974-),男,工程师,工学学士,主要从事火电厂化学分析和环保方面的技术管理工作。31电站辅机总第128期(2014 No.1)表1泡沫成份分析结果盛，也会大量繁殖并在死亡后分解出蛋白质;台风来分析项目泡沫下水。泡沫水临,取水明渠内积聚的悬浮物、浮游生物及鱼类等，泡沫颜色无色至浅黄色浅黄色至淡黄色也使海水的有机质增多。这几种情况均使循环水排泡沫的气味略带腥味显著腥味水中有机物含量增加,从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稳定地维持凝汽器浊度/度< <15出水管的水封,避免大气进人凝汽器出水管而破坏虹悬浮物/g°L-10.007437. 5总固形物/g●L-132.070. 5吸作用,因此,虹吸井溢流堰顶应满足一定的高度要浮游植物细胞数/个.L-1 1. 31X10*1. 91X 10*求。循环冷却水经虹吸井溢流堰自由跌落,跌落过程细菌总数/cfu. L-13.0X 10*1.3X107中吸附大量空气与下游水体发生猛烈碰撞,掺气水体量大;台风来临前,形成的泡沫较多。剧烈波动继而破碎翻腾形成大量气泡凹,落差越高则掺气、搅拌现象就越剧烈，生成泡沫则越多。这些气2循环水泡沫的起 因分析泡由于表面吸附了表面活性剂或微生物、蛋白质等物产生循环水泡沫须有三个必要条件:(1)海水中质增大了表面张力,形成稳定难以扩散及破灭的泡含有表面活性剂或大量的微生物、蛋白质等能增加沫[2-3]。对虹吸井排气孔处的观察,证实了正是从溢表面张力的物质;(2)海水中掺人了大量气体;(3)剧流堰流出后才产生了大量泡沫。烈的搅拌。广东红海湾发电有限公司1号、2号机分别配根据对循环水泡沫的成分分析可知，产生泡沫备2台循环水泵和1根DN3200的循环水压力进水的海水中含有大量的微生物及贝类、藻类等死亡后管,循环冷却水通过循环水泵从取水明渠抽水,经进腐烂分解出的蛋白质。在循环水中加人杀生剂后，水管道将循环冷却水送入蒸汽轮机凝汽器，循环冷由于杀生剂CT1300中的主要成分是聚胺盐，具有却水吸收凝汽器内水蒸气热量使蒸汽冷却成水,吸一定的表面活性作用，且海水中的贝类、藻类、微生热后的循环冷却水通过2根外径2240mm的排水物等被杀生剂杀灭，腐烂后也会分解成蛋白质,因管排人虹吸井,虹吸井的结构布置,如图1所示。排此,在循环水加入杀生剂后,在短期内有较多泡沫产水经溢流堰溢流后,通过尺寸为3 200 mmX 3 200生。同样在夏天海水水温高时,生物的新陈代谢旺mm的钢筋混凝土排水暗沟排人红海湾海域。1500x 1500气孔6.004.502.854.40上建预埋D220x 24制管实川地[外露150-2.10-2.10消能地-2.00團1虹吸井 结构图该虹吸井溢流堰顶的高度为2.858 m。根据红三个必要条件着手。海湾遮浪海洋站观测数据,历史最高潮位为2.50(1)降低海水的表面张力m、历史最低潮位为-0. 97 m。循环冷却水排水与海水中的贝类、藻类、微生物等始终存在，即使下游水体在涨潮和落潮时落差分别为0.358m和被杀灭,其分解后也依然存在于海水中,加入消泡剂3.828m,因此,在涨潮时泡沫较少,落潮时泡沫量降低泡沫的表面张力是消除泡沫的有效办法,但存就会大大增加。在运行成本高昂、会对海域环境产生二次污染的问3减少循环水泡沫的可行性分析(2)避免海水中掺气及剧烈搅拌要避免循环水泡沫的产生,需要从产生泡沫的同样水质的海水产生泡沫的多少,将取决于搅32滨海电厂循环水泡沫起因分析及解决方案电站辅机总第128期(2014 No. 1)拌的强度及掺气量的多少。电厂循环水的搅拌及掺证斜板以下部分的通流面积),斜板顶则逐级升高。气是经虹吸井溢流堰下落时同时发生的,落差越高运行时,水流越过溢流堰后，在逐级升高的斜板顶的则掺气、搅拌越剧烈，因此可以从这两个方面考虑，阻拦下形成具有一定厚度且水面相对稳定的水流采用优化虹吸井结构或其他方式减少海水掺气及减层。当海水通过水流层底部时,被多层斜板分隔形轻海水的搅拌(6]。成多个狭窄流道平稳地下泻至排水渠,只有在水流层的末端(即排水下泻的最后1个流道),因排水不4虹吸井 消泡优化方案能充满流道，在该处会掺人空气产生少量的泡沫。4.1 斜板堆两层斜板之间的间距越小则产生的泡沫越少。增加斜板堆的方案，如图2所示。将长度与虹斜板堆结合了导流箱涵和正反斜板堆的优点，吸井宽度相等的板料如同百叶窗--样顺着溢流堰堰能有效减少泡沫的产生,并且这样的结构相对简单，体倾斜角度,将其平行排列后固定在虹吸井的两侧但需在机组停运时进行维修和清理。壁上,斜板底部标高应在最低潮位水位以下(但要保1500x 1500排气孔6.004.70爬梯，4.502.858水流层,多层斜板4.50土建预埋D240x 24钢管外露150-2.10-2.10消能敏图2 正向斜板堆方案示意图4.2拦泡墙加消泡喷淋管4.3缓坡溢流堰拦泡墙加消泡喷淋管的消泡方案,如图3所示。缓坡溢流堰的方案,如图4所示。将溢流堰下在虹吸井的出口处设置挡墙,同时在挡墙项部设置水一侧用混凝土填充改造成平缓的坡度(坡度应尽1根或数根平行于挡墙的喷淋水管。漂浮在水面的量平缓)。海水越过溢流堰后,顺着缓坡流人排水方泡沫被挡泡墙拦截,水流则从挡泡墙下方流出排入涵。由于坡度平缓，且水流方向与排水方涵内的海大海。被拦截的泡沫聚集在拦泡墙前，从消泡喷淋水流动方向大致相同,水流的冲击与掺气将大为减管喷洒出细小、密集的水滴淋在泡沫上迅速使泡沫轻,能有效减少泡沫的产生。溃灭司，避免泡沫大量聚集从排气孔溢出。此方案可减少泡沫的产生和聚集,如能配合挡此方案是在挡泡墙方案的基础上发展改进而泡墙、喷淋管等措施则效果会更好。泡沫较少时,可来,解决了被挡泡墙拦截的泡沫需较长时间才能溃关闭喷淋水让泡沫自行溃灭。灭、泡沫容易大量聚集溢出的问题。1500x 1500气孔爬桃时4.50138584.50喷淋水一爪土建预理D220x24钢管-挡泡墙/外露150-210道能城-4-60图3挡泡墙加消泡喷淋管方 案示意图33电站辅机总第128期(2014 No.1)1500x 1500排气孔6.004.705.00爬2.8584.50， 上建预理D20x 24钢管实用城露150用混凝上将溢流堰改成缓坡2.10-2 10消能地减轻水流的冲击、搅拌图4缓坡溢流堰方案示意图4.4柔性膜覆盖层海水腐蚀的1mm不锈钢薄板卡边,由一端固定在柔性膜具有抗水汽渗透的能力。柔性膜的密度虹吸井项部的数条缆绳将柔性膜的前端拉住,使柔小，耐腐蚀性强,这种有机高分子PE复合材料通常性膜既能随水位自由浮动又不会被水流冲走。柔性用于制作除盐水箱的柔性浮顶,浮顶漂浮在水面能膜的前端由于薄不锈钢板卡边增加了重量沉在水面有效隔绝空气。下少许(可调整缆绳的固定位置改变下沉深度),确柔性膜覆盖层方案是用一块宽度与虹吸井宽度保从膜下面流过的水流不会掺气,少量的海水可能相等的柔性膜漂浮覆盖在溢流堰前直至溢流堰后越过前端从膜表面流过,但并不足以产生泡沫。10m以上的水流表面,通过隔绝水流与空气的接触这些消泡方案的优缺点，如表2所示。避免掺气来防止泡沫的产生6。柔性膜的前端用耐表2各种消泡方案优缺点对比解决方案方案描述消泡效果优缺点利用逐级升高的斜板顶形成有一定厚在水流层的末端(即有水下泻的最需 在溢流堰后安装斜板堆,结斜板堆度且水面相对稳定的水流层,海水从后1个流道),因排水不能充满流构复杂 ,工程量大，只能在停机水流层底部沿多层斜板分隔而成的多道掺入了空气，会产生少量泡沫。|时 进行清理维护。个狭窄流道平稳下泻。拦泡墙加消在虹吸井的出口处设置挡墙拦截泡沫，泡沫拦截后 被喷淋水破灭,不会随设置挡墙、安装喷淋水管,工程泡喷淋管同时在挡墙顶部设置1根或数根平行水流流出，但在低潮位时,可能无量较大,维护工作量小。于挡墙的喷淋水管进行消泡处理。法有效拦截泡沫。缓坡溢流堰将溢流堰下水一侧用混凝土填充改造成|有少量泡沫产生 ,如配合挡泡墙能结构简 单,实施工程量较小,免平缓的坡度减轻水流的冲击和掺气。取得更好效果。维护。实施工程量最小,改造成本最低，柔性膜覆盖用柔性膜覆 盖层隔绝水流与空气的接若覆盖完全则基本不会产生泡沫。存在缆绳断开 柔性膜破损的可层触，防止掺气。能,机组运行期间无法维护。时更换损坏的系泊缆绳或柔性膜。5结语这几种解决方案均能有效解决或减少循环水排参考文献:水口处产生泡沫污染的问题,采用斜板堆方案的设[1]曾令刚.滨海电厂虹吸井排水泡沫成因及治理措施[J].中国科计结构较复杂、实施工程量大、维护清理困难,不推[2]赵国玺表面活性剂物理化学[M].北京:北京大学出版社，1984.技信息,2009(18):67-68.荐采用;拦泡墙加消泡喷淋管的消泡方案同样较复[3]唐金库.泡沫稳定性影响因素及性能评价技术综述[J].舰船防杂，而且消泡效果易受潮位的变化影响，也不推荐采化，2008<4);1-8.用;缓坡溢流堰方案实施工程量较小且免维护,具有[4]马洛平.消除有害泡沫技术[M].北京:化学工业出版社, 1987.较好的应用价值,但有时会有少量泡沫产生;用柔性[5]章洪良.泡沫稳定的机理及消泡行为[J].金山油化纤, 1993,12(1)22-26.膜覆盖的实施方案较简单,工程费用低,具有较好的[6]黄艳君.杜滑.大型发电机组循环水系统虹吸井溢流堰型优化应用价值,但需在每次机组检修时进行检查维护,及[J]. 华中电力.2003,16(1):13-15.3