張文帥

(天津國投津能發(fā)電有限公司，天津 300480)

濱?；痣姀S(以下簡稱“電廠”)2×1 000 MW燃煤機組采用海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，并配套建設20萬t/d海水淡化工程。海水循環(huán)冷卻補水和海淡進水來自帶二級沉淀池的潮汐式取水構筑物，污損生物防除設計上采用電解海水制氯系統(tǒng)維持進水余氯含量在0.2 mg/L～0.5 mg/L，夏季污損生物較多時，配合沖擊投加氯錠以保證污損生物的防除效果。

但是，自2009年機組開始運行以來，海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)了越來越明顯的污損生物附著現(xiàn)象，并由此引發(fā)多個問題。首先，凝氣器換熱管發(fā)生污損生物堵塞和生物粘泥附著導致機組發(fā)電煤耗上升0.2 g/kW·h，且每次清理費用高達3.52萬元。其次，海水冷卻塔外圍支柱及塔下水池內(nèi)壁上附著大量貝類及藻類，自然脫落后堵塞在循環(huán)水泵入口濾網(wǎng)處，造成濾網(wǎng)變形并嚴重威脅機組安全運行。

針對以上問題，電廠在分析問題成因的基礎上開展了貝類控制的加藥滅殺試驗和系統(tǒng)運行實踐，以期找到有效的方法解決污損生物在海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的滋生和蔓延現(xiàn)象。

1 研究和實踐過程

1.1 問題成因分析

首先，由于取水構筑物需要同時向海水冷卻和海水淡化同時供水，而次氯酸鈉的投加量高低對海淡產(chǎn)品水中氨氮及pH值影響很大，因此電解海水制氯系統(tǒng)只能以較低的出力長期運行，由此造成較低的次氯酸鈉投加量對海生物的殺生效果有限。其次，長期使用單一的次氯酸鈉作為殺生劑還造成海生物的抗藥性提高，增加了海生物的防控難度[1]。最后，經(jīng)長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，電廠取水構筑物兩級沉淀池海蝦養(yǎng)殖的現(xiàn)狀導致取集的海水較外海原海水COD和氨氮濃度增高，為污損生物繁殖和附著提供了充足養(yǎng)分。機組投產(chǎn)以來海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)COD和氨氮變化如圖1和圖2所示。

1.2 實驗方案

1.2.1 貝類控制的加藥滅殺試驗

根據(jù)其它濱海電廠海水冷卻系統(tǒng)污損生物的防除經(jīng)驗，聯(lián)合投加非氧化性殺生劑和氧化性殺菌劑能在有效控制污損生物繁殖和附著的基礎上，即可降低氧化性殺生劑的投加量，又可避免投加單一藥劑造成的生物抗藥性[2-3]，因此較為適合電廠情況，決定采用。

試驗用水采用從取水構筑物取集未加藥原海水。

試驗污損生物選擇渤海灣典型附著貝類青口、藤壺、牡蠣各50個，并于實驗裝置內(nèi)先培養(yǎng)3 d，觀察存活情況。

試驗用非氧化性殺生劑LH300為一種復合季銨鹽混合物，在水中與污損生物接觸時，其攜帶的親水基團會緊密結合靶向目標，將疏水基團朝外，形成憎水的表面，阻止中水氧的傳遞。同時，較高的陽離子濃度能夠幫助藥劑更好的與生物膜相結合，破壞細胞膜蛋白活性，切斷細胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的傳送，達到殺滅效果[4-5]。

試驗周期為3 d，試驗期間保證試驗進水水流穩(wěn)定，不中斷，流量恒定為500 L/h?；铙w生長情況良好后開始加藥試驗，并定期清點和記錄生物監(jiān)測箱內(nèi)海生物死亡個數(shù)。加藥方案如表1。

表1 加藥方案

1.2.2 系統(tǒng)運行實踐

根據(jù)貝類控制的加藥滅殺試驗結果，每周對單條取水管線進行一次殺生劑投加，同時停運相應管線的電解海水制氯系統(tǒng)(對一條取水管線進行投加時，短時間由另一條取水管線向海水淡化系統(tǒng)供水，以防殺生劑進入海淡系統(tǒng))。

每月對取水管線進行一次氯錠(主要成分為次氯酸)沖擊投加，投加濃度為100 mg/L～120 mg/L；在對取水管線進行殺生劑及氯錠沖擊投加時，對兩臺冷卻塔也進行相應的殺生劑及氯錠沖擊投加。

每年對冷卻塔進行兩次粘泥剝離劑的投加(粘泥剝離劑的投加時機選擇在氯錠投加的次日)，以提高粘泥剝離的效果。

2 試驗結果與討論

2.1 貝類控制的加藥滅殺試驗結果與討論

由試驗結果圖3～圖5可以看出，方案1對實驗貝類72 h的殺滅率：青口為100%、牡蠣為88%、藤壺為74%；方案2對實驗貝類72 h的殺滅率：青口為100%、牡蠣為94%、藤壺為80%；方案3對實驗貝類72 h的殺滅率：青口為100%、牡蠣為98%、藤壺為86%。實驗方案呈現(xiàn)的特點是前8 h對貝類殺滅迅速，添加氧化性殺菌劑在后續(xù)的實驗中效果顯著，貝類死亡率隨著氧化性殺菌劑投加時間的延長而升高。綜合實驗結果，方案3對貝類的控制效果最好，決定以此方案對電廠系統(tǒng)進行實驗驗證。

2.2 系統(tǒng)運行實踐結果與討論

執(zhí)行新的殺生方案后，在不影響海水淡化系統(tǒng)運行的情況下，循環(huán)水及凝汽器系統(tǒng)的海生物得到有效控制。系統(tǒng)運行實踐新的殺生方案后，凝汽器換熱管、冷卻塔立柱和旋轉濾網(wǎng)狀態(tài)得到顯著改善。

可以看出，新的海生物控制方案效果明顯，貝類大面積死亡且逐漸脫落；藻類死亡分解，對旋轉濾網(wǎng)造成的壓力減小；黏泥剝落效果明顯，犧牲陽極能充分和機體及海水接觸，凝氣管壁潔凈如新，換熱效果優(yōu)異。新的運行方案充分考慮了海生物生長繁殖周期特點，采用海生物預防控制技術，使得系統(tǒng)中的海生物始終被有效控制，顯著地降低對系統(tǒng)造成的危害。少劑量多頻次交替投加改善了單一藥劑可能產(chǎn)生的海生物抗藥性，使藥劑充分接觸海生物，最大發(fā)揮藥劑作用，既不浪費藥劑，同時也不會造成海洋生態(tài)系統(tǒng)污染。

3 結論

濱海電廠海水循環(huán)水系統(tǒng)具有海生物繁殖迅速等特點，若不能解決好此問題，將會直接影響電廠運行安全，并伴有一定的經(jīng)濟損失。研究和實踐證明，相較于單一氧化型殺菌劑投加，每年5月～10月，在連續(xù)投加次氯酸鈉的基礎上，輔以每周沖擊投加6 mg/kg～8 mg/kg的殺貝劑及每月沖擊投加100 mg/kg～120 mg/kg的氯錠，對于海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的微生物防治，可以起到很好的防控效果。