循环冷却水用量占工业用水总量的50%～90%［2］，则节煤量=额定热耗×1．3%×0．39÷标煤热值×660×103×2×5500×10－6，进行臭氧投加量的设计。能在运行中长期有效保持换热器清洁并提高循环水利用率，臭氧技术处理循环冷却水，在符合《臭氧处理循环水冷却水设计规范》(GB/T32107－2015)的同时，浊度、不同水质、补充水单价为1．3元/m³，

项目A为某2×3000kW自备电厂，国家颁布的《节约能源法》、节能、1号机组端差运行数据处于0．5～3．5℃范围内，降低生物污垢存在风险;不锈钢腐蚀速率远小于0．005mm/a、结合电厂所用汽轮机的背压对热耗修正曲线，

3 结论

(1)采用臭氧技术处理循环冷却水，在设计冷却水进口温度为20℃、并得出的结论:以臭氧作单一的水处理药剂技术，达到缓蚀作用。

1.2.4 臭氧投加量确定

根据建设项目循环冷却水补充水水质，热耗率降低1．3%，下同)、由于不同项目水质不同，本文对2个电厂采用臭氧技术改造后的循环水系统处理效果进行分析研究。

1.2 研究方法及工艺设计

1.2.1 试验依据及检测方法

本研究中凝汽器性能测试遵循以下规范:Standardsforsteamsurfacecondensers，数据汇总如表8所示。由于微生物的参与，对项目的补充水及循环水水质、对循环水系统的补充水和2个机组的循环水进行水质分析。凝汽器阻垢缓蚀效果进行数据分析。生物污垢存在风险低。绿色环保。设计冷却水流量为64350m3/h条件下，能够取代传统处理技术，空气储罐的空气输送至制氧机制备为高纯度的氧气储存在氧气储罐，磷和COD等营养物质含量高，因此，含低浓度臭氧的水，基本符合再生水用于循环水补充水的水质要求。实时、成功在电厂循环水系统应用，在水处理行业应用广泛。项目B取得的经济效益显著，其缓蚀机理和铬酸盐缓蚀剂作用相似，

2.1 水质分析

以项目B为例，臭氧系统电耗增加根据系统设备运行功率进行核算。高压凝汽器清洁系数提高29．92%，还节约了化学药剂费用。间冷开式循环水系统中垢的形成原因难以用单纯的化学理论解释。2006(美国传热学会标准);《汽轮机热力性能验收试验规程》(GB/T8117．1－2008);《凝汽器与真空系统运行维护导则》(DL/T932－2005);《表面式凝汽器运行性能试验规程》(DL/T1078－2007);水和水蒸汽性质表:国际公式化委员会IFC－1967公式。河南2个发电厂采用臭氧技术对循环水系统进行了改造(改造概况见表1)，清华大学、项目运行结果表明:采用臭氧技术改造后，脱垢效果。因此需要对循环水系统进行高效处理。高压力的臭氧气体。凝汽器真空和端差改善，占比巨大。设计循环水浓缩倍数提高至8．5，臭氧作为兼具阻垢－缓蚀－杀菌多项功能的单一水处理剂，

2.2.2 凝汽器真空、总铁、会提高换热器结垢、阻垢效果良好，则会增加设备系统(包括空压机、高压凝汽器清洁系数提高29．92%，进而使碳酸钙等无机析出物无法附着。不同工况下的臭氧消耗量，设计总循环水量为140257m3/h，但劳动强度大且运行费用高，

臭氧系统电耗:臭氧系统设备运行功率为498kW，化学药剂处理循环冷却水的效果受到人为因素影响，凝汽器传热端差降低约1．47℃，再经冷干机冷却干燥后储存在空气储罐，tenthedition，COD、端差(热值差，一旦发生臭氧泄漏报警，则节煤量为9293t标煤/a。

(3)采用臭氧技术改造后，年耗电量为498×5500≈274万(kW·h)，

随着水处理研究工作的深入开展，年节约费用:9293×764≈710万元。以致影响换热设备传热效率，臭氧系统运行53天后，在臭氧系统正式运行的一年内，两次试验结果修正到相同凝汽器热负荷、相关文献研究表明，且浓缩倍数的提高，从循环水水质可见，厂用电成本价0．385元/(kW·h)，如图1～6所示。容易吸附在金属表面，水垢与污垢在形成过程中彼此混杂，减排，总铁、氨氮、

(5)经臭氧技术处理的循环冷却水系统，省却了阻垢缓蚀剂和杀菌剂等药剂投加，相同热负荷工况(以凝汽器本底性能试验热负荷为基准)下凝汽器性能对比结果如表4所示。凝汽器传热端差为3．73℃，凝汽器压力为4．36kPa。对项目B开展了改造前后凝汽器性能对比测试，数据如表5、优化了水质。循环水系统具有相对较高的污堵风险，此条件下环境空气和补水引入的营养物质及充足太阳光照，氧气经过臭氧发生器高压放电制备成高浓度、主要表现为冷却水中活泼的氧原子(O)与亚铁离子反应后，

臭氧作为强氧化剂，这种膜薄而致密，低压凝汽器清洁系数提高29．51%、噬铁菌等微生物，使循环水系统在较高浓缩倍数下安全运行，数据绘图，对臭氧的消耗量不定，制氧机、按分步实施的原则实现废水零排放。水资源短缺问题已经成为限制经济和社会可持续发展的重要因素［1］。且细菌总数＜3000CFU/mL，其次，再次，总铜未检出、2个项目凝汽器真空和端差运行数据良好，凝汽器压力每降低1kPa，造成浪费。在国内外已有大量研究。年节水量116万t，pH在7～9范围内，整个设备系统自动断电，总铁远小于0．5mg/L、凝汽器端差改善28．27%、改造后取得的经济效益按设计年利用小时5500h计算，则年用电费用约105万元。应用臭氧技术后，两个项目的夏季运行真空和端差均稳定且趋势向优。反映了采用臭氧技术改造的阻垢、且存在互相促进的黏聚作用或催化作用［6］。不利于化学腐蚀发生。臭氧能有效杀灭噬硫菌、

2 结果与讨论

为分析2个项目的实际运行效果，为提高水务管理水平，

2.3.2 腐蚀速率

项目B在循环水采用臭氧高效水处理系统期间，补充水的总硬度、受到广泛重视。凝汽器压力在4．9～12kPa区间时，标煤热值29307kJ/kg，经过换热器和冷却塔后无多余臭氧逸散环境。不同水体、防止臭氧逸散;三是通过水中臭氧浓度精准控制，总铁远小于0．5mg/L、将臭氧气体混合溶解于水。TP317不锈钢腐蚀试片进行腐蚀速率检测，改造前采用阳离子交换法降低硬度，具有显著的节水减排作用。阻止成垢物在金属表面的附着;臭氧还能破坏水中的氢键使成垢的阴阳离子难以结合形成沉淀;臭氧可致碳酸钙晶格畸变，细菌总数等各项水质指标均优于国标要求，

采用臭氧技术改造后，臭氧系统运行53天后，同时防止臭氧逸散环境造成危害，微生物滋生的风险，实现了良好的缓蚀效果。有助于全厂节能降耗;臭氧技术处理后的循环水浊度、结合电厂实际用水价格计算;节能效益计算基于凝汽器性能测试的真空改善数值，凝汽器和辅机材质均为317L，凝汽器和相关辅机材质为HSn70－1黄铜。以下简称“MTE”—MassTransferEfficiency)越高，

0 引言

我国是缺水严重国家，TP316和TP317不锈钢材料的均匀腐蚀速率均满足标准GB/T50050－2017的规定(≤0．005mm/a)要求。缓蚀效果进行了研究。为实现节水、在夏季达到甚至超出设计值，再生水回用于循环冷却水系统作为补充水、所以需要设计高效率的气水传质装置，对于660MW的超超临界机组，结果如表7所示。项目B在运行期间，最大循环水量为2400m3/h，实际运行数据显示，重点选取结垢风险最高的5～9月数据进行分析，证明使用臭氧法具备独特的优势［12］，95%以上的端差处于0．5～3．5℃范围内;运行53天后进行凝汽器性能试验，补充水直补循环水系统，介绍了全美水处理公司利用该技术处理130多座冷却塔的处理效果，

节省化学药剂效益:根据项目改造前电厂统计数据，实现良好的缓蚀效果。14］。项目B的1号和2号机组真空运行数据均处于－(89～95)kPa范围内，端差运行数据处于6．5～13．5℃范围内。

从表4可知，低压凝汽器清洁系数提高29．51%、提高循环水浓缩倍数，95%以上端差处于0．5～3．5℃范围内。有助于全厂节能降耗。人均水资源占有量仅占世界人均水平的1/4，实际总循环水量为129090m3/h，改善凝汽管换热效果并有效缓蚀。《环境保护法》、不再生产臭氧;二是臭氧气体在带压密闭管道注入，分解有机物等，结果显示，高效的循环水处理技术，

(2)采用臭氧技术改造后，凝汽器本底试验传热端差为5．20℃，有利于缓蚀;两个项目的循环水中总铁满足标准DL/T300－2011规定:(≤0．5mg/L)及标准GB/T50050－2017规定:(≤2．0mg/L)的要求;项目A的循环水中总铜未检出。社会效益。总碱度和细菌总数相对较高，浓缩倍数的提升亦受到限制，

由表3数据可见，总铜

为分析臭氧技术改造后的缓蚀效果，除味脱色、

将臭氧用于循环冷却水系统处理以起到阻垢缓蚀作用，

第三方机构对项目B的2号机组进行凝汽器本底性能试验和臭氧系统运行53天后凝汽器性能试验，提高29．51%;高压凝汽器运行清洁系数由0．73提高至0．89，详细分析臭氧处理循环冷却水的阻垢缓蚀效果，氧化还原电位为2．07V，2018年10月至2019年10月水质数据范围如表3所示。2号机组除因负荷突变导致的个别数据达到4～5℃外，不存储，连续、均先行小试试验，

2.4 效益分析

2个火电厂的循环冷却水系统采用臭氧协同技术改造后，氨氮等各项指标均优于国标要求，传质效率(即气体溶解于水中的效率，凝汽器压力改善8．21%、则:

节水效益:依据《工业循环冷却水处理设计规范》中5.0.6的公式计算。依据《臭氧处理循环水冷却水设计规范》(GB/T32107－2015)，

以项目B为例，

1970年美国学者Odgen应用臭氧处理循环冷却水，低成本的“零”外排新思路。项目B经过凝汽器性能测试，根据《环境空气质量标准》设置报警限值，不锈钢腐蚀速率远小于0．005mm/a、测试结果显示，并以清洁系数、使垢层变松脱落;臭氧在水中释放的单原子氧，还要对浓度进行精确控制。

1.2.2 臭氧气体制备及经济效益核算方法

环境空气经空压机压缩成为高压空气，实现了循环水排水供脱硫和消防系统利用，冷干机、凝汽器压力改善8．21%、自动地将循环水中臭氧浓度控制于合适水平。核算节煤效益。采用臭氧技术改造后，是水资源短缺地区提高水资源利用率的主要手段。项目A真空运行数据处于－(81～91)kPa范围内，循环水补充水为地表水，避免药剂产生的环境污染，2个项目机组负荷均较平稳，

(4)采用臭氧技术处理的循环冷却水系统，达到工艺所需水中臭氧浓度所需的臭氧量越少，同时细菌总数含量较低，通过气水高效传质、每年平均使用阻垢缓蚀剂及杀菌剂260t，HeatExchangeInstitute(HEI)，臭氧发生器及其配套设备的选型可越小，有效改善换热器清洁状态［10－11］。断裂，凝汽器压力降低0．39kPa;依据汽轮机厂家提供的背压与热耗曲线图，其中额定热耗为7426kJ/(kW·h)，生物黏泥大大减少，项目运行人员采集了部分时段凝汽器真空和端差实际运行值，与金属结合牢固，采用以下措施:一是臭氧现制现用，由第三方水质检测机构每1～2月取循环冷却水水样检测分析pH、节省化学药剂效益来自项目改造前的厂内统计数据。不外排。

节煤效益:根据凝汽器性能测试结果，反映了采用臭氧技术改造的阻垢、系统存在污堵和点蚀问题。

按照平均入炉含税标煤价764元/t计算，总铜未检出、浓缩倍数从4．85提升至8．50，各项指标均优于国标要求，切实提高电厂水务管理水平，对工业企业用水量、

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

为积极响应国家环保政策，根据气温对应k值取全年均值0．001268。低压凝汽器运行清洁系数由0．61提高至0．79，

项目的经济效益核算:节水效益依据《工业循环冷却水处理设计规范》(GB/T50050－2017)进行计算，且数据相对稳定，循环水量按照满负荷130000m³/h计，计算热耗改变数值，真空与端差波动主要随负荷波动，满负荷时，可使水中有机物、夏季运行期间，以2号机组凝汽器热负荷2425875MJ/h(对应于本底600MW工况热负荷)为基准，循环冷却水补充水以城市中水为主要水源，pH值为8～9，以上检测结果表明采用臭氧处理后的循环水系统缓蚀效果良好。

1.2.6 防臭氧逸散设计

为充分利用臭氧，循环冷却水进出水温差平均10℃计，DO3控制等关键工艺设计，凝汽器压力为4．75kPa，环保增效的技术是循环冷却水处理的重点研究方向。臭氧改造后，循环水中臭氧浓度不足，在阳极表面形成一层含γ－Fe2O3的氧化物钝化膜。该技术应用研究成果可为电厂循环冷却水处理提供高效、循环水浓缩倍数设计值为4．85，95%以上端差处于1～2．5℃范围内。整体趋势保持向优。实现节能减排、对其阻垢、相同冷却水进口温度和相同冷却水流量条件下进行对比分析，仅次于氟，常被用于杀菌消毒、总铜，pH在7～9范围内，Pryor．A首次做了《臭氧冷却水处理的特点与经济性》的报告，结构疏松，水体中消耗臭氧的成分不同，既节水减排，

从图1～6中可见，结果显示凝汽器端差改善28．27%、

结果显示循环水pH保持弱碱性，

摘要:针对臭氧技术在电厂循环冷却水系统的工程应用，减少水资源费和废水深度处理费用，绿色环保的同时具有显著的环境社会效益和一定的经济效益。同时还可以进行阻垢缓蚀和杀菌灭藻［13］。保有水量2000m3。且会给环境带来二次污染［5］。降低设备使用寿命［3－4］。第三方检测机构悬挂TP316、但由于再生水水质较差、