濱海電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)中海生物污染的控制

王莉（深圳市廣前電力有限公司,廣東 深圳 518054）

濱海電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)中海生物污染的控制

王莉（深圳市廣前電力有限公司,廣東 深圳 518054）

某濱海電廠自投產以來一直存在著海生物污堵較嚴重、以致影響機組經(jīng)濟穩(wěn)定運行的問題，后經(jīng)過加藥優(yōu)化試驗，將單獨加非氧化性殺生劑改為間隔交替加非氧化性殺生劑和氧化性殺生劑，效果良好，為電廠的安全運行提供了支持。

殺生劑；循環(huán)冷卻系統(tǒng)；海生物

某濱海電廠設計有3×390MW單軸燃氣─蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，采用開式海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。每臺機組配兩臺循環(huán)水泵、一條供水管，三臺機組的回水一同進入集中式單元虹吸井中。每臺循環(huán)水泵的供水量為12000m3/h，用于凝汽器和工業(yè)水換熱器的冷卻，循環(huán)冷卻水采用加CT1302來控制海生物。

1 問題的提出

海生物污染是濱海電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)普遍存在的問題，其中海生物物種包括魚、蝦、貝類、藤壺、水螅蟲、藻類及水母等。這些海生物的附著性極強，當它們及它們的孢子或卵進入凝汽器的冷卻水系統(tǒng)后，往往附著滋生在管壁上，使管道阻力增加，嚴重影響凝汽器的換熱效果。

某濱海電廠位于珠江三角洲出?？?，屬于江河與海洋交匯的區(qū)域，常年氣候偏暖，海水溫度保持在20~30℃，海水營養(yǎng)成分豐富，十分適宜海洋生物繁殖和生長。該燃機電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的海生物主要有藤壺和水螅蟲兩類。

藤壺屬于節(jié)肢動物，水螅蟲屬于腔腸動物，這兩類海生物都是華南地區(qū)海域最常見的生物，它們都具有容易大量繁殖、簇團生長、適應溫度變化范圍大（20~26℃）的特點。其中藤壺即便是已經(jīng)死亡，其殼體仍然可以保持在原先位置很久，極難脫落，從而影響冷卻水的正常流通。

某濱海電廠自投產后，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通過加CT1302，藤壺已經(jīng)得到了有效的控制，而水螅蟲則沒能得到有效的抑制，對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)造成了一定污染，使機組凝汽器進水側水室內表面和凝汽器鈦管產生了嚴重的污染，凝汽器端差較高，每次機組檢修都需要進行人工清理。

為了解決水螅蟲污堵的問題，某濱海電廠對加藥系統(tǒng)運行方式、加藥點的設置、藥劑濃度等進行了實驗分析，通過加大CT1302加藥濃度來觀察循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內海生物生長變化情況。試驗表明，當加藥濃度由原來的4ppm加大到8ppm后，所達到的殺生效果和4ppm濃度達到的效果基本一致，因此再增加濃度也不會有太大的效果（根據(jù)美國通用公司試驗研究報告，循環(huán)水單獨加CT1302處理只能有效殺死藤壺、綠貝等海生物，而水螅蟲、褐貝、藻類等無法有效殺死），只會增加大加藥成本，因此需要結合海生物的具體品種來調整藥劑種類和加藥方式。

2 殺生劑的作用原理

根據(jù)與海生物作用時的反應原理，殺生劑主要分為氧化型和非氧化型兩種。氧化型殺生劑主要有液氯、二氧化氯、工業(yè)次氯酸鈉等，非氧化型殺生劑主要有季胺鹽類、CT1302和氯代酚類等。

CT1302分子含有一個帶正電的“頭”，是親水基；還有一個長鏈烷基脂肪酸尾，是憎水基。濾食性動物的細胞膜通常帶負電荷，CT1302親水基中的正電荷極易中和這些負電荷并進入細胞，憎水基團則隔絕了細胞和水的接觸，切斷細胞內營養(yǎng)物質的傳送，從而達到殺滅效果。CT1302的滅殺效果明顯，對環(huán)境的影響也較小。

液氯具有氧化作用，在水中生成次氯酸，它能破壞細胞壁，影響營養(yǎng)物質吸收，導致細胞死亡，是冷卻水系統(tǒng)常用的廣譜性殺生劑。但液氯有毒性和強腐蝕性，在運輸、儲存、使用過程中存在泄漏的危險。另外，液氯在水中會生成致癌的三氯甲烷等有害物質，同時液氯與水反應還會生成大量的HCL，混入海水中會造成環(huán)境污染。

二氧化氯與水中有機物接觸，能分解殘留海生物的細胞結構，起到防止或除去粘泥的作用。二氧化氯是強氧化劑，殺生效果不受PH值的影響，但二氧化氯在水中會生成有毒的AOX等有害物質。二氧化氯的沸點較低（11℃)，氣態(tài)或液態(tài)均不便運輸，必須配備專門的發(fā)生器在現(xiàn)場制作和使用，加藥操作繁瑣。另外，二氧化氯藥物降減緩慢，見效不明顯。

工業(yè)次氯酸鈉的殺生機理與液氯的相同，它溶液毒性小，加藥系統(tǒng)較液氯更容易操作。但工業(yè)次氯酸鈉容易氧化，不能存放太長時間（一般在7天以內），所以需頻繁運輸。

季銨鹽類由于季銨鹽的陽離子與菌類細胞壁上的負電荷之間會形成靜電鍵，從而在細胞壁上產生壓力，使得細胞壁發(fā)生歧變，破壞它的半滲透性，最終引起細胞死亡。季胺鹽具有表面活性作用，穿透性強，有剝離作用，操作也很方便，但投藥量需要較大，并且藥液易起泡沫。

3 加藥優(yōu)化試驗

為了找出合適的加藥方式，某濱海電廠結合本廠的情況及各種殺生劑的優(yōu)缺點，采用非氧化性和氧化性殺生劑相結合的方案，用CT1302和次氯酸鈉間隔交替加藥的方式對本海域的主要海生物進行了殺生實驗：

3.1 實驗方法

在循環(huán)水加藥系統(tǒng)旁組裝一套生物培養(yǎng)箱，在循環(huán)水取水口處接一臨時管道引出海水，再通過流量控制分成5路接至生物培養(yǎng)箱中，其中一路海水作為空白，其余4路海水作殺生實驗。在生物培養(yǎng)箱中加入不銹鋼片做成的構件，每天不斷讓海水流經(jīng)構件，使大量海生物如水螅蟲、藤壺等幼蟲附著在構件表面。另外，在生物培養(yǎng)箱中掛上網(wǎng)兜，放入一定數(shù)量的海生物活體（包括青口、褐貝、圣子等）作為殺滅對象，每天不斷讓海水流入，使其穩(wěn)定生長，最后間隔交替加入CT1302和次氯酸鈉觀察海生物的殺生效果。

3.2 實驗條件：

（1）溫度：22～25℃；（2）PH值：6.8～7.0；（3）電導率：1300～3100μs/cm；（4）濁度：12～25

3.3 加藥前培養(yǎng)箱中海生物種類分布情況

（1）不銹鋼構件表面→藤壺（個體高度2～4mm）→均勻分布

（2）不銹鋼構件表面→水螅蟲（個體長度3～15mm）→均勻分布

（3）培養(yǎng)網(wǎng)兜里面 →青口（個體長度15～45mm）→25～35只

（4）培養(yǎng)網(wǎng)兜里面 → 褐貝（個體長度8～20mm）→45～60只

（5）培養(yǎng)網(wǎng)兜里面 → 圣子（個體長度20～55mm）→20～30只

3.4 實驗過程

通過兩種不同的組合加藥方法，分別研究在相同的加藥時間、加藥間隔以及不同的加藥濃度下各種海生物的生長情況。第一種方法為25ppm次氯酸鈉和4ppmCT1302，每十天加兩次次氯酸鈉，每次加4小時，每十天加一次CT1302，每次加8小時；第二種方法為25ppm次氯酸鈉和8ppmCT1302，每十天加兩次次氯酸鈉，每次加4小時，每十天加一次CT1302，每次加8小時。

從下圖可看出，兩種加藥方式對海生物的殺滅作用一樣，加藥后第七天青口、褐貝死亡率達到100%，加藥后第12天藤壺、水螅蟲死亡率達到90%以上；根據(jù)培養(yǎng)箱中的試驗結果，CT1302采用4ppm濃度所達到的效果與采用8ppm濃度達到的效果基本一致，因此，采取加4ppmCT1302和25ppm次氯酸鈉能達到既殺生又節(jié)約藥劑的目的。