滨海火／核电厂排水消泡技术综合分析

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发布时间：2021-08-23

资料介绍

理认识以及工程经验的不足，现有工程措施尚不能满

足滨海电厂排水防泡、消泡的需求。为此，进一步研

究滨海电厂排水泡沫产生机理，总结分析不同工业过

程中消泡的成功经验，探寻更为适宜的滨海电厂排水

防泡、消泡方法，对消除或减少泡沫对环境的影响，

改善电厂周边水域环境意义重大。

2 电厂排水泡沫的成因分析

火／核电厂直流循环冷却水系统主要由取水口、

升压水泵、凝汽器、虹吸井和排水流道等组成。其工

作方式是：冷却水通过取水口、升压水泵从取水水源

(如海洋、河流、水库等水域)提升至凝汽器经热交

换升温后进入虹吸井，而后流经虹吸井内溢流堰通过

排水流道排至环境水域。虹吸井内溢流堰的设置是为

了维持虹吸井内较稳定的水位以及排水系统一定程度

的虹吸利用高度，保证凝汽器的热交换管道具有一定

的压力，降低循环水泵扬程及其运行成本，保证循环

水系统安全运行。鉴于滨海电厂排水口外部水位的不

断变化，溢流堰上游水位又需保持稳定，两者之间必

然存在不断变化的水位差，致使虹吸井电厂排水呈现

不同程度的跌落出流的状态，水流不断翻腾旋滚，大

量掺气，在此过程中产生大量的气泡。另外，为了消

除水生生物对循环水取(排)水构筑物的附着及其对

流道的阻塞，经常在循环水系统中加氯(或lam —

TrolCT1300等物质)⋯ 以杀死海生物，受到海生物残

体分解后的物质和水中加入的药剂的影响，受纳水体

的粘性和表面张力等物理性质亦有所改变，致使排水

过程中产生的气泡不宜溃灭，这些气泡随排水进入环

境水体后不断累积，进而在排口附近海域形成淡黄色

泡沫污染带。

综上所述，电厂排水泡沫产生的主要成因有三

个：(1)电厂排水由虹吸井溢流堰跌落出流，在堰后

形成剧烈的旋滚掺混区，此过程中排水大量掺人空

气，在其表面张力的作用下形成密封气泡，大量的气

泡汇合在一起就形成了泡沫。(2)电厂循环水系统中

加氯以及海生物残渣会使得电厂冷却水的粘性和表面

张力发生改变，系统中产生的泡沫短时间内不易溃灭

且易于堆积。(3)海水中所含的细小泥沙颗粒以及海

生物残体分解后的物质使水体中含有较多的微小固体

颗粒，这些物质为泡沫的粘结和附着堆积提供了有利

条件。

3 工业和食品加工行业的消泡方法和手段

在石油、化工、造纸、食品加工等许多行业产品

水利水电技术第46卷2015年第l1期

纪平，等∥滨海火／核电厂排水消泡技术综合分析

加工工艺过程中都存在消泡问题，按处理过程主要方

法可分为物理方法和化学方法。

3．1 物理方法

物理消泡方法基本上是依靠温度的提升，使汽泡

破裂，或者依靠机械作用、水流等产生离心力、剪切

力而使泡沫破裂、消除。其中，利用温度消除泡沫方

法的原理主要是通过热辐射的形式，使泡沫表面不均

匀受热，导致局部表面张力变小而使泡沫破裂，达到

消除泡沫的目的。如：专利“水池池面的转动式消泡

装置”_2 J、“水池池面的移动式消泡装置”_3 和“利用

热辐射消除钻井液泡沫的消泡方法和装置”l4』。采用

机械作用消泡的方法，主要是通过机械作用产生离心

力让泡沫分离、撞击等手段达到消泡的目的，例如专

利“飞碟式离心消泡器”_5 J、“造纸黑液储罐消泡装

置”_6 等等。利用水流作用消泡原理主要是利用高

速流体与泡沫的速度差产生剪切力将泡沫破碎达到消

泡效果，例如专利“流体消泡器” 等等。利用喷水

消除泡沫，例如“一种喷淋消泡装置” 、“消泡

箱”¨ 、“一种曝气池气提喷淋消泡装置” 等等。

另外，还有采用破网器等装置破除泡沫的方法，如：

“

一种消除泡沫的真空消泡箱”|1 ，通过滤渣网进行

过滤，过滤的渣排人接渣兜，过滤后的泡沫进入破泡

箱通过丝网破泡器把泡沫破掉，打碎泡沫的液体再通

过出泡口流入药液暂存缸，再通过药液储存箱后排出

缸外，同时高压鼓风机通过真空吸附箱把产生的气体

由高压鼓风机抽出。“自动破沫装置”_】依靠泡沫的

自然流动的力，与破沫刺、破沫网孔和破沫尖齿等相

撞，实现自动破沫消泡。

3．2 化学方法

主要是向泡沫区喷洒化学或者生物药剂，实现

快速消泡。例如，添加电性相反的表面活性剂或者

与泡沫稳定剂发生化学反应的物质等方法，使泡沫

破裂。

3．3 小结

在石油、化工、造纸、食品加工等行业工艺过

程中的消泡方法很多，也有大量的经验可以借鉴和

参考。与此相对比，电厂排水所产生的泡沫有自身

独特的特点：(1)电厂排水泡沫产生量大且连续不

断。一个厂址六台百万千瓦直流冷却发电机组的排

水量在300 m ／s左右，其排水流量及其相应的泡沫

产生量较一般工业废水产泡量至少高出一个量级且

持续不断、难以收集。(2)滨海电厂受潮位变化等

的影响，消泡的工程措施需要考虑水位、潮流等环

境因素。(3)电厂消泡措施不能对电厂排水出流安

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