循環(huán)水處理系統(tǒng)被迫停運(yùn)的原因分析

陳增潤

（中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司，河南 開封 475000)

1 循環(huán)水處理系統(tǒng)概況

某公司2×600 MW機(jī)組為國產(chǎn)超臨界燃煤機(jī)組，機(jī)組鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 950 t/h，因國家環(huán)保需要，采用城市污水處理廠深度處理后的循環(huán)水(中水)作為機(jī)組循環(huán)冷卻水水源。為此，全廠共設(shè)計(jì)了3套循環(huán)水處理系統(tǒng)以保障機(jī)組用水。這3套系統(tǒng)自2009年5月投運(yùn)以來，多次發(fā)生因某個設(shè)備故障而使整個系統(tǒng)被迫停運(yùn)的事故，系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性得不到保證，嚴(yán)重影響了機(jī)組的達(dá)標(biāo)投產(chǎn)驗(yàn)收。

循環(huán)水處理系統(tǒng)的工藝流程為：城市污水處理廠的來水(或黃河水)→石灰混凝機(jī)械加速澄清池→單室過濾器→清水池→循環(huán)水補(bǔ)充水泵→循環(huán)水冷卻塔。系統(tǒng)正常出力為2 900 m3/h，系統(tǒng)最大出力為3 200 m3/h。

城市污水處理廠的來水(或黃河水)通過長輸管線進(jìn)入循環(huán)水處理系統(tǒng)后，與在機(jī)械加速澄清池入口管上投加的凝聚劑(聚合硫酸鐵)一同進(jìn)入機(jī)械加速澄清池，再與投加的石灰乳及助凝劑(聚丙烯酰胺)攪拌后，形成一定濃度與高度的泥渣層。廢水與泥渣層充分接觸，實(shí)施軟化與澄清過程，調(diào)節(jié)控制澄清池出水口pH在10.3～10.5，濁度小于15 NTU。在出水管道中投加硫酸，控制出水pH在7.5～8.5，出水經(jīng)曲徑混合槽混合自流至單室過濾器以過濾去除懸浮物。在清水池進(jìn)水前設(shè)有二氧化氯投加點(diǎn)，控制清水游離氯含量在0.1～0.2 mg/L。最終出水經(jīng)過循環(huán)水補(bǔ)充水泵提升至循環(huán)水冷卻塔。

機(jī)械加速澄清池內(nèi)的泥渣經(jīng)泥漿輸送泵輸送至污泥濃縮池進(jìn)行濃縮。上部清液溢流至回收水池；濃縮污泥則通過濃縮池排泥泵輸送至污泥脫水機(jī)進(jìn)行泥水分離。干污泥落至污泥脫水機(jī)下部的泥斗，由汽車將泥餅運(yùn)出；清水則流至回收水池，然后經(jīng)回收水泵重新輸送至機(jī)械加速澄清池進(jìn)行處理。

循環(huán)水處理過程中，石灰投加系統(tǒng)的設(shè)備有：石灰筒倉(直徑為6 m，體積為250 m3)、粉倉疏松振打器、星形給料機(jī)、螺旋輸送器、石灰乳攪拌箱、石灰乳輔助箱和石灰乳泵。

2 循環(huán)水處理系統(tǒng)發(fā)生的事故

這3套循環(huán)水處理系統(tǒng)自2009年5月投入使用以來發(fā)生的事故詳情如下。

2009-06-05，1號石灰倉石灰溶解箱攪拌機(jī)螺旋槳脫落，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-06-08，1號石灰系統(tǒng)螺旋輸送機(jī)、給料機(jī)嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

2009-06-09，3號機(jī)械加速澄清池減速機(jī)軸承、鏈條損壞，造成設(shè)備嚴(yán)重漏油，無法運(yùn)行，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)10天。

2009-07-02，1號機(jī)械加速澄清池底部排污管堵塞提前大修，在池內(nèi)清出大量施工所留下的泥塊、電鐵皮、鋼管、角鐵、焊工手套、焊條、廢鋼卷尺等雜物，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)14天。

2009-07-16，循環(huán)水助凝劑1，2號溶解箱堵塞清理，導(dǎo)致1，2，3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)4天。

2009-07-27，3號機(jī)械加速澄清池因底部排污管堵塞提前大修，在池內(nèi)清出大量施工所留下的泥塊、電鐵皮、鋼管、角鐵、焊工手套、焊條、廢鋼卷尺等雜物，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)13天。

2009-08-02，1，2號螺旋輸粉機(jī)堵塞，導(dǎo)致1，2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

2009-08-02，2號機(jī)械加速澄清池因攪拌機(jī)脫落，底部排污管堵塞提前大修，在2號機(jī)械加速澄清池內(nèi)清出大量泥塊、電鐵皮、鋼管、角鐵、焊工手套、焊條、廢鋼卷尺等雜物，導(dǎo)致2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)15天。

2009-08-03，2號電動泥斗開關(guān)損壞，無法打開，導(dǎo)致2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)6天。

2009-08-05，1號污泥脫水機(jī)大電機(jī)外殼漏電，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)4天。

2009-08-07，1，2號助凝劑計(jì)量箱底部堵塞，導(dǎo)致1，2，3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)4天。

2009-08-08，3號螺旋輸粉機(jī)堵塞，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)2天。

2009-08-09，1號脫水機(jī)進(jìn)泥管堵塞，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)7天。

2009-08-09，1號污泥脫水機(jī)不排泥，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)2天。

2009-08-09，3號機(jī)械加速澄清池?cái)嚢枞~輪脫落，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)2天。

2009-08-10，1號電動泥斗操作開關(guān)損壞，無法打開，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-08-10，3號螺旋輸粉機(jī)石灰污堵，無法啟動，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-08-10，1號石灰乳攪拌箱出口門、沖洗水門，無法關(guān)閉，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-08-15，3號污泥脫水機(jī)振動大，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

2009-08-18，1號脫水機(jī)進(jìn)泥管法蘭連接處漏水嚴(yán)重，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

2009-08-19，2號脫水機(jī)進(jìn)泥門門后軸承密封處漏水嚴(yán)重，沖洗水無法進(jìn)入脫水機(jī)內(nèi)，導(dǎo)致2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

2009-08-20，1，2號濃縮池排泥泵盤根漏水嚴(yán)重，分別更換盤根，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-08-21，3號脫水機(jī)漏水嚴(yán)重，導(dǎo)致3號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)2天。

2009-08-22，3，4號濃縮池排泥泵不出力，導(dǎo)致2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)2天。

2009-08-24，2號石灰乳輔助箱浮球漏水，導(dǎo)致2號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)1天。

2009-08-26，1號脫水機(jī)電動泥斗無法開閉，導(dǎo)致1號循環(huán)水處理系統(tǒng)停運(yùn)3天。

3 循環(huán)水處理系統(tǒng)故障原因分析

這3套循環(huán)水處理系統(tǒng)采用單元制運(yùn)行，各系統(tǒng)中的同類設(shè)備不能互為備用，多次發(fā)生因某設(shè)備故障而使整個系統(tǒng)被迫停運(yùn)的事故，而相鄰?fù)愒O(shè)備卻閑置無法利用，設(shè)備利用率低。

電廠運(yùn)行方式中主要有集中母管制、切換母管制、單元制和擴(kuò)大單元制4種方式。循環(huán)水處理系統(tǒng)主要有單元制和母管制2種方式。

3.1 單元制的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，便于機(jī)、爐集中控制，管道最短，管道附件最少，投資最省，同時管道的壓力損失及散熱損失小，檢修工作量小，系統(tǒng)本身發(fā)生事故的可能性也最少。

缺點(diǎn)：相鄰單元之間不能切換運(yùn)行，單元中任何一個設(shè)備發(fā)生故障，該單元就要被迫停運(yùn)，運(yùn)行靈活性差。

3.2 母管制的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性較高，某主機(jī)故障可以直接切除，而不影響其他機(jī)爐的運(yùn)行。還可以采用一爐多機(jī)、一機(jī)多爐或多爐多機(jī)的方式，做到既有足夠的可靠性，又有一定的靈活性，并可以充分利用鍋爐的富裕容量進(jìn)行各爐之間的最佳負(fù)荷分配。

缺點(diǎn)：管道長、閥門多、投資增加。它適合于參數(shù)不太高，機(jī)爐容量不完全配合，以及裝有備用鍋爐的電廠。

這3套循環(huán)水處理系統(tǒng)中的石灰投加系統(tǒng)和泥漿輸送系統(tǒng)均采用單元制。

(1) 石灰投加系統(tǒng)：石灰筒倉——星形給料機(jī)——螺旋輸送器——石灰乳攪拌箱——石灰乳泵(1運(yùn)1備)——機(jī)械加速澄清池。

當(dāng)石灰投加系統(tǒng)中的任何一個設(shè)備檢修或故障以及2臺石灰乳泵同時故障時，其他同類泵無法替代，迫使該系統(tǒng)停運(yùn)。

(2) 泥漿輸送系統(tǒng)：機(jī)械加速澄清池排泥——泥漿輸送泵(1運(yùn)1備)——濃縮池——濃縮池排泥——濃縮池排泥泵(1運(yùn)1備)——脫水機(jī)。

當(dāng)泥漿輸送系統(tǒng)中的任何一個設(shè)備檢修或故障以及2臺泵同時故障時，其他同類泵無法替代，同樣迫使該系統(tǒng)停運(yùn)。

此外，循環(huán)水處理系統(tǒng)中采用單元制的系統(tǒng)設(shè)備還有硫酸計(jì)量泵、聚合硫酸鐵計(jì)量泵、二氧化氯計(jì)量泵、脫水劑計(jì)量泵、助凝劑計(jì)量泵等。這些系統(tǒng)設(shè)備均存在不能被相鄰系統(tǒng)利用的問題。

4 應(yīng)采取的措施

4.1 循環(huán)水石灰乳泵出口管由單元制改為母管制

將循環(huán)水加石灰系統(tǒng)改為母管制時，特意在石灰乳泵出口母管兩端設(shè)計(jì)法蘭盲板，當(dāng)石灰乳泵出口管道堵塞時，打開盲板用水沖洗即可疏通。石灰乳泵出口改為母管制后，6臺石灰乳泵都可以供3個機(jī)械加速澄清池。

利用三次設(shè)備停運(yùn)檢修的機(jī)會完成改造工作。首先將1，2號石灰乳泵出口改造為母管制，增加2，3號石灰乳泵出口聯(lián)絡(luò)門和石灰乳至1號機(jī)械加速澄清池門；然后將3，4號石灰乳泵出口改造為母管制，增加4，5號石灰乳泵出口聯(lián)絡(luò)門和石灰乳至2號機(jī)械加速澄清池門；最后將5，6號石灰乳泵出口改造為母管制，增加石灰乳至3號機(jī)械加速澄清池門，出口母管與4，5號石灰乳泵出口聯(lián)絡(luò)門接通，即完成了出口母管制的改造。改造前后石灰乳泵系統(tǒng)變化情況如圖1所示。

圖1 改造前后石灰乳泵系統(tǒng)變化情況示意

4.2 泥漿泵進(jìn)口管道由單元制改為母管制

循環(huán)水1，2，3號機(jī)械加速澄清池排泥管道改造與泥漿輸送泵進(jìn)口管道改造同步進(jìn)行。先將3臺機(jī)械加速澄清池的排泥管道割開，然后分別焊接到1個管子(母管)上，最后將6臺泥漿輸送泵進(jìn)口管道全部與該母管相連，焊好全部焊口，完成母管制改造工作。改造后的6臺泥漿輸送泵均可以將任意機(jī)械加速澄清池的泥輸送到任意一個濃縮池中，實(shí)現(xiàn)泥漿輸送泵3運(yùn)3備。

5 改造效果

5.1 循環(huán)水石灰乳泵系統(tǒng)

循環(huán)水石灰乳泵系統(tǒng)改為母管制后，運(yùn)行人員可以很靈活地操作石灰乳泵向相鄰的機(jī)械加速澄清池加石灰乳。當(dāng)1，2號石灰乳泵全部故障時，打開2，3號石灰乳泵聯(lián)絡(luò)門，由3，4號石灰乳泵向1，2號機(jī)械加速澄清池供應(yīng)石灰乳；當(dāng)1號石灰倉或石灰乳箱故障時，可用2，3號石灰乳箱通過3，4，5，6號泵向1號機(jī)械加速澄清池供石灰乳，使每個機(jī)械加速澄清池加石灰乳泵由原來的1運(yùn)1備變?yōu)?運(yùn)3備，甚至2運(yùn)4備(用2臺泵向3個機(jī)械加速澄清池供應(yīng)石灰乳，4個泵備用)，大大提高了設(shè)備的可靠性。

5.2 泥漿輸送系統(tǒng)

1～6號泥漿輸送泵進(jìn)口管道由單元制改造為母管制后，經(jīng)過幾個月的運(yùn)行檢驗(yàn)，1～6號泥漿輸送泵均可排出1～3號機(jī)械加速澄清池的泥，使過去的1運(yùn)1備變?yōu)楝F(xiàn)在的3運(yùn)3備，還可以把1號機(jī)械加速澄清池的泥輸送到2，3號濃縮池中。運(yùn)行人員可以很靈活地操作泥漿輸送泵將機(jī)械加速澄清池的泥排出，提高了設(shè)備的可靠性。

1 火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材編委會．電廠化學(xué)設(shè)備檢修[M]．北京：中國電力出版社，2005.

2 陳志和．電廠化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)[M]．北京：中國電力出版社，2006.

3 于瑞生，杜祖坤．電廠化學(xué)[M]．北京：中國電力出版社，2006.