優(yōu)化電廠化學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究

引言：電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)在電廠工作過(guò)程中有著非常重要的作用，其輔助系統(tǒng)例如壓縮空氣系統(tǒng)與酸堿處理系統(tǒng)等，都與其他專業(yè)的輔助系統(tǒng)有著相似之處，習(xí)慣于各系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)，但是這樣會(huì)出現(xiàn)整個(gè)電廠中，輔助系統(tǒng)重復(fù)的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，本文將針對(duì)目前大型電廠集中處理模式進(jìn)行討論，試分析相關(guān)優(yōu)化方案。

電廠各系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮到早期自動(dòng)化設(shè)備造價(jià)較高，自動(dòng)化操作水平跟不上，專業(yè)聯(lián)系也不方便，綜合考慮了電廠的經(jīng)營(yíng)和工作安全問(wèn)題，設(shè)計(jì)了獨(dú)立的輔助系統(tǒng)，出現(xiàn)一個(gè)電廠系統(tǒng)功能重復(fù)的問(wèn)題。隨著電廠規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)組容量不斷增加，引進(jìn)了先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，集中控制功能也得到了實(shí)現(xiàn)，專業(yè)運(yùn)行的聯(lián)系也能通過(guò)中央監(jiān)控系統(tǒng)變得更加方便，多余的功能系統(tǒng)反而成了不必要的東西，因此要這些系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

一、功能重復(fù)的系統(tǒng)優(yōu)化

1.壓縮空氣系統(tǒng)。為了避免系統(tǒng)功能重復(fù)，首先要找到需要輔助系統(tǒng)有哪些環(huán)節(jié)，將這些環(huán)節(jié)合理的與輔助系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，就可以減少很多不必要的輔助系統(tǒng)。電廠化學(xué)系統(tǒng)中，鍋爐表面除灰，熱力檢修，水處理氣動(dòng)閥門等環(huán)節(jié)需要用到壓縮空氣系統(tǒng)，很多電廠仍然采用需要就設(shè)計(jì)的模式，整個(gè)系統(tǒng)中存在多個(gè)壓縮空氣站。假設(shè)說(shuō)一個(gè)2X600MW的機(jī)組電廠，除灰系統(tǒng)需要壓縮空氣站輔助工作，通常需要大約500m2的占地面積，包括四臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和一臺(tái)備用設(shè)備，為了滿足工作需求，一般配有兩種規(guī)格31m3/分鐘和15m3/每小時(shí)。機(jī)爐系統(tǒng)也需要壓縮空氣站，占地約400"m2;化學(xué)水處理系統(tǒng)也設(shè)有獨(dú)立的壓縮空氣站，布置在水處理車間，供啟動(dòng)閥門等用氣。從以上幾個(gè)環(huán)節(jié)處設(shè)置的壓縮空氣站，我們不難看出，多個(gè)獨(dú)立壓縮空氣站占用了大量的空間，設(shè)備耗資非常高，分布也比較分散，對(duì)于維護(hù)和管理工作來(lái)說(shuō)存在較大的不便。

針對(duì)這樣設(shè)備分散的問(wèn)題，可以采用集中建站的形式，根據(jù)其他需要壓縮空氣站輔助的系統(tǒng)的位置，合理安排一個(gè)中心壓縮空氣站，要符合電廠的總布局結(jié)構(gòu)，能夠滿足壓縮空氣的使用需求。優(yōu)化設(shè)計(jì)后，集中壓縮空氣站只需要約600"m2的占地，同樣配備三臺(tái)運(yùn)行機(jī)一臺(tái)備用機(jī)，采用功率較大的60"m3/分鐘的壓縮空氣機(jī)，基本能夠滿足使用。與以往相比，壓縮空氣站數(shù)量大大減少，節(jié)約設(shè)備投資，減少多于的占地面積。集中運(yùn)行采用了全廠輔助生產(chǎn)控制，運(yùn)行和維護(hù)工作量大大減小，工作也更加可靠。

2.水箱和水泵的優(yōu)化?；瘜W(xué)水池和化學(xué)水泵，在車間都需要設(shè)置清水箱和清水泵，一般的處理工作流程是，澄清凈水、化學(xué)水池凈水、化學(xué)水泵、清水箱、清水泵、最后是除鹽系統(tǒng)。從系統(tǒng)流程上，我們可以采取以下優(yōu)化措施，除去化學(xué)水泵和清水箱環(huán)節(jié)。清水泵布置在化學(xué)水池附近，方便工作流程，流量和機(jī)組數(shù)量，都需要按照一定的處理效率進(jìn)行設(shè)置。按照這樣的工作流程進(jìn)行優(yōu)化，可以節(jié)約化學(xué)水箱的使用，通過(guò)兩臺(tái)化學(xué)水泵來(lái)簡(jiǎn)化凈水工作，同樣可以達(dá)到預(yù)期效果。另外，化學(xué)水池，可以適當(dāng)?shù)脑龃笕莘e，在優(yōu)化后的流程中也可以作為化學(xué)水處理的清水箱。

二、除鹽水系統(tǒng)和廢水處理優(yōu)化

除鹽水系統(tǒng)和廢水處理一般都進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)和處理，事實(shí)上兩個(gè)系統(tǒng)中有很多設(shè)備都是重復(fù)使用的，如果完全將兩個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立開，會(huì)增加較多的設(shè)備投入和運(yùn)行管理的難度。所以對(duì)于這兩個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置可以進(jìn)行一定的優(yōu)化，消除重復(fù)，提高系統(tǒng)的工作效率。

目前除鹽水系統(tǒng)中，最主要的環(huán)節(jié)是酸堿再生廢水的中和處理，利用中和水泵對(duì)酸堿廢水進(jìn)行處理，在排放到下一步的廢水處理池，最主要的還是出去水中的酸堿化學(xué)物質(zhì)，以免造成對(duì)其他設(shè)備和環(huán)境的危害。優(yōu)化的建議是取消中和處理池和中和水泵，酸堿再生廢水可以直接通過(guò)排水溝進(jìn)入廢水池。同時(shí)，將酸堿中和處理的功能集合到大容量的工業(yè)廢水池中，適當(dāng)增加廢水處理池的體積，讓廢水的處理工作一次性完成，工作效率有了一定的提高。

除鹽水系統(tǒng)中還有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是酸堿庫(kù)，通常是通過(guò)離子交換設(shè)備，對(duì)酸堿再生水中的酸堿物質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)，工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中也提供了用于酸堿中和處理的設(shè)備。實(shí)際工作中，我們可以將收集酸堿物質(zhì)的存儲(chǔ)庫(kù)與用于中和處理的酸堿庫(kù)合并起來(lái)，同時(shí)具備了兩種功能，降低了特定設(shè)備的使用，降低了污染，也更便于管理。

三、其他的優(yōu)化建議

1.酸堿計(jì)量箱的優(yōu)化。酸堿再生廢水的處理系統(tǒng)中，一般都配有酸堿計(jì)量箱，主要功能是對(duì)離子交換工作進(jìn)行測(cè)量與控制。隨著技術(shù)水平的不斷提高，測(cè)量?jī)x器的精度和控制水平也都有了進(jìn)一步的優(yōu)化，如果采用出口濃度計(jì)和入口流量計(jì)結(jié)合的方式，在工作效果上是可以取代酸堿計(jì)量箱的，而且測(cè)量數(shù)據(jù)各有專業(yè)，精度和可控性也更強(qiáng)。

原來(lái)為了保證計(jì)量箱和儲(chǔ)量箱能夠配合工作，儲(chǔ)量箱中的酸堿液要留到計(jì)量箱中，才可以進(jìn)行測(cè)量，所以儲(chǔ)量箱一般都設(shè)置在高于計(jì)量箱的位置。這樣的結(jié)構(gòu)中，需要一些卸載液體的裝置，比如卸載泵和現(xiàn)在罐等等。如果在優(yōu)化酸堿計(jì)量箱時(shí)，出去了計(jì)量箱改為流量計(jì)和濃度計(jì)模式，不僅省去了箱體，也不需要復(fù)雜的液體卸載設(shè)備。另外，因?yàn)闇p少了計(jì)量和控制的結(jié)構(gòu)，整個(gè)工作流程變得更加簡(jiǎn)單，也不需要過(guò)多的管道。

2.凝結(jié)水處理與除鹽水處理的結(jié)合。凝結(jié)水處理系統(tǒng)一般與超高壓機(jī)組系統(tǒng)使用，該系統(tǒng)一般在主機(jī)房，同時(shí)主機(jī)房還有酸堿庫(kù)和排水槽等其他設(shè)施，使得主機(jī)房變得非常擁擠，不利于系統(tǒng)的安全工作。根據(jù)系統(tǒng)功能，如果把凝結(jié)水處理裝置和再生裝置與除鹽水系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，使混床再生的酸堿可以和除鹽水處理系統(tǒng)的酸堿系統(tǒng)形成公用關(guān)系，不但節(jié)約了主機(jī)房的占地，功能的整合也更加便于集中管理。同時(shí)，將凝結(jié)水處理系統(tǒng)與除鹽水處理系統(tǒng)結(jié)合，減少了主機(jī)房的酸堿污染，使設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)包括非常多的功能環(huán)節(jié)，從整體上看，還有很多可以綜合優(yōu)化的環(huán)節(jié)。最主要的方法還是避免重復(fù)的功能設(shè)計(jì)，以節(jié)約成本和保證工作質(zhì)量為基本原則，盡可能的簡(jiǎn)單化工作流程。本文只提及一些常見(jiàn)的功能重復(fù)內(nèi)容，具體的使用還需要電廠根據(jù)自己廠房的實(shí)際布置情況，各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作情況做出最合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)。電廠規(guī)模越來(lái)越大，機(jī)組數(shù)量也越來(lái)越多，這使得電廠的化學(xué)系統(tǒng)需要承載更多的工作量，為了更好的適應(yīng)工作環(huán)境，技術(shù)人員更要從細(xì)節(jié)處抓起，從功能角度進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)。如何進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)集中控制，既要抓細(xì)節(jié)更要抓整體，進(jìn)一步提高電廠的工作效率仍需要進(jìn)一步的研究和探討。

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（作者單位：山西魯晉王曲發(fā)電有限責(zé)任公司）