鍋爐除渣水系統(tǒng)節(jié)水改造及經(jīng)濟(jì)性分析

苑維雙

（北京中唐電設(shè)備監(jiān)理有限公司 北京）

鍋爐除渣水系統(tǒng)水耗偏高的主要原因包括溢流水調(diào)整過大、水蒸發(fā)量高、含灰廢水外排等。因此，除渣水系統(tǒng)節(jié)水改造的重點(diǎn)是循環(huán)使用除渣系統(tǒng)用水，同時充分利用處理后的廠內(nèi)工業(yè)廢水或生活污水，提高水的回用率，運(yùn)行中加強(qiáng)對撈渣機(jī)溢流水量的精確調(diào)整來減少水耗。除渣水系統(tǒng)運(yùn)行中由于含灰量的不斷增加，因此也應(yīng)在系統(tǒng)改造中防止除渣水冷卻器、水泵堵塞情況的發(fā)生。

一、鍋爐除渣水系統(tǒng)

某電廠300 MW機(jī)組選用2臺DG1025/18.2-Ⅱ4型鍋爐，為亞臨界自然循環(huán)汽包爐，采用濕法撈渣機(jī)固態(tài)連續(xù)排渣。系統(tǒng)流程及主要設(shè)備參數(shù)如下：撈渣機(jī)為GBL-12AX45型，正常出力（以干渣計(jì)）6 t/h，最大出力（以干渣計(jì)）30 t/h，正常冷卻水量54 t/h，冷卻水溫度＜60℃；除渣水冷卻器為SHSW600-0.6-75-2B型，換熱面積100 m2，需用冷卻水流量為200 m3/h；渣倉最大容積140 m3，有效貯存容積96 m3。

撈渣機(jī)除渣水為封閉循環(huán)系統(tǒng)，包括預(yù)沉淀池、蓄水池、2臺除渣水泵、過濾器、冷卻器及相應(yīng)管道。預(yù)沉淀池和蓄水池中含灰水外排，運(yùn)行中通過手動閥門1控制補(bǔ)入撈渣機(jī)的補(bǔ)充水量，補(bǔ)充水使用機(jī)組循環(huán)水。機(jī)組運(yùn)行中除渣水通過管式換熱器經(jīng)閉式冷卻水進(jìn)行冷卻后循環(huán)使用，見圖1。

二、除渣水系統(tǒng)存在的問題

圖1 撈渣機(jī)系統(tǒng)流程圖

（1）撈渣機(jī)除渣水在封閉循環(huán)中隨運(yùn)行時間延長，水中的灰渣濃度增加很快。為防止管式換熱器堵塞和除渣水泵堵塞，蓄水池中的含灰水要大量外排且沒有綜合利用，無法有效實(shí)現(xiàn)廢水回用及零排放，同時排水中的灰對環(huán)境造成污染。

（2）除了除渣水系統(tǒng)含灰水外排外，撈渣機(jī)運(yùn)行過程中水不斷蒸發(fā)，使得循環(huán)水大量補(bǔ)充入除渣水系統(tǒng)，導(dǎo)致運(yùn)行中除渣系統(tǒng)水耗增加。

三、除渣水系統(tǒng)改造方案

（1）在2臺鍋爐中間新增容量為160 m3的緩沖蓄水池，蓄水池采用低位混凝土結(jié)構(gòu)。分別在蓄水池底部向上2 m、3.5 m處分別設(shè)置高、低水位信號，信號引入除灰控制室做報(bào)警，蓄水池側(cè)壁3.8 m處設(shè)溢流口，溢流水可就近排入附近污水池，隨污水流入污水處理站。蓄水池頂部鋪6 mm厚花紋鋼板做封閉以防止雜物進(jìn)入，頂部蓋板設(shè)置開合口以便檢查處理故障。

（2）在爐前污水處理站廢水母管上引Φ159 mm×4.5 mm水管至蓄水池，作為蓄水池的補(bǔ)充水。補(bǔ)充水分兩路進(jìn)入蓄水池，一路采用DN150浮球閥做蓄水池水位控制，浮球閥前設(shè)手動門和過濾器以保證浮球閥檢修要求和浮球閥水質(zhì)，另一路設(shè)DN150手動閥在浮球閥檢修時使用。

（3）蓄水池上部新增3臺并列布置的除渣水補(bǔ)充水泵，選型為流量150 t/h、揚(yáng)程40 m的自吸泵，每臺泵出口處設(shè)置逆止閥、手動閥和壓力表。補(bǔ)充水泵采用單獨(dú)啟動或聯(lián)鎖運(yùn)行方式，當(dāng)運(yùn)行泵跳閘或補(bǔ)水母管壓力低于允許值時備用補(bǔ)充水泵自啟動。

（4）補(bǔ)充水泵出口并聯(lián)母管為Φ159 mm×4.5 mm的無縫鋼管，分別連接至2臺鍋爐原撈渣機(jī)，補(bǔ)充水手動閥門后的管道采用Φ108 mm×4 mm無縫鋼管。在連接2臺鍋爐原撈渣機(jī)補(bǔ)充水管道處設(shè)置手動總閥門。

（5）撈渣機(jī)的開式補(bǔ)充水管路保留，在新增廢水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時作為備用水源。在撈渣機(jī)封閉水循環(huán)系統(tǒng)的沉淀池上增加1臺80HZW-E1型自吸排污泵，與原安裝的自吸泵并列運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)1運(yùn)1備，以增加回水系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（6）將原撈渣機(jī)封閉水循環(huán)系統(tǒng)排水至雨水井管路封閉，改為連接至廠內(nèi)污水處理站廢水管道。

系統(tǒng)改造的方案是在原有除渣水閉式循環(huán)的基礎(chǔ)上，增加含灰水處理后作為系統(tǒng)補(bǔ)充水，用以替代原有的循環(huán)水補(bǔ)充水；將原有的蓄水池排污改為回收至廢水處理站；增加相應(yīng)的遠(yuǎn)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)新增系統(tǒng)的自動化運(yùn)行監(jiān)控要求；在進(jìn)行系統(tǒng)改造的同時保留循環(huán)水作為備用補(bǔ)充水源，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性，見圖2。

圖2 改造后的撈渣機(jī)系統(tǒng)流程圖

四、系統(tǒng)改造后的調(diào)試運(yùn)行

（1）熱工、電氣測點(diǎn)及信號的傳動。新增系統(tǒng)的測點(diǎn)及信號主要有廢水母管壓力、緩沖水池水位（高水位、低Ⅰ水位、低Ⅱ水位）、3臺廢水補(bǔ)充水泵電流、CRT上的水位報(bào)警及母管壓力低報(bào)警及首出正確、泵運(yùn)行及跳閘等狀態(tài)的報(bào)警及首出正確。

（2）新增蓄水池的補(bǔ)水調(diào)試。對蓄水池進(jìn)行補(bǔ)水，驗(yàn)證廠內(nèi)污水處理站來水可靠性，試驗(yàn)水池補(bǔ)水浮球閥的動作可靠性，試驗(yàn)水位各報(bào)警信號的正確性。

（3）補(bǔ)充水泵的調(diào)試。3臺補(bǔ)充水泵采用遠(yuǎn)方控制形式（其中1、2號為運(yùn)行泵，3號為備用泵）。水泵聯(lián)啟要求為1、2號泵單泵運(yùn)行或1、2號泵并列運(yùn)行，當(dāng)其中一臺泵跳閘后，自動聯(lián)啟3號泵，同時跳閘泵發(fā)故障信號；補(bǔ)充水泵出口母管壓力低于0.25 MPa時，發(fā)母管壓力低信號，延時10 s備用泵聯(lián)啟。通過試驗(yàn)驗(yàn)證泵的自動聯(lián)啟正常。

（4）DCS上的啟停、保護(hù)、報(bào)警傳動。試驗(yàn)在DCS上遠(yuǎn)控啟停水泵，驗(yàn)證各報(bào)警、首出正確，各聯(lián)鎖動作正常。

（5）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)各設(shè)備試驗(yàn)正常后在機(jī)組運(yùn)行中進(jìn)行除渣水系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，廠內(nèi)污水處理站運(yùn)行正常后使用浮球閥自動控制蓄水池水位，啟動補(bǔ)充水泵使出口母管壓力不低于0.25 MPa，開啟鍋爐撈渣機(jī)的補(bǔ)充水閥門，觀察撈渣機(jī)溢流水情況并進(jìn)行水量調(diào)整，觀察蓄水池浮球閥的自動補(bǔ)水工作正常，逐步關(guān)閉開式循環(huán)冷卻水至撈渣機(jī)的補(bǔ)充水閥門。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)信號正常，控制正常，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中可靠使用污水進(jìn)行撈渣機(jī)的補(bǔ)水。

（6）水質(zhì)分析。對循環(huán)水和經(jīng)廢水處理后污水水質(zhì)分別化驗(yàn)，對比化驗(yàn)結(jié)果可知使用處理后的廢水不會對除渣水系統(tǒng)設(shè)備造成腐蝕，能夠滿足除渣水系統(tǒng)封閉循環(huán)的需要，見表1。

通過改造后除渣水系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)證了改造后的除渣水閉式循環(huán)系統(tǒng)能夠替代原有的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，減少了循環(huán)水的補(bǔ)充量，全部使用經(jīng)處理后的廠內(nèi)廢水，同時撈渣機(jī)含灰水排至廢水處理廠處理，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行中廢水零排放，達(dá)到了運(yùn)行中降低水耗的效果。

表1 水質(zhì)分析對比結(jié)果

五、改造效果

改造前機(jī)組正常運(yùn)行中，撈渣機(jī)水系統(tǒng)耗水量為150 t/h，使用循環(huán)冷卻水作為除渣水系統(tǒng)補(bǔ)充水，則需通過向循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充中水。按機(jī)組使用中水價格為2.6元/t，年運(yùn)行7000 h計(jì)算，每年消耗中水量為1 050 000 t，每年所需中水費(fèi)用為273萬元。

通過對除渣水系統(tǒng)的改造，機(jī)組運(yùn)行期間充分利用廠內(nèi)污水處理站的廢水作為除渣水系統(tǒng)補(bǔ)水，減少了中水消耗。除渣水系統(tǒng)補(bǔ)充水主要是蒸發(fā)損失，使水耗降低至10 t/h以下。每年水消耗所需中水費(fèi)用降低至18.2萬元，不但實(shí)現(xiàn)了廠內(nèi)廢水的綜合利用，同時提高了除渣水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。通過除渣水系統(tǒng)一體化改造降低了發(fā)電能耗，減少廢水排放對環(huán)境的污染，也為企業(yè)創(chuàng)造了節(jié)水效益。