湖州南方原水凈化技改及管網(wǎng)改造節(jié)水降耗

周俊牛，李永坤，徐金軍，徐志強(qiáng)

（湖州南方有限公司，浙江 長興 313102）

1 問題描述

本廠有2條5 000t/d熟料生產(chǎn)線及2條年產(chǎn)100萬t水泥生產(chǎn)線，兼2×9MW余熱發(fā)電鍋爐-機(jī)組系統(tǒng)。

原設(shè)計(jì)300m3/h生產(chǎn)進(jìn)水凈化裝置，由機(jī)械攪拌池——沉淀池——砂過濾池組成；由總?cè)∷茫?5kW）自河道取水進(jìn)入機(jī)械攪拌池，同時(shí)由旁路加入聚合氯鋁，經(jīng)攪拌后進(jìn)入沉淀池，最后至砂過濾池過濾凈化后入清水池儲(chǔ)存；用水由供水泵（30kW）補(bǔ)入生產(chǎn)水循環(huán)池，生產(chǎn)供水循環(huán)泵（90kW）通過管網(wǎng)供至各臺(tái)用水設(shè)備。其中立磨水箱、增濕塔水箱及汽輪冷卻塔水池由供水泵（30kW）開啟補(bǔ)給。

供水系統(tǒng)主要存在問題。

（1）整個(gè)過濾系統(tǒng)運(yùn)行已歷12年，設(shè)備陳舊老化，加藥系統(tǒng)及過濾沉淀系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重。

（2）由于原水取水位于公司熟料散裝碼頭，船運(yùn)較多，河道不寬廣，導(dǎo)致河水混濁（泥砂多），從沉淀池流出水目測有相當(dāng)多的泥砂等雜質(zhì)及懸浮物，砂過濾池使用雖有反沖洗系統(tǒng)，但由于泥砂等較多，更換新砂后使用不久即失效，只能從旁路流通，導(dǎo)致生產(chǎn)供水雜質(zhì)多，水質(zhì)差，且實(shí)際生產(chǎn)能力約200t/h不到，技改前水品質(zhì)見圖1。

（3）水質(zhì)差，生產(chǎn)線各冷卻器1年需清洗至少2次，特別對汽輪機(jī)冷凝器影響較大，銅管積軟垢，熱交換效果差，真空低，影響發(fā)電量；鍋爐軟化水也受影響，爐水水質(zhì)差，不僅易造成爐內(nèi)管壁結(jié)垢，影響熱交換，造成發(fā)電量偏低，還會(huì)造成鍋爐使用壽命縮短。

圖1 技改前處理后水品質(zhì)

（4）水質(zhì)差，易堵塞冷卻器，炎熱季節(jié)，為保證設(shè)備安全運(yùn)行，采用循環(huán)冷卻水外排方式加大水量來降低溫度，造成水資源浪費(fèi)用，同時(shí)增加取水費(fèi)用。

（5）水管網(wǎng)老化，破漏嚴(yán)重。2016年公司日均取水量達(dá)8 000t/d，高溫季節(jié)由于因回水外排達(dá)11 000t/d。

2 解決方案

2.1 新增連續(xù)流砂過濾系統(tǒng)，凈化進(jìn)水品質(zhì)

（1）利用原有的攪拌池進(jìn)行改裝，增加攪拌絮凝功能見圖2。

圖2 改裝后的機(jī)械攪拌池

（2）利用原有的1只沉淀池和1只砂濾池，內(nèi)布設(shè)斜管，改裝后原1只沉淀池增加為2只，目的加強(qiáng)沉淀作用見圖3。

（3）新建連續(xù)流砂過濾池系統(tǒng)1套，區(qū)別以往的定期反沖洗系統(tǒng)砂過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)一邊沖洗過濾砂，一邊凈化水質(zhì)，不存在定期反沖洗系統(tǒng)后期運(yùn)行時(shí)水質(zhì)變差，流量偏小的弊端，運(yùn)行穩(wěn)定見圖4。

2.2 利用春節(jié)停窯期相對較長時(shí)間，整治用水管網(wǎng)

（1）對各漏水點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)漏，地下漏水管道開挖修復(fù)。

（2）對已腐蝕嚴(yán)重的地下管道進(jìn)行截流，重新布置一段新管道進(jìn)行改向通水。

（3）布置新管道，改窯托輪等外排水進(jìn)入增濕塔供水箱；改鍋爐制水廢棄水入原污水處理系統(tǒng)，供灑水車等取用。

圖3 改裝的沉淀池斜管

圖4 新增建連續(xù)流砂過濾池

圖5 總回水池

2.3 在總排水低洼地段，開挖建總回水池，匯集雨水等進(jìn)連續(xù)流砂過濾凈化后利用（見圖5）

2.4 改余熱發(fā)電冷卻塔外排水直接入砂過濾系統(tǒng)攪拌池重新凈化利用（見圖6中左上部進(jìn)水管）

圖6 總回水池廢水直接引入機(jī)械過濾池

圖7 技改后原水處理水品質(zhì)

3 技改后實(shí)際運(yùn)行狀況

（1）新建連續(xù)流砂過濾系統(tǒng)項(xiàng)目投產(chǎn)后，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，凈化水處理量達(dá)到300m3/h，水清澈見底，2017年4月7日委托湖州信捷檢測有限公司進(jìn)行水質(zhì)檢測見表1。

表1中數(shù)據(jù)說明水質(zhì)澄清，技改較為成功。

現(xiàn)場實(shí)際水質(zhì)目視見圖7。

（2）自技改后投入運(yùn)行，對比2016年與2017年凝汽機(jī)冷卻水溫差，凝汽機(jī)冷卻效果好，溫差從原6℃提高到8℃～10℃，排汽溫度降低2℃，發(fā)電提高100kWh/臺(tái)機(jī)。

（3）2017年度總?cè)∷繛?86.1277萬t，相較2016年度總?cè)∷?86.8038萬t，節(jié)約水資源100.6761萬t。

（4）運(yùn)行穩(wěn)定，成本降低，運(yùn)行1年來無維修。

4 進(jìn)一步優(yōu)化方案

（1）繼續(xù)加強(qiáng)水網(wǎng)的治漏工作，減少水網(wǎng)水量損失。

（2）2018年進(jìn)一步改造回排水系統(tǒng)，并杜絕冷卻水外排，減少水量損失。

（3）2018年擬擴(kuò)建總水回池，進(jìn)一步加強(qiáng)回水循環(huán)再利用管理。

5 效益分析

5.1 投入方面

合計(jì)投資119.05萬元。其中增設(shè)連續(xù)流砂水處理設(shè)施費(fèi)、設(shè)備材料費(fèi)用69.05萬元，土建費(fèi)用30萬元，管網(wǎng)修復(fù)費(fèi)用20萬元。

5.2 收益方面

全年總收益為127.18萬元。

表1 水質(zhì)檢測情況

（1）全年節(jié)約電能：水泵流量均按300t/h計(jì)，（總?cè)∷茫?5kW）+供水泵（30kW））×0.8－技改系統(tǒng)用電7.08kW×0.6元/kWh×1 006 761/300＝10.65萬元。

（2）全年節(jié)約水資源費(fèi)：100.6761萬t×0.2元/t＝20.1352萬元。

（3）全年節(jié)約因結(jié)垢或堵塞等原因清洗冷卻器費(fèi)用10萬元。

（4）新增發(fā)電機(jī)100kWh/h/臺(tái)，2臺(tái)增加發(fā)電量：2臺(tái)機(jī)×100kWh×24h×300d＝144萬kWh，年增收益：144萬kWh×0.6元/kWh=86.4萬元。

6 總 結(jié)

（1）連續(xù)流砂過濾系統(tǒng)自潔能力較大，同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)少。

（2）水管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行多年，管網(wǎng)系統(tǒng)或多或少存在腐蝕或開裂現(xiàn)象，特別是地下管網(wǎng)，多處的小漏其結(jié)果是造成水資源的大浪費(fèi)，故應(yīng)大力提倡整治。

（3）對冷卻效果不佳的設(shè)備應(yīng)找出根源，及時(shí)改進(jìn)，而不是一味地采用循環(huán)用水外排方式，這樣既會(huì)造成水源污染，浪費(fèi)水資源，還會(huì)增加用水成本。

（4）應(yīng)大力提倡收集回水及雨水等措施，循環(huán)再利用措施，盡量做到零排放。