燃煤電廠廢水節(jié)能減排和回收技術(shù)改造

楊軼文 朱巍

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

0 實(shí)施背景

上海上電漕涇發(fā)電有限公司位于上海市金山區(qū)，擁有2臺(tái)1000MW超超臨界機(jī)組。隨著水資源的日益緊缺，環(huán)保節(jié)能政策的逐漸完善，用水成本占發(fā)電成本的比例也迅速提高，成為除煤以外的第二大成本。因此，如何做好節(jié)約用水工作，不斷采用和完善可行的廢水回收利用方案，最大程度回收電廠廢水，是保護(hù)水資源的重要措施，對(duì)降低火電廠發(fā)電成本也有著實(shí)際意義。

1 技改實(shí)施

1.1 化學(xué)廢水回收

1.1.1 超濾反洗水回收

1)超濾反洗水回收可行性

對(duì)超濾廢水進(jìn)行取樣，并與工業(yè)水進(jìn)行目測(cè)對(duì)比，見圖1。

圖1

由圖1照片對(duì)比，發(fā)現(xiàn)超濾廢水清澈，但水質(zhì)指標(biāo)是否符合回用標(biāo)準(zhǔn)尚未知。為此我們進(jìn)行了2個(gè)月連續(xù)跟蹤化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)超濾廢水與回用水的水質(zhì)相近，完全滿足回用要求，可以回收再利用。水質(zhì)報(bào)告見表1。

2)水量調(diào)查

2016年4月19日～2016年4月20日，超濾回收水量在395t左右；

2016年4月20日～2016年4月21日，超濾回收水量在400t左右；

回用水箱水位變化為6.3m，折算回收水池水量變化400t。

1.1.2 制定回收方案

回收系統(tǒng)的改造方案及模擬圖見圖2。

圖2 回收系統(tǒng)改造方案模擬圖

表1

1)改造前系統(tǒng)；超濾廢水→超濾廢水水箱→廢水泵→污泥廢水池→溢流至雨水井

2)改進(jìn)后系統(tǒng)；超濾廢水→超濾廢水水箱→廢水泵→回用水池→回用水系統(tǒng)

3)改造費(fèi)用約150 000元，改造管道走向簡(jiǎn)單，節(jié)水成效快。

1.1.3 收益計(jì)算

方案實(shí)施后，每年可回收15萬t超濾廢水，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約開支600 000元。

1.1.4 實(shí)施效果

回收超濾廢水方案，獲得2017年度電力行業(yè)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新優(yōu)秀成果三等獎(jiǎng)和2018年上海電力股份公司合理化建議二等獎(jiǎng)；

1.2 反滲透濃水

常規(guī)火電廠除鹽水制備的反滲透濃水一般作為廢水排放，但這部分水體清澈，具備回收利用條件。將一級(jí)反滲透濃水回收至回收水池進(jìn)入全廠回收水系統(tǒng)管網(wǎng)，二級(jí)反滲透濃水回收至超濾產(chǎn)水箱進(jìn)入除鹽水制水系統(tǒng)，每天節(jié)約1 200m3的水量，每年可節(jié)約開支180 000元。

1.3 超濾加熱器疏水回收

超濾加熱器為蒸汽加熱，加熱蒸汽來自汽輪機(jī)抽汽，冬季氣溫較低時(shí)運(yùn)行，夏季不運(yùn)行，經(jīng)加熱后的疏水原來直接排放，每天水量可達(dá)180 m3，這部分的水質(zhì)污染少，接近除鹽水水質(zhì)，經(jīng)改造后回用至超濾產(chǎn)水箱，每年冬季可節(jié)約120 000元。

1.4 濾池反洗水和除鹽混床再生廢水回收

1.4.1 現(xiàn)狀及存在問題

1）兩個(gè)濾池每天反洗水量共計(jì)900t，濾池反洗水排至污泥沉淀池，污泥沉淀池溢水至雨水井，化學(xué)水池、工業(yè)水池、回用水池、生活水池和消防水池高位溢流至雨水井，不符合雨污分流要求。

2）兩臺(tái)混床再生頻率為每月4次～5次，且反洗水和正洗水都使用除鹽水，每次再生用水量約100t。目前再生廢水時(shí)排放到再生廢水池，然后排放至1號(hào)廢水池。經(jīng)取樣分析，反洗和正洗廢水的水質(zhì)符合回收要求，目前廢水直接被排放，不符合當(dāng)前節(jié)能要求。

1.4.2 改進(jìn)內(nèi)容及措施：

1）經(jīng)取樣化驗(yàn)濾池反洗水濁度＜2NTU，其水質(zhì)與回用水水質(zhì)指標(biāo)相符，可以回收再利用。

2）經(jīng)相關(guān)技改，增加濾池反洗水排水水池

在化學(xué)水池、工業(yè)水池、回用水池、生活水池西北側(cè)新開挖一個(gè)濾池反洗水排水池，幾何尺寸為12m×5m×2.5m，容量為150t（考慮濾池至雨水系統(tǒng)隔斷后回收反排洗水量約150t/h，加上化學(xué)水池、工業(yè)水池、回用水池、生活水池、消防水池溢流水量），并安裝二臺(tái)排水泵，將水池內(nèi)水分二路排放，一路至回用水池、另一路至沉淀池。濾池反洗水清澈濁度＜2NTU，見圖3。

圖3 濾池反洗水清澈濁度

3）對(duì)化學(xué)水池、工業(yè)水池、回用水池、生活水池、消防水池溢流管進(jìn)行改造，敷設(shè)一路直徑為DN400的溢流水母管至濾池反洗水排水池。對(duì)化學(xué)濾池反洗排放管進(jìn)行改造，敷設(shè)一路母管直徑為DN400管路至濾池反洗水排水池。因凈水坑泵內(nèi)可能有酸堿等殘留物質(zhì)，凈水坑泵出水管直接接入廢水池，綜合泵房坑泵出口排一路管路（DN50）至化學(xué)中和池。

4）混床再生時(shí)經(jīng)取樣分析，反洗和正洗廢水水質(zhì)符合回收要求，可進(jìn)行相關(guān)技改，合格廢水排入超濾回收池后輸送至回用水箱再利用。

1.4.3實(shí)施效果

技改費(fèi)用1 100 000元，技改實(shí)施后預(yù)計(jì)每年可節(jié)約1 000 000元。本項(xiàng)目獲得2018年度電力行業(yè)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)。

2 鍋爐廢水回收

2.1 技改方案

技改方案見表2。

1）#1爐磨煤機(jī)滅火蒸汽疏水排放經(jīng)地溝至雨水井，改造后增設(shè)一路DN80排放管路與磨煤機(jī)滅火蒸汽疏水管接通至煤污水池。

2）#1爐磨煤機(jī)暖風(fēng)器疏水排放經(jīng)地溝至雨水井，改造后增加排放管路（DN80）與磨煤機(jī)滅火、蒸汽疏水管接通后至煤污水池。

2.2 鍋爐吹灰疏水等回收

1）加裝目的

鍋爐吹灰疏水和所有受熱面疏水門、分離器疏水箱水位調(diào)整門（2A閥）、啟動(dòng)循環(huán)泵暖管水以及MGGH蒸汽加熱器疏水等疏放水，進(jìn)入鍋爐大氣式擴(kuò)容器，造成鍋爐正常運(yùn)行時(shí)大氣式擴(kuò)容器排汽管連續(xù)冒蒸汽，增加了機(jī)組補(bǔ)水量，既影響環(huán)境，又影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。#2爐在2C05檢修期間及#1爐10月下旬停爐期間，在大氣式擴(kuò)容器加裝噴淋裝置。

2）噴淋裝置安裝位置

在#1（#2）爐大氣式擴(kuò)容器排氣管22.5m處加裝三層噴淋冷卻，降低疏水溫度，消除大氣式擴(kuò)容器排氣管冒蒸汽現(xiàn)象。從#1（#2）機(jī)凝補(bǔ)水母管接出φ57×4（304）支管，通過爐1（2）擴(kuò)容器/噴淋總門、爐1（2）擴(kuò)容器/噴淋隔離門、爐1（2）擴(kuò)容器/噴淋調(diào)門、爐1（2）擴(kuò)容器/上部噴淋門、爐1（2）擴(kuò)容器/中部噴淋門、爐1（2）擴(kuò)容器/下部噴淋門，調(diào)節(jié)爐1（2）擴(kuò)容器/噴淋調(diào)門，控制噴水冷卻量。

3）使用效果

(1)經(jīng)6個(gè)月使用，當(dāng)鍋爐停止吹灰時(shí)，#1爐噴淋調(diào)門開度在40%、#2爐噴淋調(diào)門開度在60%情況下，二臺(tái)鍋爐大氣式擴(kuò)容器排氣管目視無蒸汽冒出。

(2)節(jié)能情況：平均每天節(jié)水（除鹽水）約50t，按每噸水12元計(jì)算，每年節(jié)約費(fèi)用約22萬元。

3 廢水回收技改方案

技改方案見表3。

表2 技改方案

表3 技改方案

1)#1爐一級(jí)煙氣冷卻器排放至地面，改造后一級(jí)煙氣冷卻器疏水集中排放至1號(hào)機(jī)組排水槽。

2)#1爐三級(jí)煙氣冷卻器疏水排放至地面，改造后三級(jí)煙氣冷卻器疏水集中排放至#1吸收塔集水坑。

3)#1爐MGGH系統(tǒng)PH計(jì)排放至雨水井，改造后PH計(jì)出口抽頭回至進(jìn)口。

4)#2爐三級(jí)煙氣冷卻器疏水排放至地面，改造后三級(jí)煙氣冷卻器疏水集中排放至1號(hào)吸收塔排水坑。

5)除灰濃縮機(jī)（水池）、緩沖水池系統(tǒng)泵軸封水排放至雨水井。改造后封閉1號(hào)2號(hào)渣水系統(tǒng)原雨水井排放口，緩沖水池集水槽與濃縮機(jī)集水槽接通，引入新開挖集水窨井，灰水通過窨井溢流口排放至灰?guī)煳鬯?。見圖4。

圖4

6)濕電系統(tǒng)泵軸封水、pH計(jì)排水、系統(tǒng)水箱原排放至雨水井，改造后封閉原排水口，增加一集水坑，尺寸為3.5m×3.5m×3.5m，設(shè)計(jì)容量為42t（已包括濕電系統(tǒng)水箱排放量約38t/h，系統(tǒng)各泵軸封水、PH計(jì)排水水量）。集水坑安裝一臺(tái)自啟動(dòng)污水泵排放至濕電排水箱。

4 燃料廢水回收

4.1 現(xiàn)狀及問題

輸煤系統(tǒng)目前有一套含煤廢水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理量40m3/h。主要用于處理輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站棧橋等環(huán)境衛(wèi)生保潔沖洗所產(chǎn)生的廢水和多管除塵器排污所產(chǎn)生的含煤廢水，經(jīng)處理后的凈水再循環(huán)用于輸煤系統(tǒng)環(huán)境衛(wèi)生保潔沖洗水之用，富余部分會(huì)溢流排放至雨水管道。輸煤系統(tǒng)雨污水管網(wǎng)示意圖見圖5。

4.2 含煤廢水處理系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

圖5 輸煤系統(tǒng)雨污水管網(wǎng)示意圖

含煤廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理量40 m3/h，煤水泵流量50 m3/h、中間水泵流量30 m3/h，日處理水量約600 m3；煤泥池有效容積約1 400 m3，含煤廢水處理系統(tǒng)低水位時(shí)可進(jìn)水最大容積約1 100 m3；清水池最大容積約300 m3，高水位有效容積約250 m3。

4.3 進(jìn)入含煤廢水處理系統(tǒng)的污水估算

進(jìn)入含煤廢水處理系統(tǒng)的污水估算見表4。

4.4 技改方案

(1)采用高濁度、高懸?。⊿S mg/l≤7 000）的電子絮凝器替換現(xiàn)有的電子絮凝器，使含煤廢水處理系統(tǒng)制水凈度得到恢復(fù)；更換二臺(tái)40m3/h的中間水泵，使日處理能力提升到800m3。

(2)更換通往雨水管道的閥門，拆除通往煤泥池的閥門，并將管道口封閉。

(3)在豎井內(nèi)安裝二臺(tái)50m3/h吸水泵（一備一用，可二臺(tái)同時(shí)抽取）將流入井內(nèi)的雨污水抽到煤泥池進(jìn)行處理。

(4)皮帶機(jī)6AB、7A。、8AB吊緊輪室四周加設(shè)排水地溝至就近煤污水池。

(5)優(yōu)化改造11臺(tái)多管水沖洗式除塵器的補(bǔ)水方式，將原工業(yè)水補(bǔ)水的單一方式改造為以沖洗回用水補(bǔ)水為主、工業(yè)水補(bǔ)水為輔（備用）的雙補(bǔ)水系統(tǒng)。

(6)在油庫污水池新增一臺(tái)水泵，新增一路污水管道至含煤廢水處理系統(tǒng)煤泥池，將油庫區(qū)域的雨污水集中排放至含煤廢水處理系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)一凈化處理后再循環(huán)利用。

(7)增設(shè)一路管道將含煤廢水處理后合格的富余凈水輸送至灰渣水系統(tǒng)，作為補(bǔ)充水再循環(huán)使用。

4.5 實(shí)施效果

通過對(duì)輸煤系統(tǒng)煤廢水處理設(shè)備和設(shè)施的優(yōu)化改造可提高含煤廢水設(shè)備的處理能力，將圓形煤場(chǎng)區(qū)域和油庫區(qū)域的雨水直接排入雨水管道，達(dá)到國(guó)家環(huán)保雨污分流的指示要求，同時(shí)也提高輸煤系統(tǒng)廢水循環(huán)再利用，降低了輸煤系統(tǒng)工業(yè)水的用水量。

5 汽機(jī)廢水回收

5.1 技改方案

技改方案見表5。

表4

表5 技改方案

5.2 改造范圍

(1)17m層疏放水：疏放水全部接至8.6m層無壓放水管。

(2)清潔疏水系統(tǒng)：一路至凝汽器系統(tǒng)立管A，一路由淸疏泵出口至機(jī)組排水槽，排水管走向可沿精反洗泵至機(jī)組排水槽管架至機(jī)組排水槽。

(3)無壓放水系統(tǒng)：無壓放水管改造方案將每臺(tái)機(jī)組0米以下無壓放水管（DN300）的2根管道聯(lián)通至汽機(jī)房A排外（近升壓站處）與雨水井接通，將其中一根管道封堵，另一根出口管道建造一個(gè)封閉式水池并與其它雨水管道隔離，水池容積約為4m3（考慮機(jī)組無壓放水水量較?。谒厣习惭b兩個(gè)潛水泵，經(jīng)清疏泵至機(jī)組排水槽的排水管，管道系統(tǒng)上安裝出口門和逆止門。

6 結(jié)束語

廢水綜合利用是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要全面考察各類廢水污染物種類、含量及回用水用處，從而確定處置方案。燃煤電廠在節(jié)水方面還有許多工作可做，從電廠給水、使用、排水三個(gè)環(huán)節(jié)做好水資源合理利用。定期開展全廠水平衡試驗(yàn)，分析研究全廠各系統(tǒng)的所有用水量和排水量的平衡，合理協(xié)調(diào)全廠用水、節(jié)約用水、降低水耗和降低水污染，使電廠的用水指標(biāo)達(dá)到先進(jìn)水平，為獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益提供分析依據(jù)。