化學(xué)工作在電廠節(jié)能降耗中的作用

姜沛靈，李 軍，宋向飛，楊武懿

(大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司，湖南 婁底 417500)

火力發(fā)電廠節(jié)能降耗的主要目標(biāo)有節(jié)水、廢水零排放、降煤耗油耗、煙氣達(dá)標(biāo)排放、固廢無害化等?；痣姀S節(jié)水主要有兩種途徑，一是采用節(jié)水型的系統(tǒng)，合理分配補(bǔ)水、減少新鮮水補(bǔ)給量；二是充分回收各種廢水，重復(fù)利用[1]。

大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司2臺600 MW亞臨界汽包爐，一臺600 MW超臨界直流爐，從2018年起展開節(jié)能降耗專題攻關(guān)行動，從鍋爐、汽機(jī)等各方面進(jìn)行節(jié)能評估，制定了22項攻關(guān)項目方案，其中化學(xué)專業(yè)的優(yōu)化項目有汽水指標(biāo)和機(jī)組補(bǔ)水率優(yōu)化、廢水零排放，需要化學(xué)配合的項目有冷端優(yōu)化、深度配煤摻燒等。

1 汽水指標(biāo)和機(jī)組補(bǔ)水率優(yōu)化

隨著火力發(fā)電廠容量的逐漸增大，水汽品質(zhì)的要求就越高。由于機(jī)組啟停次數(shù)多，調(diào)峰幅度大，對機(jī)組的汽水指標(biāo)監(jiān)控十分重要。開展汽水指標(biāo)和機(jī)組補(bǔ)水率優(yōu)化，在確保機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高水汽品質(zhì)，降低腐蝕、結(jié)垢、積鹽對水氣管道的損害，延長清洗周期；降低機(jī)組水耗、酸堿耗，降低成本、減少廢水總量。

針對機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況，對以下項目進(jìn)行了優(yōu)化管理：

1) 加強(qiáng)機(jī)組啟停階段的水質(zhì)監(jiān)督，做好機(jī)組啟動的上水階段冷態(tài)沖洗、熱態(tài)沖洗、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)督，加強(qiáng)機(jī)組停運(yùn)期間的保養(yǎng)，減少機(jī)組啟動耗水。

2) 加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行期間汽水指標(biāo)檢測，加強(qiáng)機(jī)組在線儀表的維護(hù)和保養(yǎng)，確保汽水品質(zhì)達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及《火電機(jī)組汽水監(jiān)督導(dǎo)則》要求。優(yōu)化控制之前，容易出現(xiàn)偏差和故障的在線儀表主要有硅表、溶解氧表，定子冷卻水的pH值容易偏低；優(yōu)化控制之后，硅和溶解氧的合格率達(dá)到99.5%以上(儀表維護(hù)期間數(shù)據(jù)不包含在內(nèi))，定子冷卻水的pH值合格率達(dá)到99.9%。

3) 利用機(jī)組大小修機(jī)會停機(jī)檢查處理汽包水位計與汽包實(shí)際水位偏差問題，處理汽包內(nèi)部裝置缺陷，控制汽包水位在合理范圍，防止汽包水偏高運(yùn)行而導(dǎo)致蒸汽帶水，消除#1、#2機(jī)組鈉離子短時超標(biāo)問題。

4) 利用#3機(jī)組停機(jī)消缺機(jī)會，消除#3機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)缺陷，解決凝結(jié)水溶解氧間斷性超標(biāo)問題，在線溶解氧合格率由原來的90%達(dá)到99%；更換#3機(jī)組汽水取樣架部分流量過大的二次門。

5) 化學(xué)閉式循環(huán)冷卻水、真空泵工作液及其他疏水、排污、泄露等都會造成汽水流失，消除跑、冒、滴、漏，對存在內(nèi)外漏的閥門、設(shè)備進(jìn)行檢修或更換，對各種疏水進(jìn)行回收處理，有利于降低水耗[2]。在機(jī)組檢修期間，安排對#1、#2機(jī)組閉式水系統(tǒng)泄漏管道進(jìn)行改造，降低泄漏量；優(yōu)化運(yùn)行節(jié)水技術(shù)措施，防止凝補(bǔ)水箱溢水；加強(qiáng)機(jī)爐側(cè)泄漏檢查，降低凝汽器補(bǔ)水率，機(jī)組正常運(yùn)行期間補(bǔ)水調(diào)門開度小于5%。

6) 加強(qiáng)冷卻塔冷卻水補(bǔ)水排污管控，確保冷卻塔水質(zhì)合格，防止結(jié)垢腐蝕發(fā)生。

7) 樹脂再生時離子交換水處理工藝過程中最重要的環(huán)節(jié)，再生效果的好壞不僅對其工作交換容量和交換柱出水水質(zhì)有直接的影響，而且影響交換柱運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[3]。加強(qiáng)除鹽水制水、再生管控，提高周期制水量，減少自用除鹽水量，降低酸堿耗與工業(yè)廢水處理酸堿消耗、減少工業(yè)酸堿廢水總量。對比優(yōu)化控制前，水處理平均酸耗由46.6 g/mol降低到40.16 g/mol，堿耗由89.63 g/mol降低到63.86 g/mol，再生節(jié)約用酸13.81%，節(jié)約用堿28.75%。

8) 運(yùn)行優(yōu)化節(jié)水技術(shù)措施，減少除鹽水損失。開展月度水平衡分析，對照設(shè)計值查找差距，降低發(fā)電綜合水耗。對比17年年度機(jī)組補(bǔ)水率，#1、#2機(jī)組補(bǔ)水率分別下降了0.1%、0.036%；全廠綜合補(bǔ)水率下降了0.15%。

2 廢水零排放

為了加強(qiáng)管控，降低安全生產(chǎn)風(fēng)險，對公司生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各類排水及全廠水平衡的情況進(jìn)行了摸排調(diào)查整理，有效回收利用水資源，以達(dá)到“廢水零排放”的目標(biāo)，節(jié)能降耗。針對實(shí)際生產(chǎn)情況，對以下項目進(jìn)行了優(yōu)化管理：

1) 分區(qū)域收集公司生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各地下埋管(主要指工業(yè)廢水、生活污水和雨水管道系統(tǒng))的施工和竣工圖紙資料；參照圖紙，對劃分區(qū)域內(nèi)的各地下埋管走向、各檢查井/閥門井逐個打開檢查，查清管道直徑、管內(nèi)介質(zhì)、流向/源頭等參數(shù)，并逐個做好記錄；整理檢查情況，分析與原有圖紙資料的偏差，完善、修編系統(tǒng)圖/布置圖等技術(shù)資料；根據(jù)檢查和整理的資料，分析檢查發(fā)現(xiàn)的安全生產(chǎn)隱患，分析全廠的水平衡，制定廢水回收利用的技術(shù)方案。

2) 查清工業(yè)廢水排口的來水，排水量大主要是由于鍋爐定排減溫水排水大，關(guān)閉1、2號爐定排減溫水后，工業(yè)廢水排口流量已降至正常(約10 t/h)，目前1、2號爐定排坑的水已通過回收系統(tǒng)回收至冷卻塔回用；加快完成工業(yè)廢水系統(tǒng)排水回收和含煤廢水系統(tǒng)的改造工作；優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行，減少工業(yè)廢水總量；進(jìn)行工業(yè)廢水系統(tǒng)排水回用作業(yè)鍋爐房沖渣水源的可行性論證，力爭高效回用。

3) 含煤廢水的特點(diǎn)是懸浮物濃度高且水質(zhì)變化大，應(yīng)單獨(dú)處理后循環(huán)利用。燃運(yùn)含煤廢水處理后的合格清水，除用于生產(chǎn)區(qū)域衛(wèi)生沖洗外，水量多余時，進(jìn)行回收至冷卻塔再利用的可行性論證；對廢水回收系統(tǒng)進(jìn)行改造施工。

4) 對總排管雨水回收到凈化站沉淀池利用項目進(jìn)行改造施工；結(jié)合冷卻塔檢修，更換#1、2機(jī)循水回水管放水門，消除內(nèi)漏至雨排管的水量；全面清查各消防水、生活水、公用水等地下埋管的滲、漏水情況，安排消除漏點(diǎn)。

5) 目前循環(huán)水濃縮倍率普遍控制在3～5倍，且排污水量較大。要減少循環(huán)排污水量，常用的措施有兩種，一是對循環(huán)排污水進(jìn)行脫鹽處理；二是優(yōu)選藥劑，采用更高要求的補(bǔ)充水處理工藝，以大幅提高循環(huán)水濃縮倍率[4]。理論上可以達(dá)到廢水零排放，含煤廢水回收系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)仍在改造施工中。

3 冷端優(yōu)化

在優(yōu)化過程中，涉及到化學(xué)的工作有：

1) 鑒于循環(huán)水阻垢劑對凝汽器的影響大且短時間內(nèi)不容易顯現(xiàn)，如果產(chǎn)生不良后果，則消除的時間也較長。進(jìn)一步深化循環(huán)水阻垢劑使用情況的跟蹤和研究，防止凝汽器換熱管水側(cè)結(jié)垢；發(fā)現(xiàn)結(jié)垢嚴(yán)重時，及時出具方案進(jìn)行局部化學(xué)清除。

2) 對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行長期跟蹤化驗，及時掌握循環(huán)水水質(zhì)情況，循環(huán)水化驗由原來的一周一次改為隔天一次。發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常趨勢，立即進(jìn)行分析處理。

4 配煤摻燒

本地煤產(chǎn)量下降，來煤結(jié)構(gòu)及節(jié)奏和生產(chǎn)實(shí)際需求不匹配，存煤結(jié)構(gòu)階段性不合理，煤種多，不同煤種的主要指標(biāo)(熱值、揮發(fā)分、硫分、灰熔點(diǎn))相差很大，為了獲得較為經(jīng)濟(jì)的燃煤配比。應(yīng)加強(qiáng)煤質(zhì)管理，在煤質(zhì)偏離設(shè)計煤種偏差較大時，能夠及時溝通掌握入爐煤質(zhì)情況，以便采取相應(yīng)的調(diào)整方案，保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定[5]。影響鍋爐效率的因素有排煙溫度、飛回可燃物、爐膛出口煙氣含氧量、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率、爐底灰渣可燃物、鍋爐保溫等。鍋爐燃燒調(diào)整應(yīng)考慮鍋爐飛灰和爐渣含碳量等因素綜合優(yōu)化[6]。

在優(yōu)化過程中，化學(xué)相關(guān)的工作是做好入爐煤質(zhì)化驗工作、入廠煤質(zhì)抽查化驗工作和飛灰、爐渣樣取樣化驗工作等，保證化驗結(jié)果的代表性、準(zhǔn)確性、可靠性，為配煤摻燒提供可靠的監(jiān)督參考數(shù)據(jù)。