優化電廠化學系統設計的研究

引言：電廠化學水處理系統在電廠工作過程中有著非常重要的作用，其輔助系統例如壓縮空氣系統與酸堿處理系統等，都與其他專業的輔助系統有著相似之處，習慣于各系統獨立設計，但是這樣會出現整個電廠中，輔助系統重復的問題。針對這一問題，本文將針對目前大型電廠集中處理模式進行討論，試分析相關優化方案。

電廠各系統設計，考慮到早期自動化設備造價較高，自動化操作水平跟不上，專業聯系也不方便，綜合考慮了電廠的經營和工作安全問題，設計了獨立的輔助系統，出現一個電廠系統功能重復的問題。隨著電廠規模不斷擴大，機組容量不斷增加，引進了先進的自動化設備，集中控制功能也得到了實現，專業運行的聯系也能通過中央監控系統變得更加方便，多余的功能系統反而成了不必要的東西，因此要這些系統進行優化和改進。

一、功能重復的系統優化

1.壓縮空氣系統。為了避免系統功能重復，首先要找到需要輔助系統有哪些環節，將這些環節合理的與輔助系統結合起來，就可以減少很多不必要的輔助系統。電廠化學系統中，鍋爐表面除灰，熱力檢修，水處理氣動閥門等環節需要用到壓縮空氣系統，很多電廠仍然采用需要就設計的模式，整個系統中存在多個壓縮空氣站。假設說一個2X600MW的機組電廠，除灰系統需要壓縮空氣站輔助工作，通常需要大約500m2的占地面積，包括四臺運轉設備和一臺備用設備，為了滿足工作需求，一般配有兩種規格31m3/分鐘和15m3/每小時。機爐系統也需要壓縮空氣站，占地約400"m2;化學水處理系統也設有獨立的壓縮空氣站，布置在水處理車間，供啟動閥門等用氣。從以上幾個環節處設置的壓縮空氣站，我們不難看出，多個獨立壓縮空氣站占用了大量的空間，設備耗資非常高，分布也比較分散，對于維護和管理工作來說存在較大的不便。

針對這樣設備分散的問題，可以采用集中建站的形式，根據其他需要壓縮空氣站輔助的系統的位置，合理安排一個中心壓縮空氣站，要符合電廠的總布局結構，能夠滿足壓縮空氣的使用需求。優化設計后，集中壓縮空氣站只需要約600"m2的占地，同樣配備三臺運行機一臺備用機，采用功率較大的60"m3/分鐘的壓縮空氣機，基本能夠滿足使用。與以往相比，壓縮空氣站數量大大減少，節約設備投資，減少多于的占地面積。集中運行采用了全廠輔助生產控制，運行和維護工作量大大減小，工作也更加可靠。

2.水箱和水泵的優化。化學水池和化學水泵，在車間都需要設置清水箱和清水泵，一般的處理工作流程是，澄清凈水、化學水池凈水、化學水泵、清水箱、清水泵、最后是除鹽系統。從系統流程上，我們可以采取以下優化措施，除去化學水泵和清水箱環節。清水泵布置在化學水池附近，方便工作流程，流量和機組數量，都需要按照一定的處理效率進行設置。按照這樣的工作流程進行優化，可以節約化學水箱的使用，通過兩臺化學水泵來簡化凈水工作，同樣可以達到預期效果。另外，化學水池，可以適當的增大容積，在優化后的流程中也可以作為化學水處理的清水箱。

二、除鹽水系統和廢水處理優化

除鹽水系統和廢水處理一般都進行單獨的設計和處理，事實上兩個系統中有很多設備都是重復使用的，如果完全將兩個系統獨立開，會增加較多的設備投入和運行管理的難度。所以對于這兩個系統的設置可以進行一定的優化，消除重復，提高系統的工作效率。

目前除鹽水系統中，最主要的環節是酸堿再生廢水的中和處理，利用中和水泵對酸堿廢水進行處理，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物質，以免造成對其他設備和環境的危害。優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排水溝進入廢水池。同時，將酸堿中和處理的功能集合到大容量的工業廢水池中，適當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。

除鹽水系統中還有一個重要的環節就是酸堿庫，通常是通過離子交換設備，對酸堿再生水中的酸堿物質進行存儲，工業廢水處理系統中也提供了用于酸堿中和處理的設備。實際工作中，我們可以將收集酸堿物質的存儲庫與用于中和處理的酸堿庫合并起來，同時具備了兩種功能，降低了特定設備的使用，降低了污染，也更便于管理。

三、其他的優化建議

1.酸堿計量箱的優化。酸堿再生廢水的處理系統中，一般都配有酸堿計量箱，主要功能是對離子交換工作進行測量與控制。隨著技術水平的不斷提高，測量儀器的精度和控制水平也都有了進一步的優化，如果采用出口濃度計和入口流量計結合的方式，在工作效果上是可以取代酸堿計量箱的，而且測量數據各有專業，精度和可控性也更強。

原來為了保證計量箱和儲量箱能夠配合工作，儲量箱中的酸堿液要留到計量箱中，才可以進行測量，所以儲量箱一般都設置在高于計量箱的位置。這樣的結構中，需要一些卸載液體的裝置，比如卸載泵和現在罐等等。如果在優化酸堿計量箱時，出去了計量箱改為流量計和濃度計模式，不僅省去了箱體，也不需要復雜的液體卸載設備。另外，因為減少了計量和控制的結構，整個工作流程變得更加簡單，也不需要過多的管道。

2.凝結水處理與除鹽水處理的結合。凝結水處理系統一般與超高壓機組系統使用，該系統一般在主機房，同時主機房還有酸堿庫和排水槽等其他設施，使得主機房變得非常擁擠，不利于系統的安全工作。根據系統功能，如果把凝結水處理裝置和再生裝置與除鹽水系統結合起來，使混床再生的酸堿可以和除鹽水處理系統的酸堿系統形成公用關系，不但節約了主機房的占地，功能的整合也更加便于集中管理。同時，將凝結水處理系統與除鹽水處理系統結合，減少了主機房的酸堿污染，使設備的使用壽命更長。

四、結語

電廠化學水處理系統包括非常多的功能環節，從整體上看，還有很多可以綜合優化的環節。最主要的方法還是避免重復的功能設計，以節約成本和保證工作質量為基本原則，盡可能的簡單化工作流程。本文只提及一些常見的功能重復內容，具體的使用還需要電廠根據自己廠房的實際布置情況，各個系統的運作情況做出最合理的優化設計。電廠規模越來越大，機組數量也越來越多，這使得電廠的化學系統需要承載更多的工作量，為了更好的適應工作環境，技術人員更要從細節處抓起，從功能角度進行優化，及時引進先進技術。如何進行統籌設計，實現集中控制，既要抓細節更要抓整體，進一步提高電廠的工作效率仍需要進一步的研究和探討。

參考文獻

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（作者單位：山西魯晉王曲發電有限責任公司）