化學工作在電廠節(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)能降耗的主要目標有節(jié)水、廢水零排放、降煤耗油耗、煙氣達標排放、固廢無害化等。火電廠節(jié)水主要有兩種途徑，一是采用節(jié)水型的系統(tǒng)，合理分配補水、減少新鮮水補給量；二是充分回收各種廢水，重復利用[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)能降耗專題攻關行動，從鍋爐、汽機等各方面進行節(jié)能評估，制定了22項攻關項目方案，其中化學專業(yè)的優(yōu)化項目有汽水指標和機組補水率優(yōu)化、廢水零排放，需要化學配合的項目有冷端優(yōu)化、深度配煤摻燒等。

1 汽水指標和機組補水率優(yōu)化

隨著火力發(fā)電廠容量的逐漸增大，水汽品質的要求就越高。由于機組啟停次數多，調峰幅度大，對機組的汽水指標監(jiān)控十分重要。開展汽水指標和機組補水率優(yōu)化，在確保機組安全運行的基礎上，提高水汽品質，降低腐蝕、結垢、積鹽對水氣管道的損害，延長清洗周期；降低機組水耗、酸堿耗，降低成本、減少廢水總量。

針對機組的實際運行情況，對以下項目進行了優(yōu)化管理：

1) 加強機組啟停階段的水質監(jiān)督，做好機組啟動的上水階段冷態(tài)沖洗、熱態(tài)沖洗、汽機沖轉并網的水質監(jiān)督，加強機組停運期間的保養(yǎng)，減少機組啟動耗水。

2) 加強機組運行期間汽水指標檢測，加強機組在線儀表的維護和保養(yǎng)，確保汽水品質達到技術標準及《火電機組汽水監(jiān)督導則》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到99.5%以上(儀表維護期間數據不包含在內)，定子冷卻水的pH值合格率達到99.9%。

3) 利用機組大小修機會停機檢查處理汽包水位計與汽包實際水位偏差問題，處理汽包內部裝置缺陷，控制汽包水位在合理范圍，防止汽包水偏高運行而導致蒸汽帶水，消除#1、#2機組鈉離子短時超標問題。

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

5) 化學閉式循環(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，對存在內外漏的閥門、設備進行檢修或更換，對各種疏水進行回收處理，有利于降低水耗[2]。在機組檢修期間，安排對#1、#2機組閉式水系統(tǒng)泄漏管道進行改造，降低泄漏量；優(yōu)化運行節(jié)水技術措施，防止凝補水箱溢水；加強機爐側泄漏檢查，降低凝汽器補水率，機組正常運行期間補水調門開度小于5%。

6) 加強冷卻塔冷卻水補水排污管控，確保冷卻塔水質合格，防止結垢腐蝕發(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有直接的影響，而且影響交換柱運行的經濟性[3]。加強除鹽水制水、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) 運行優(yōu)化節(jié)水技術措施，減少除鹽水損失。開展月度水平衡分析，對照設計值查找差距，降低發(fā)電綜合水耗。對比17年年度機組補水率，#1、#2機組補水率分別下降了0.1%、0.036%；全廠綜合補水率下降了0.15%。

2 廢水零排放

為了加強管控，降低安全生產風險，對公司生產區(qū)域內各類排水及全廠水平衡的情況進行了摸排調查整理，有效回收利用水資源，以達到“廢水零排放”的目標，節(jié)能降耗。針對實際生產情況，對以下項目進行了優(yōu)化管理：

1) 分區(qū)域收集公司生產區(qū)域內各地下埋管(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、管內介質、流向/源頭等參數，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/布置圖等技術資料；根據檢查和整理的資料，分析檢查發(fā)現(xiàn)的安全生產隱患，分析全廠的水平衡，制定廢水回收利用的技術方案。

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)的運行，減少工業(yè)廢水總量；進行工業(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) 含煤廢水的特點是懸浮物濃度高且水質變化大，應單獨處理后循環(huán)利用。燃運含煤廢水處理后的合格清水，除用于生產區(qū)域衛(wèi)生沖洗外，水量多余時，進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行改造施工；結合冷卻塔檢修，更換#1、2機循水回水管放水門，消除內漏至雨排管的水量；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。

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)排污水進行脫鹽處理；二是優(yōu)選藥劑，采用更高要求的補充水處理工藝，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不容易顯現(xiàn)，如果產生不良后果，則消除的時間也較長。進一步深化循環(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結垢；發(fā)現(xiàn)結垢嚴重時，及時出具方案進行局部化學清除。

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

4 配煤摻燒

本地煤產量下降，來煤結構及節(jié)奏和生產實際需求不匹配，存煤結構階段性不合理，煤種多，不同煤種的主要指標(熱值、揮發(fā)分、硫分、灰熔點)相差很大，為了獲得較為經濟的燃煤配比。應加強煤質管理，在煤質偏離設計煤種偏差較大時，能夠及時溝通掌握入爐煤質情況，以便采取相應的調整方案，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、空氣預熱器漏風率、爐底灰渣可燃物、鍋爐保溫等。鍋爐燃燒調整應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，化學相關的工作是做好入爐煤質化驗工作、入廠煤質抽查化驗工作和飛灰、爐渣樣取樣化驗工作等，保證化驗結果的代表性、準確性、可靠性，為配煤摻燒提供可靠的監(jiān)督參考數據。