熱電廠除鹽水裝置的節水降耗技術應用

井立姣

摘? ? 要：隨著我國經濟在快速發展，社會在不斷進步，環境污染以及環境承載力已經成為中國經濟持續發展的瓶頸，盡可能降低能源消耗、減少污染物排放是中國經濟發展、建設和諧社會的內在要求。

關鍵詞：節能降耗;粉塵排放;鍋爐熱效率;循環熱效率

1? 引言

某熱電廠6臺60MW汽輪發電機組和6臺410t/h煤粉鍋爐于1988年1月投產和2005年10月投產;2臺65MW汽輪發電機組和2臺410t/h煤粉鍋爐于1998年12月投產，主要擔負向煉油、化工裝置供熱和供電任務。鍋爐氨法脫硫超低排放工程2015年3月份改造完成開工，到2018年2月份，歷時23個月完成超低排放任務，實現了8臺燃煤鍋爐的超潔凈排放改造任務。熱電廠配套水處理裝置包括1800t/h雙室浮床離子交換水處理裝置、860t/h三室浮床離子交換水處理裝置、400t/h反滲透水處理裝置、200t/h污水回用裝置、1×24000t/h循環水裝置、2×16000t/h循環水裝置，依托現有水處理裝置和水源實現對脫硫裝置的供水。氨法脫硫是用液氨或氨水作為脫硫劑，脫出燃煤電廠煙氣中SO2，分為吸收、氧化、濃縮、離心分離和干燥等幾個步驟，把煙氣中的SO2轉化成可利用的（NH4）2SO4固體。氨法脫硫原設計使用新鮮水作為工藝補水，主要用于塔內循環、設備冷卻、設備沖洗等，無生產廢水產生，新鮮水帶入的鈣鎂離子在脫硫系統內循環，被不斷濃縮、結晶，其中一部分結晶同硫酸銨產品帶出，另一部分結晶在鍋爐超潔凈排放改造運行過程中存留在系統中，導致系統局部存在結垢、堵塞，降低了設備運行的可靠性，部分管線結垢問題尤為突出，成為制約裝置長周期穩定運行的瓶頸問題之一。

2? 基本狀況

某熱電廠共有90t/h立式旋風燃煤鍋爐5臺，6MW背壓式汽輪發電機組3臺、12MW抽凝式汽輪發電機組1臺，總裝機容量為30MW（以上不包括新上的電站三期工程）都屬于小容量機組，2013年共消耗原煤約30萬噸左右，在為公司的供熱發電做出貢獻的同時不可避免的造成了大氣的污染。雖然公司的發電機組規模很小，但是不等于小火電，在綜合能源利用方面熱電廠的能源利用率要遠遠高于火力發電機組，屬于熱電聯產，是國家鼓勵的節能減排項目。近年來，中國熱電聯產的規模不斷擴大，單臺熱電聯產的汽輪發電機組的規模已達到300MW或者更高。新上馬的熱電聯產項目向著大容量、高參數的方向發展，機組的效率更高，除塵脫硫設備更先進、污染物排放更低、相比大容量、高參數的供熱機組，公司的供熱發電機組規模小、蒸汽參數、整體的熱循環效率、設備的自動化程度都很低，面臨需要解決的問題很多，要面對現實針對設備、工藝上存在的問題有針對性地加以解決，提高整體運行水平。

3? 熱電廠除鹽水裝置的節水降耗技術應用

3.1? 離子交換器再生水和順洗水回用標準的確定

通過再生水優化的分析試驗，酸、堿度試驗，Na+含量試驗，SiO2含量試驗，電導率試驗，硬度試驗等方式，確定陰離子交換器、陽離子交換器和混合離子交換器再生水優化利用的標準。由于Na+、硬度和pH值指標在再生水中具有代表性，所以確定其為再生優化利用標準。當pH值<3.6、pH值>10.5時酸堿性很強，會造成水質波動，因此陰陽床再生水回收確定pH值<10.5、pH值>3.6。Na+>5mg/L時，其他離子含量增加，也會造成水質波動。因此在保證水質以及系統穩定的情況下，可最大限度地回收這部分水。

3.2? pH計電極結垢導致失效

pH計是氨法脫硫工藝中加氨量控制的主要儀表，主要測量單元為pH電極。對于pH電極，內充填有含飽和AgCl的3mol/Lkcl緩沖溶液，pH值為7。Ag/AgCl內參比電極的電位是恒定不變的，它與待測試液中的H+活度（pH）無關。當浸泡好的玻璃膜電極進入待測試液時，電極膜外層的水化層與試液接觸，由于H+活度變化，將使電極表面外層的水化層離解平衡發生移動，此時，就可能有額外的H+由溶液進入水化層，或由水化層轉入溶液，因而膜外層的固液界面上電荷分布不同，跨越膜的兩側界面的電勢差發生改變，這個改變與試液中的H+有關。由于循環液結垢傾向嚴重，測量單元電極很快結垢或結晶，阻止電極表面外層的水化層離解平衡發生移動，使pH計指示失真，失去了加氨指導依據，只能改為其它儀表參數控制加氨量，導致氨法脫硫加氨量的控制精度低，pH值波動大，增加了漿液循環系統結垢傾向，降低了超低排放的可靠性。

3.3? 制水裝置設計產水量

進水主要包括工業新鮮水、回用水、冷凝水和循環水，產出一級除鹽水、二級除鹽水、軟化水及再生水等，為熱電、化工用水裝置提供合格可靠的水源;同時為提高水的重復利用率，回收生產污水，處理后再利用，節約用水。

3.4? 提高鍋爐的燃燒效率、降低供汽煤耗。

造成鍋爐熱損失最大的一項是排煙溫度和排煙量，通過控制鍋爐的排煙溫度和排煙量使之在合理的范圍內，可以大大降低煙氣帶到大氣中的熱量，同時降低對大氣的污染。為了做到對燃料的充分燃燒我們還應恢復對煙氣含氧量的檢測，這樣才能做到根據不同的燃料進行合理的配風。另外還要對鍋爐本體及煙道的漏風加以解決進而減小煙氣的排放量，降低鍋爐引風機的負荷、電耗和對引風機葉輪的磨損。同時加強對一次風、二次風、三次風風速、風量的調配及每臺爐之間、鍋爐與汽機之間的平衡，使運行參數得到最佳，從而提高鍋爐的燃燒效率。

3.5? 循環水冷卻水對脫硫循環系統的影響

設計機泵機封冷卻水、部分沖洗水使用電廠凝汽器用循環水，冷卻水排地溝經地坑泵回收至脫硫塔。熱電廠的循環冷卻水水源為黃河水與地下水混水，采用濃縮倍率在4.0以上運行，2018年11月份上半月循環冷卻水水質見表2，為阻止系統結垢腐蝕，采用加硫酸和低磷配方處理的循環水穩定、分散、緩蝕阻垢藥劑技術處理，加硫酸控制pH值，加緩蝕劑防止金屬腐蝕，控制氯離子小于1000mg/L防止金屬材質不出現點蝕，加阻垢分散劑控制鈣硬與堿度之和小于1500mg/L在換熱器表面不出現結垢，在循環水系統穩定運行條件下不結垢。當循環水進入脫硫系統，水質穩定阻垢緩蝕劑很快失效且不能補加，過濃的循環水水質加快了脫硫系統結垢。

3.6? 提高電氣除塵設備的運行水平及脫硫設備的運行質量

該廠的除塵設備投入的時間較早，設備老化嚴重，除塵的電極板腐蝕嚴重。新的煙塵排放標準已要求不適應新形勢的要求，加之這些年來對除塵器維修的投入也不夠，使得煙氣排放始終不能達標。雖然對1號爐的除塵設備進行了改造但是運行的管理沒有及時到位。所以在以后的工作中要抓緊對電除塵的升級換代。另外煙氣脫硫的運行也存在周期短、脫硫塔經常堵塞的現象，因此要下功夫去解決這些問題以減少大氣污染物的排放。

4? 結束語

某熱電廠的各水處理裝置通過綜合利用其各類水質，并優化運行后，其節水減排效果明顯。但目前也存在一些問題，由于設備老化節水能力減弱，主要表現在污水回用裝置，污水回用超濾系統的超濾膜老化，致使制水能力降低。這需要在以后的工作中繼續細化運行、不斷創新，使節水工作再上新臺階。

參考文獻：

[1] 欒金義，傅曉萍，主編石油化工水處理技術與典型工藝[M].北京：中國石化出版社，2013.

[2] 張輝俊.三室三層浮動床處理高含鹽量黃河水技術改造[J].石油化工腐蝕與防護，2005（3）：45～47.