熱電廠用水優化與廢水回用的研究

鄒馳

摘 要：本文以近幾年多個熱電聯產項目為背景，探討熱電聯產項目用水與廢水回用優化設計，并用實際數據進行分析，論證方案的可行性，為今后的同類改造工程提供參考。

關鍵詞：循環水;排污;化學水;脫硫;沖洗

前言

近兩年各大造紙企業紛紛擴大產能，新建大型箱板紙生產線，需要配套熱電廠供汽供電，且造紙廠產生的三廢量非常大，為減少三廢污染，滿足國家環保排放標準和地方環保行政機關分配的排放指標。廢棄物應有相應的處理措施，充分考慮綜合利用的可能，就有很多造紙廠內設置固廢焚燒爐，主要用來發電供給造紙廠，為達到最大限度地節約用水的目的，熱電廠通過分質供水、一水多用、循環使用、梯級利用，污廢水處理后回收綜合利用，最大限度減少補給水用量，做到“廢”盡其用的原則，提高新水利用率和重復用水率。

1? 熱電廠污廢水零排放系統實現的措施及原則

為降低熱電廠污廢水排放，電廠的設計可采取以下措施及原則：

（1）使用節水型設備，嚴格控制各用水的水量，減少電廠的用水量。

（2）最大限度上采取一水多用、循環使用、梯級利用。

（3）污廢水分類回收，處理后重復利用。

（4）在供水系統的所有出水管上安裝水量計量裝置，以便對所有用水點控制和監測水量。

2? 熱電廠用水的優化及降低外排污水量的相關措施

2.1各系統用水情況如下：

（1）固廢鍋爐一般配抽凝式汽輪機組，凝汽器冷卻水量很大，采用帶自然通風冷卻塔的循環供水系統時，可顯著并有效的減少對水源的取水量。4×50MW機組循環水量約為206954m3/h（熱季冷卻倍率采用60倍）。（2）工業水系統主要為輔機軸承提供冷卻水，為除鹽水提供原水。（3）循環水補給水主要用水補充冷卻塔的蒸發損失、風吹損失及排污損失，是電廠耗水的主要環節。（4）凈水站排泥水和反沖洗水收集至中間水池，中間水池上清液送入凈水站重新處理。（5）生活用水及綠化用水主要給電廠生產人員生活及廠區綠化噴灑提供用水。（6）化學系統處理用水主要為鍋爐提供除鹽水，且處理造紙及外供氣返回水。（7）噴灑及沖洗用水主要為道路、油罐區、煤場及輸煤系統提供噴灑及沖洗水。（8）脫硫及脫硝用水主要為電廠脫硫脫硝設備提供工藝用水。（9）非經常性廢水如鍋爐酸洗水、空氣預熱器沖洗水等，設置水池收集，處理后重新利用。

2.2熱電廠廢水機回用措施如下：

（1）循環水排污水：循環水排污水占電廠污廢水比例較大，充分利用循環水排污水是降低水耗的關鍵。循環水排污水水質較好，可作為道路、油罐區、煤場、輸煤系統提供噴灑及沖洗水，循環水排污水應做到全部利用。

（2）生活污水：電廠生活污水污染物質量濃度較低，可處理后做為綠化及道路的沖洗用水。

（3）含油污水：含油污水主要由廠房及油罐區地面沖洗產生，處理后可回收重復利用。

（4）含煤污水：主要為棧橋沖洗水及煤場初期雨水，處理回收后做為輸煤棧橋沖洗用水。

（5）酸堿廢水：主要為化學水處理中產生的酸堿廢水和排污濃水。酸堿廢水處理后排入廠區污水處理廠處理。

（6）化學水污水：現在全膜法工藝較多，一級反滲透濃水可回至凈水站清水池，多余部分可補充至廠區復用水池，為廠區綠化、輸送系統沖洗及脫硫系統提供用水;二級反滲透濃水及EDI濃水回至超濾產水箱繼續后續處理，降低廠區污水處理廠處理量。

（7）輔機冷卻水：輔機冷卻水一般采用工業水，換熱后可以補充至冷卻塔集水池，減少工業水補水量，實現重復利用。

（8）脫硫廢水：直接排放至廠區污水處理站處理，達標后外排。

（9）排污降溫池排水：因水質較好，冷卻水采用工業水，出水回用至冷卻塔集水池。

2.3電廠水務管理及用水優化

電廠水務管理主要在于合理的利用水資源，充分利用污廢水，提供水的利用率，減少補給水量。

3? 熱電廠用水工藝的優化

從上圖用水量中可以看到，要降低熱電廠無廢水排放量，則需要合理優化分配全廠有水量，最大限度上采取一水多用、循環使用、分質利用，選取實現廢水閉路循環的最優回收利用方案。

一水多用：一是回收1045.4m3/h工業用水中的296.4m3/h，作為循環水系統的補給水;二是將循環水系統中的排污水74.5m3/h級化水車間二級反滲透濃水及EDI濃水31.5m3/h作為廠區綠化、輸煤系統的抑塵、脫硫用水，運煤系統沖洗補充水;三是將輸煤系統沖洗水經含煤廢水處理咋處理后回用于沖洗系統，共106m3/h;脫硫廢水排至廠區污水處理站處理，共50m3/h。

循環使用：采取循環供水系統可有效的減少新水使用量。冷卻水經凝汽器及輔機換熱器后升溫，送至冷卻塔降溫后進入循環水泵房，由循環水泵在輸送至凝汽器及輔機換熱器，以此循環使用;同時對冷卻塔進行補水，以彌補蒸發、風吹及排污損失。

分質利用：根據各個用水點用水水質要求，按水質品位逐級加以利用。

工業水作為輔機冷卻水，其排水水質較好， 其中138m3/作為冷卻塔的補給水;冷卻塔的排污水水質較好，可重復利用作為輸煤系統抑塵、廠區綠化等用水。

化學水處理的原水由廠區工業水提供，化學處理系統中產生的52.6m3/h酸堿廢水經總和后進入廠區污水處理站處理;二級反滲透及EDI濃水，可回至前端超濾水箱繼續處理，一級反滲透濃水回進水站及為復用水池補水，生產返回水經精處理后回至各除氧器，實現重復利用。

生活污水和含油污水水量較少經處理后可外排。含煤污水主要為輸煤棧橋沖洗用水及煤場初期雨水，經含煤廢水處理站處理后可回用于輸煤系統沖洗用水。

脫硫廢水水質較差，氯離子濃度較大，回收后不適合電廠大部分系統用水，回收全部進入廠區污水處理站。

4? 提高水利用率降低廢水排放的關鍵

要使熱電廠提高水利用率，需要優化設計用水量，提高用水管理水平。

循環水排污水水質較好，水量較大，占電廠污廢水的比例較大，有效的減少少冷卻塔排水水量，同時提高重復利用率，提高循環水的濃縮倍率，可有效減少循環水系統的排污水量，循環水濃縮倍率一般選取5倍，循環水濃縮倍率與原水水質有較大關系，水質較好且水質穩定，有利于選取較大的濃縮倍率。

本文中列舉數據中循環水冷卻倍率采用5倍，較冷卻倍率3倍有效減少循環水排污水量約160m3/h，有效較少冷卻塔排污水對降低熱電廠排污量極為重要的意義，提高濃縮倍率，減少排污量，真正意義上的實現節能減排及用水平衡。

脫硫廢水是電廠中水質較差，氯離子濃度較大同時含有重金屬，是最難處理回收利用的廢水;因成本問題，一般將脫硫廢水送至污水處理站進行處理。

脫硫廢水可用水消耗性用水，如干灰調濕或灰場噴灑等蒸發性損失的用水。

脫硫廢水的其他處理辦法：一為濃縮工藝，將脫硫廢水通過蒸汽壓縮式降膜蒸發器，處理生成蒸餾水，蒸餾水可作為循環水系統的補充水，其副產物氯化鈣可用于防塵及道路建設;二為蒸發工藝，將脫硫廢水經水泵提升后，送至空氣預熱器后的煙道，再用霧化噴嘴噴射，是脫硫廢水在煙道內蒸發，廢水中的雜質以固體的形式進入除塵設備收集外排。

5? 結語

熱電廠各種污廢水水質復雜，且需要外供蒸汽，循環水補水并不是唯一的耗水大戶，且各系統設備用水水質要求不一。各種污廢水單獨回收，分類處理。各系統用水采用分質給水、分質使用及處理后回收利用，做到“廢盡其用”。同時優化系統工藝，減少新鮮水的用水量，實現節能減排的真正目的。

參考文獻：

[1] 《工業循環冷卻水處理設計規范》（GB50050-2007）

[2] 《 機械通風冷卻塔工藝設計規范》（GB50392-2016）

[3] 《火力發電廠水工設計規范》（DL/T5339-2006）