超臨界火電機組節水優化改造

張海峰

摘要：對國電銅陵發電廠水務管理現狀進行了分析，并對已經實施和正在實施的節水方案進行總結。國電銅陵電廠對凈水系統、補給水系統，精處理系統、水汽取樣系統、工業廢水系統采用不同的節水措施，不同的水質水各盡其用，大幅度提高了水的重復利用率，經濟效益顯著。

關鍵詞：火電廠;水務管理;節水

火力發電廠是我國工業用水大戶。隨著水資源的日益緊張和環保法律的日趨嚴格，火力發電廠的節水減排勢在必行。合理利用水資源，提高水的重復利用率已成為火電廠的緊迫任務。

1? 火電廠用水概況

國電銅陵電廠裝機容量2X630MW。火電廠水耗主要為鍋爐補給水系統用水和工業水用水，以及生活消防用水。2016年該廠總耗水量220萬噸，其中工業水用量和除鹽水用量分別占全廠用水量的62%和25%，其他用水占13%。電廠排水主要有反應沉淀池排水、空擦濾池反洗排水、樹脂再生排水、含煤廢水排水、渣水排水、水汽取樣排水、機組排水槽排水。其中大部分廢水處理設備運行工況差，特別是脫泥系統基本癱瘓，導致大量可回用水外排，回收量很小;化補水樹脂再生廢水酸堿含量大，很難回收利用;機組排水槽各種廢水混合，處理困難，實際回收量很小;輸煤和渣水系統產水廢水基本無法回用，造成工業水耗量大。

從上述可以看出，電廠用水的問題主要集中在凈水系統、化補水系統、廢水處理系統。如何減少這些系統的用排水量，是全廠節水的關鍵。

2? 系統節水改造

2.1? 凈水系統

國電銅陵電廠凈水系統采用反應沉淀池加空擦濾池的處理方式。原設計中空擦濾池反洗排污水與反應沉淀池排泥水一起進入污泥池，泥水排放量大，脫泥系統處理困難，造成大量泥水外排浪費。按照每臺空擦濾池每天反洗一次，全年運行共排放反洗水約：365×2×100=73000噸。約占原水水量3.1%，造成極大浪費。空擦濾池反洗水取自空擦系統產水，反洗水水質較好，稍加沉淀即可作為工業水補充水，大大減少泥水排放量，降低脫泥系統壓力。

化驗員對空擦濾池反洗水水質主要參數進行化驗，滿足工業水水質要求。

改造方案為新建污泥池，將混凝反應沉淀池的排泥水送入污泥池，在新建污泥池中安裝攪拌機，使其不在污泥池中沉淀，再通過自吸泵提升后通過原有泥水管道送工業廢水的污泥濃縮池，進行污泥濃縮，上清液回工業廢水處理系統再處理，底部沉淀的污泥通過污泥泵送離心脫水機脫水，通過離心機，將污泥脫水，脫水后的污泥送煤場摻燒井外排。空擦濾池反洗水回收到原污泥沉淀池，通過清水泵輸送到工業水池重復利用，凈水系統原水取水量大大減少，每年節約工業用水約7萬多噸，經濟效益明顯。

2.2? 化補水系統

國電銅陵電廠化補水系統采用活性碳床加陽床、陰床、混床的制水方式。兩臺機組運行時用水量大，床體再生頻繁，酸堿消耗量大，很不經濟。國電銅陵電廠進行了補給水系統改造，在原除鹽系統前增加了超濾反滲透裝置。

與直接采用陰陽混床除鹽相比 ，改為反滲透加陰陽混床除鹽后，系統的自用水量相當，在鍋爐補給水用量一定的情況下，補給水取用生水量相當。但是，采用陰陽混床的方式，系統產生的廢水多為再生廢水，水中含有大量酸堿，很難回收利用;而系統改造后排水主要為反滲透濃排水及極少量再生廢水。反滲透濃水排水是超濾供水經反滲透膜分離出75%的淡水后的濃縮水，由于原水含鹽量較低，濃排水的含鹽量一般小于1000mg/L，水質較穩定，具有回用價值。

改造流程如下：經過混凝澄清、過濾后的清水作為化學預脫鹽系統的補水水源。通過清水泵提升后送超濾裝置處理，處理后的出水進入超濾產水箱作為反滲透系統的水源;通過反滲透給水泵和高壓泵將超濾產水箱的水送反滲透裝置處理，反滲透裝置的淡水作為一級復床+混床除鹽系統的水源，經處理后作為全廠熱力系統的補水水源，反滲透裝置濃水作為脫硫工藝水箱的補水水源。系統流程如下：

補給水系統改造后具有以下優點：（1）系統供水水質提高，提高了水的實際利用率，為機爐等主設備的安全運行提供了更可靠的保證;（2）酸堿耗量減少，經濟效益明顯提高;（3）操作簡單，減輕運行人員工作強度。

2.3? 廢水處理系統

廢水處理系統主要存在兩方面問題，系統回收利用需優化及廢水設備需完善改造。

系統優化包括生活污水處理系統出水回收、鍋爐補給水處理系統排水優化、精處理前置過濾器反洗水回收優化、水汽取樣間樣水回收優化。

廢水設備完善主要包括：含煤廢水處理系統、渣水系統。系統設備運行工況差，廢水無法完全處理回收，外排造成環保事故，急需對設備進行完善改造。

2.3.1? 生活污水處理系統出水回收

全廠生活污水處理后作為全廠綠化水源，但無法被全部消納;生活污水處理系統出水水質較好，含鹽量低，可回收作為脫硫系統用水水源。將現有的工業廢水池改造后用作廢水緩沖水池，將處理后的生活污水送至廢水緩沖水池，再由廢水回收泵送至脫硫工藝水箱。

2.3.2? 鍋爐補給水處理系統排水優化

鍋爐補給水系統排水主要來自于過濾器的反洗排水和化學再生廢水，根據規劃，將過濾器的反洗排水收集到初沉池，通過初沉池的回收泵，將廢水提升到工業水池，實現資源化利用。對于化學再生廢水，對化學除鹽系統的中排水進行連接，將中排水通過管道直接回收到化學中和池的進口，再通過中和水泵送工業廢水處理系統進行處理，處理后回用。

2.3.3? 精處理前置過濾器反洗水回收優化

精處理前置過濾器的反洗排水水質優良，排入精處理反洗回收水池，利用原有回收水泵，并安裝回收管道，送至原水池，進行回收。

2.3.4? 水汽取樣間樣水回收優化

水汽取樣間樣水水質優良，新建一個收集池進行回收，利用回用水泵輸送至脫硫工藝水箱進行回收利用。

2.3.5? 除渣系統完善化改造

高效濃縮機和緩沖水池底部沉積的渣、灰及其它沉積物一同排放到排泥溝。在水流的作用下，灰渣一起排入渣水收集池，灰渣在渣水收集池中沉淀，沉淀的灰渣，通過抓斗抓出灰渣水收集池，上清液通過溢流的方式溢流到過渡水池，再經過渡提升泵提升后送凈化處理系統進行混凝澄清及過濾處理，處理后的清水進入清水池，并通過提升水泵送至除渣系統的緩沖水池，作為除渣系統的鏈條沖洗水，爐底水封水源。為保證除渣系統穩定運行，渣水處理系統需保證出水水質穩定，如系統出水不合格可自動回流至過渡水池再進行處理。

3? 經濟性分析

節水改造后，2017年01月至2018年12月原水消耗量由234萬噸減少到158萬噸。節水改造實施后，廢水復用率大大提高，化學原水取水量大大減少，給公司帶來可觀的直接經濟效益。

只按照原水處理成本計算：每噸原水處理成本約2元

一年節約原水取水234-158=76萬噸

可節約原水處理費用約88萬噸*3=264萬元

也帶來了間接經濟效益：提高了廢水復用率，降低了化學原水取水量，為銅陵電廠廢水零排放打下堅實基礎，為國家生態建設做出貢獻，具有良好了環保效益和社會效益。

4? 結語

國電銅陵電廠的節水工作已取得初步成效，但火電廠節水是一項長期、艱巨、復雜具有深遠意義的工作。環保壓力日益增大，電廠廢水零排放已刻不容緩，如精處理再生廢水和脫硫廢水回收還有可待挖掘的空間，因此，因根據電廠自身特點，不斷發掘新的節水點，堅持不懈，使節水工作邁上一個新臺階。