熱電廠用水優(yōu)化與廢水回用的研究

鄒馳

摘 要：本文以近幾年多個(gè)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為背景，探討熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目用水與廢水回用優(yōu)化設(shè)計(jì)，并用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)鍵詞：循環(huán)水;排污;化學(xué)水;脫硫;沖洗

前言

近兩年各大造紙企業(yè)紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，新建大型箱板紙生產(chǎn)線，需要配套熱電廠供汽供電，且造紙廠產(chǎn)生的三廢量非常大，為減少三廢污染，滿足國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)和地方環(huán)保行政機(jī)關(guān)分配的排放指標(biāo)。廢棄物應(yīng)有相應(yīng)的處理措施，充分考慮綜合利用的可能，就有很多造紙廠內(nèi)設(shè)置固廢焚燒爐，主要用來發(fā)電供給造紙廠，為達(dá)到最大限度地節(jié)約用水的目的，熱電廠通過分質(zhì)供水、一水多用、循環(huán)使用、梯級(jí)利用，污廢水處理后回收綜合利用，最大限度減少補(bǔ)給水用量，做到“廢”盡其用的原則，提高新水利用率和重復(fù)用水率。

1? 熱電廠污廢水零排放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的措施及原則

為降低熱電廠污廢水排放，電廠的設(shè)計(jì)可采取以下措施及原則：

（1）使用節(jié)水型設(shè)備，嚴(yán)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(huán)使用、梯級(jí)利用。

（3）污廢水分類回收，處理后重復(fù)利用。

（4）在供水系統(tǒng)的所有出水管上安裝水量計(jì)量裝置，以便對(duì)所有用水點(diǎn)控制和監(jiān)測(cè)水量。

2? 熱電廠用水的優(yōu)化及降低外排污水量的相關(guān)措施

2.1各系統(tǒng)用水情況如下：

（1）固廢鍋爐一般配抽凝式汽輪機(jī)組，凝汽器冷卻水量很大，采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)時(shí)，可顯著并有效的減少對(duì)水源的取水量。4×50MW機(jī)組循環(huán)水量約為206954m3/h（熱季冷卻倍率采用60倍）。（2）工業(yè)水系統(tǒng)主要為輔機(jī)軸承提供冷卻水，為除鹽水提供原水。（3）循環(huán)水補(bǔ)給水主要用水補(bǔ)充冷卻塔的蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失及排污損失，是電廠耗水的主要環(huán)節(jié)。（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(chǎn)人員生活及廠區(qū)綠化噴灑提供用水。（6）化學(xué)系統(tǒng)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(qū)、煤場(chǎng)及輸煤系統(tǒng)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(shè)備提供工藝用水。（9）非經(jīng)常性廢水如鍋爐酸洗水、空氣預(yù)熱器沖洗水等，設(shè)置水池收集，處理后重新利用。

2.2熱電廠廢水機(jī)回用措施如下：

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

（2）生活污水：電廠生活污水污染物質(zhì)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(qū)地面沖洗產(chǎn)生，處理后可回收重復(fù)利用。

（4）含煤污水：主要為棧橋沖洗水及煤場(chǎng)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(xué)水處理中產(chǎn)生的酸堿廢水和排污濃水。酸堿廢水處理后排入廠區(qū)污水處理廠處理。

（6）化學(xué)水污水：現(xiàn)在全膜法工藝較多，一級(jí)反滲透濃水可回至凈水站清水池，多余部分可補(bǔ)充至廠區(qū)復(fù)用水池，為廠區(qū)綠化、輸送系統(tǒng)沖洗及脫硫系統(tǒng)提供用水;二級(jí)反滲透濃水及EDI濃水回至超濾產(chǎn)水箱繼續(xù)后續(xù)處理，降低廠區(qū)污水處理廠處理量。

（7）輔機(jī)冷卻水：輔機(jī)冷卻水一般采用工業(yè)水，換熱后可以補(bǔ)充至冷卻塔集水池，減少工業(yè)水補(bǔ)水量，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。

（8）脫硫廢水：直接排放至廠區(qū)污水處理站處理，達(dá)標(biāo)后外排。

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

2.3電廠水務(wù)管理及用水優(yōu)化

電廠水務(wù)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(bǔ)給水量。

3? 熱電廠用水工藝的優(yōu)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(yōu)化分配全廠有水量，最大限度上采取一水多用、循環(huán)使用、分質(zhì)利用，選取實(shí)現(xiàn)廢水閉路循環(huán)的最優(yōu)回收利用方案。

一水多用：一是回收1045.4m3/h工業(yè)用水中的296.4m3/h，作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)給水;二是將循環(huán)水系統(tǒng)中的排污水74.5m3/h級(jí)化水車間二級(jí)反滲透濃水及EDI濃水31.5m3/h作為廠區(qū)綠化、輸煤系統(tǒng)的抑塵、脫硫用水，運(yùn)煤系統(tǒng)沖洗補(bǔ)充水;三是將輸煤系統(tǒng)沖洗水經(jīng)含煤廢水處理咋處理后回用于沖洗系統(tǒng)，共106m3/h;脫硫廢水排至廠區(qū)污水處理站處理，共50m3/h。

循環(huán)使用：采取循環(huán)供水系統(tǒng)可有效的減少新水使用量。冷卻水經(jīng)凝汽器及輔機(jī)換熱器后升溫，送至冷卻塔降溫后進(jìn)入循環(huán)水泵房，由循環(huán)水泵在輸送至凝汽器及輔機(jī)換熱器，以此循環(huán)使用;同時(shí)對(duì)冷卻塔進(jìn)行補(bǔ)水，以彌補(bǔ)蒸發(fā)、風(fēng)吹及排污損失。

分質(zhì)利用：根據(jù)各個(gè)用水點(diǎn)用水水質(zhì)要求，按水質(zhì)品位逐級(jí)加以利用。

工業(yè)水作為輔機(jī)冷卻水，其排水水質(zhì)較好， 其中138m3/作為冷卻塔的補(bǔ)給水;冷卻塔的排污水水質(zhì)較好，可重復(fù)利用作為輸煤系統(tǒng)抑塵、廠區(qū)綠化等用水。

化學(xué)水處理的原水由廠區(qū)工業(yè)水提供，化學(xué)處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的52.6m3/h酸堿廢水經(jīng)總和后進(jìn)入廠區(qū)污水處理站處理;二級(jí)反滲透及EDI濃水，可回至前端超濾水箱繼續(xù)處理，一級(jí)反滲透濃水回進(jìn)水站及為復(fù)用水池補(bǔ)水，生產(chǎn)返回水經(jīng)精處理后回至各除氧器，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。

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

脫硫廢水水質(zhì)較差，氯離子濃度較大，回收后不適合電廠大部分系統(tǒng)用水，回收全部進(jìn)入廠區(qū)污水處理站。

4? 提高水利用率降低廢水排放的關(guān)鍵

要使熱電廠提高水利用率，需要優(yōu)化設(shè)計(jì)用水量，提高用水管理水平。

循環(huán)水排污水水質(zhì)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(shí)提高重復(fù)利用率，提高循環(huán)水的濃縮倍率，可有效減少循環(huán)水系統(tǒng)的排污水量，循環(huán)水濃縮倍率一般選取5倍，循環(huán)水濃縮倍率與原水水質(zhì)有較大關(guān)系，水質(zhì)較好且水質(zhì)穩(wěn)定，有利于選取較大的濃縮倍率。

本文中列舉數(shù)據(jù)中循環(huán)水冷卻倍率采用5倍，較冷卻倍率3倍有效減少循環(huán)水排污水量約160m3/h，有效較少冷卻塔排污水對(duì)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排及用水平衡。

脫硫廢水是電廠中水質(zhì)較差，氯離子濃度較大同時(shí)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(jìn)行處理。

脫硫廢水可用水消耗性用水，如干灰調(diào)濕或灰場(chǎng)噴灑等蒸發(fā)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(fā)器，處理生成蒸餾水，蒸餾水可作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，其副產(chǎn)物氯化鈣可用于防塵及道路建設(shè);二為蒸發(fā)工藝，將脫硫廢水經(jīng)水泵提升后，送至空氣預(yù)熱器后的煙道，再用霧化噴嘴噴射，是脫硫廢水在煙道內(nèi)蒸發(fā)，廢水中的雜質(zhì)以固體的形式進(jìn)入除塵設(shè)備收集外排。

5? 結(jié)語(yǔ)

熱電廠各種污廢水水質(zhì)復(fù)雜，且需要外供蒸汽，循環(huán)水補(bǔ)水并不是唯一的耗水大戶，且各系統(tǒng)設(shè)備用水水質(zhì)要求不一。各種污廢水單獨(dú)回收，分類處理。各系統(tǒng)用水采用分質(zhì)給水、分質(zhì)使用及處理后回收利用，做到“廢盡其用”。同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)工藝，減少新鮮水的用水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的真正目的。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5339-2006）