再生水回用于燃机电厂循环水及锅炉补给水的优化设计.pdf
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1、 2 0 1 3年 4月 第 4 1卷 第 2 期 ( 总第 2 2 5期) Ap1 2 0 1 3 Vo1 4 1 No 2 ( S e r No 22 5) 再生水 回用于燃机电厂循环水及 锅炉补给水 的优化设计 Op t i mi z a t i o n De s i g n o f Re c y c l i ng W a t e r Ap p l i e d o n Ga s Tu r b i n e Pl a n t Ci r c u l a t i ng W a t e r a nd Boi l e r Fe e d i ng W a t e r 张栋顺 , 陶逢春 , 范旭 日
2、( 国核 电力规 划设 计研 究院 , 北京 1 0 0 0 9 5 ) 摘 要 : 针对再生水 的水质特点和燃机 电厂循环水及 锅炉补给 水系统 的用水要求 , 提 出了石 灰澄清处理 系统作 为 燃机 电厂再 生水深处理 、 循环水旁流处理 和锅炉补 给水处理 的一体式处 理工艺 , 对石灰 干法计量系统进 行详 细论 述 。 通过整体优化设计 , 减少 了设备数量 , 降低了设备投资 , 减 少了电厂用水量及废水排放量 , 每年可节 约生产 费用 近 4 O万 元 。 关键词 : 燃 机电厂 ; 循环水 ; 再生水 ; 石灰 ; 干法计量 中图分类号 : X7 0 3 文献标志码 : B
3、 文章编号 : 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 2 4 0 3 火力 发 电厂 是 工 业用 水 大 户 , 其耗 水 量 占工业 用水总量 的 2 0 左右口 。随着全球淡水资源不断减 少 , 城市 再 生水作 为 电厂生 产用 水水 源 , 既可 以减 少 淡 水 资源 的 消耗 , 也 可 以减少 因废 水 排放 对 天 然水 体的污染。天津某燃机电厂采用城市再生水作为生 产用水水源 , 根据再生水水质特点 , 结合电厂用水水 质要求 , 再生水深度处理采用石灰澄清系统 , 通过澄 清池 出 口加酸调节 出水 p H值 , 设 计 出水 p H值
4、为 8 0 8 3 , 碱 度 为 0 6 0 8 mmo l L, 浊 度 小 于 2 F T U。为了提高循环水系统运行 的稳定性及安全 性 , 设置了循环水旁流处理系统, 并将循环排污水全 部 回用 于锅 炉 补 给水 处 理 系统 , 减 少 了再 生 水 需 求 及废水 排放 。 1 基本概况 天津某燃机电厂规划装机容量为 4 2 0 0 Mw 级燃气一 蒸汽联合循环供热机组 , 分两期建设 , 一期 建设 2套 9 E燃气一 蒸汽联合循环供热机组 。电厂生 产用水水源采用城市污水处理厂再生水 , 其水质达 到了 G B 8 9 7 8 1 9 9 6 污水综合排放标准 中的一级 A
5、 标 准 。 2 再生水深度处理及循 环水旁流处理系统 根 据 水 源水 质 及循 环 水 运行 工况 , 结 合 锅 炉补 给 水处 理 系 统对 进 水 水质 的要求 , 采用 再 生 水 石灰 软化处理 系统+旁流石灰软化处理系统以降低循环 水中碳酸盐硬度 , 同时配合向循环水中投加阻垢剂、 缓蚀剂、 杀菌剂进行防垢杀菌灭藻处理 , 以达到机组 安全运行的要求 。 电厂循环水量为 1 8 0 0 0 t h , 循环 水系统蒸发损失为 2 1 3 t h , 风吹损失为 1 8 t h 。为 了减 少 电厂 对外 排 放 的废 水 量 , 以降低 对 环 境 的 污 染 , 循环水系统设
6、置旁流过滤处理系统 , 处理水量为 2 0 0 t h 。 旁流过滤处理系统出水 中 6 O 直接回流至 循环水系统 , 4 O 作为循环水排污水采用反渗透系 统进行脱盐处理 , 反渗透出水 中 2 0 用于锅炉补给 水 系统 , 2 0 用 于热 网补充 水 , 4 O 回用 至循 环水 系 统 , 产生的 2 0 浓盐水排放 。循环水中氯离子浓缩 倍率为 2 8 7 , 降低了对循环水系统设备尤其是凝汽 器的腐蚀 , 提高了循环水系统运行的安全性。 再生水 深度处理及循环水旁流处理系统流程见图 1 。 再 生水 深度处理及旁流处理 系统 出力 分别为 3 3 0 、 2 0 0 t h ,
7、 在确保系统安全稳定运行的前 提下, 优化系统设计 , 进行系统简化 , 本期建设 2台处理能 力 3 3 0 t h机械加速澄清池, 其 中一 台用于城市再 收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 1 1 6 作者简介 : 张栋 顺( 1 9 8 1 一 ) , 男, 工程师 , 从事 电厂化 学专业设计工作 。 2 4 2 0 1 3年 4月 第 4 1 卷 第 2 期( 总第 2 2 5期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Ap1 2 0 1 3 Vo 1 4 1 No 2 ( S e r No 2 2 5 ) 浓盐水排放 图 1 再生
8、水深度处理及循环 水旁流处理系统流程图 生水深度处理 , 另一台用于循环水旁流处理 , 澄清池 进 、 出口管均联通 , 并设置隔离 阀, 实现再生水深度 处理系统设备备用。旁流过滤系统澄清池正常工况 下采用低负荷运行的方式 。当其中 1台澄清器检修 时, 锅炉补给水水源改用再生水 , 将循环水排污水量 降至 3 5 t h , 即循环水浓缩倍率提高到 5 , 此时通过 调整水质稳定剂投加量来保持循环水水质稳定 , 避 免 结垢 。 3 石灰计量 系统 3 1 石灰计 量 方式 的选 择 石灰计量系统是石灰处理系统中关键 的辅助系 统 , 其系统 的选择及运行效果直接影响系统 出水水 质。 目
9、前用于再生水深度处理澄清系统的石灰计量 方式主要有干法计量和湿法计量 2种。干法石灰计 量 系统 也 称 为定 流 量变 浓 度 石 灰计 量 系 统 , 通 过 计 量消石灰粉量来满足系统进水流量及进水水质的变 化 , 运行 中石灰乳浓度变化 , 但石灰乳投加泵出 口流 量恒定 。湿法石灰计量系统也称为定浓度变流量石 灰计量 系统 , 通过计量石灰乳量来满足系统进水流 量及进水水质的变化 , 运行中石灰乳浓度恒定 , 但石 灰乳投加泵出口流量变化 。 干法计量和湿法计量均可满足本工程再生水深 度处理及循环水排污水处理系统的要求 , 但本工程 2台机 械加 速 澄清 池 既要 满足 单 独处
10、理再 生 水 及循 环水排污水 , 又要实现备用 , 因而对石灰计量系统的 适应性及灵活性要求较高。石灰干法计量的调节是 靠给料机及螺旋输粉机通过变频控制实现的 , 其理 论上能够实现 O 1 O 0 可调 , 系统简单 , 运行灵 活, 可以更好地适应澄清池运行工况变化较大的情况 , 因此本工程采用石灰干法计量系统。 3 2 石灰加药量 石灰处理去除水中游离二氧化碳及暂时硬度反 应 式 为 : CO2 + Ca ( OH) , 一Ca CO + H2 O C a ( HC O 3 ) 2 +C a ( ( ) H) 2 2 C a C O3 +2 H2 O M g( HCO3 ) 2 + 2
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