華能珞璜電廠水務(wù)管理現(xiàn)狀與節(jié)水改造

1、2006.10中國青島火力發(fā)電節(jié)水技術(shù)研討會6華能珞璜電廠水務(wù)管理現(xiàn)狀與節(jié)水改造張翔書(華能重慶珞璜發(fā)電有限責(zé)任公司，重慶 江津,402283)摘 要：本文介紹華能珞璜電廠通過開展水平衡測試、定量計(jì)算分析，查清電廠用水狀況，實(shí)事求是 的評價(jià)電廠的用水水平，找出節(jié)水潛力所在，為電廠確定節(jié)水工作方向，制定切實(shí)可行的節(jié)水技術(shù)措 施和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞：火電廠 水務(wù)管理節(jié)水 措施火力發(fā)電廠是工業(yè)用水大戶，其用水量和排水量十分巨大。近年來，隨著國內(nèi)中國節(jié)水技術(shù)政 策大綱(2005-2010)、取水定額 第1部分 火力發(fā)電(GB/T18916.1-2002)、國家目前制訂的用水 排水收費(fèi)制度(水資源

2、費(fèi)、排水費(fèi)、超標(biāo)費(fèi))等各項(xiàng)政策、法規(guī)的逐步實(shí)施，對火電廠用、排水量和 水質(zhì)都有嚴(yán)格的指標(biāo)限制，對火力發(fā)電企業(yè)的用水和節(jié)水管理提出了更高的要求。華能珞璜電廠設(shè)計(jì)裝機(jī) 4X 36併2X 600MW 是重慶電網(wǎng)的重要電源點(diǎn)之一。電廠一、二期工程安 裝4X 360MW亞臨界機(jī)組，配套法國阿爾斯通發(fā)電機(jī)組，分別于1992年和1998年建成并投入運(yùn)行，機(jī)組全部配套三菱公司的石灰石/石膏煙氣脫硫設(shè)備。電廠重視貫徹落實(shí)國家相關(guān)政策，把企業(yè)的節(jié)能、 環(huán)境保護(hù)、電廠水務(wù)管理放到重要的位置上，堅(jiān)持對電廠用、排水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高電廠水務(wù) 管理水平和運(yùn)行水平，合理利用水資源，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效

3、益。1水務(wù)管理現(xiàn)狀1.1取用和排水情況電廠用水水源全部取自長江，升壓后輸送到廠區(qū)沉砂池通過沉砂、粗過濾、細(xì)過濾處理后，向廠 區(qū)提供生產(chǎn)用水和非生產(chǎn)用水。生產(chǎn)用水包括汽輪機(jī)凝汽器、閉式循環(huán)系統(tǒng)冷卻器等設(shè)備冷卻水和廠 區(qū)工業(yè)用水等，在電廠用水中約占 90%左右；非生產(chǎn)用水包括生活用水、清掃用水和綠化用水等，約 占電廠總用水量的10%左右。汽輪機(jī)凝汽器采用直流冷卻，直流冷卻水系統(tǒng)用水設(shè)備包括取水升壓泵電機(jī)、汽輪機(jī)凝汽器、鍋 爐定排擴(kuò)容器、凝汽器真空泵、閉式循環(huán)系統(tǒng)等。廠區(qū)輔助設(shè)備采用閉式循環(huán)冷卻方式，水源為化學(xué)除鹽水。系統(tǒng)主要為機(jī)組的輔助設(shè)備包括：爐 水泵、鍋爐火焰電視等提供冷卻水。閉冷水從這些用戶

4、吸取的熱量，通過兩臺管式冷卻器，被直流冷 卻水帶走。電廠除灰采用干收濕排、灰渣混除，灰渣漿利用灰漿泵經(jīng)輸灰管排往灰場，灰漿在灰場沉淀后， 經(jīng)中和處理合格后排放長江。除灰系統(tǒng)用水水源為長江生水和廠區(qū)回收廢水，包括酸堿廢水和主廠房 排水等。電廠脫硫采用石灰石/石膏煙氣脫硫，脫硫用水來自廠區(qū)清水池，脫硫拋漿通過泵輸送到灰場沉淀、 澄清水排放長江。電廠煤場廢水、棧橋沖洗水及輸煤系統(tǒng)除塵用水等輸煤系統(tǒng)廢水經(jīng)沉煤池收集后，經(jīng)過煤水處理 裝置處理后回用于煤場噴淋和棧橋沖洗。電廠廠區(qū)排水采用工業(yè)排水、雨水、生活廢水分流排放，其中部分排水經(jīng)過處理后，根據(jù)水質(zhì)的 不同回用相應(yīng)的設(shè)施；生活廢水經(jīng)處理凈化后與工業(yè)廢水

5、混合排放；灰場排水經(jīng)中和處理合格后排放 長江。1.2電廠已有的節(jié)水措施（1）汽輪機(jī)凝汽器采用直流冷卻。 汽輪機(jī)凝汽器采用直流冷卻， 其單位發(fā)電量用水量僅為開式循 環(huán)冷卻的20%左右。（2） 廠區(qū)主要的輔助機(jī)械采用閉式循環(huán)冷卻，循環(huán)冷卻介質(zhì)為除鹽水，冷媒為直流冷卻水。正常 條件下，循環(huán)系統(tǒng)基本不存在泄漏、補(bǔ)充水量接近于零。（3） 原水預(yù)處理中砂濾池反沖洗排水經(jīng)泵升壓后進(jìn)入預(yù)處理原水進(jìn)水管補(bǔ)充原水，脫泥池、澄清 池排泥水經(jīng)過沉淀處理后回收利用。（4） 主要新鮮工業(yè)冷卻水包括除灰空壓機(jī)、脫硫增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)等退水回收至相近的軸封水 箱、除灰工業(yè)水池、脫硫沖洗水池循環(huán)使用。（5）脫硫輔助加熱蒸汽疏水

6、回收供脫硫沖洗用水。（6）主廠房排水回收至除灰水池供除灰使用；（7） 煤場廢水、棧橋沖洗水及輸煤系統(tǒng)除塵用水等輸煤系統(tǒng)廢水經(jīng)沉煤池收集、微孔陶瓷過濾器 處理后，送至清水池，通過清水泵送入煤水管網(wǎng)用于煤場噴淋和棧橋沖洗。（8）化學(xué)預(yù)處理系統(tǒng)上設(shè)置流量控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際用水總量自動控制全廠進(jìn)水量。（9）化學(xué)再生廢水經(jīng)中和池 PH調(diào)整處理后，送至I期除灰水池供除灰和煤水系統(tǒng)用水。（10）采用部分干除灰和高濃度水力除灰。2水務(wù)管理現(xiàn)狀評價(jià)及節(jié)水分析2.1水平衡測試結(jié)果電廠安排對全廠用水系統(tǒng)進(jìn)行了水平衡測試，測試結(jié)果如下:一序號生水 廠水 全取*量3W %號目 項(xiàng)M 33- 襁水W %181 江 長13

7、0.O7412812248377序號目 項(xiàng)3 值 數(shù)30.O74117 加 量 水 取 總824-121!73g 量 水 用 復(fù) 總5553O736a1O85 a4 率 用 復(fù) 總47-O725量 冰 總85816CC9O O171668廣-23直 含 不*2.2水務(wù)管理現(xiàn)狀評價(jià)及節(jié)水分析全廠工業(yè)用水量1728 m3/h,裝機(jī)取水率0.23 m3/s.GW（不含脫硫），實(shí)際發(fā)電用水率0.95kg/KWh。 可以看出電廠主要用水指標(biāo)單位裝機(jī)取水率、發(fā)電用水率在國內(nèi)處于中等水平，與目前國內(nèi)外火電廠 耗水先進(jìn)水平相比尚有較大的差距（見下表）。指標(biāo)現(xiàn)狀值國內(nèi)先進(jìn)值國標(biāo)定額值國外先進(jìn)值蒸發(fā)/總水耗（）

8、38.2-99.50外排/總水耗（） 61.8-0裝機(jī)取水率3（m /GWs）0.23 0.080.120.07發(fā)電用水率（kg/KWh ）0.95 0.400.72-目前全廠工業(yè)新鮮水用水量 1728 m3/h，主要包括化學(xué)制水站自用水、化學(xué)水處理用水、除灰用水、 脫硫用水和生活消防水系統(tǒng)用水。電廠在設(shè)計(jì)時(shí)采用了一些節(jié)水措施，如輔助機(jī)械閉式循環(huán)冷卻、回 收利用預(yù)處理排泥水、主廠房排水、酸堿廢水、燃料系統(tǒng)排水和采用高濃度水力除灰等，對減少電廠 的用水量起到了很大的作用，但受設(shè)計(jì)時(shí)期國家水資源政策、用水技術(shù)水平和自身用、排水運(yùn)行機(jī)制 的限制，存在一定的缺陷，已經(jīng)不能適應(yīng)國家目前的節(jié)約用水形勢，還

9、需要進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)改造。2.2.1除灰用水全廠沖灰、渣用水868 m3/h，其中排往灰場灰漿量590 m3/h，系統(tǒng)用水運(yùn)行機(jī)制是符合設(shè)計(jì)要求 的，但由于電廠除灰已經(jīng)改造為正壓氣力輸送，因而用水方式不夠適應(yīng)新的運(yùn)行要求，具有很大的節(jié) 水潛力。測試期間灰場排水量（含脫硫排水）552 m3/h,占全廠排水量的53.2%，占全廠取水量的31.9%。 除灰系統(tǒng)用水量大、灰場排水沒有回收利用是電廠取水率超過國家定額指標(biāo)值的的主要原因。為 了節(jié)水、達(dá)到國家定額指標(biāo)要求，必須進(jìn)行除灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，回收利用灰水，大幅度減少除灰用水。2.2.2脫硫用水全廠脫硫用水量556 m3/h，占全廠用水量的32.1%

10、，其中I期用水271.4 m3/h，II期用水284.8 m3/h。 脫硫系統(tǒng)的耗水包括脫硫塔的蒸發(fā)損失、機(jī)械帶水損失、石膏含水和地面沖洗水損失共236 m3/h，占系統(tǒng)用水量的42.4%;排水包括拋漿排水、沖洗水池溢流水、濾液回收罐溢流水和部分輔助機(jī)械冷卻 水，共299.7 m3/h，占系統(tǒng)總用水水量的53.9%。脫硫系統(tǒng)用水基本符合設(shè)計(jì)要求，用水合理。但部分工業(yè)冷卻水沒有按設(shè)計(jì)方案回收利用，部分 水箱（池）存在一定程度的溢流，加大了系統(tǒng)用水量。石膏拋漿輸送到灰場后，沒有回收利用也是電廠總用水量偏大的重要原因之一。2.2.3化學(xué)生水預(yù)處理站自用水測試期間預(yù)處理站自用水率 4.3%,小于我國類

11、似系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自用水率。這得益于冬季長江處于清水期和預(yù)處理系統(tǒng)上安裝有完善的流量-液位控制系統(tǒng)及排泥系統(tǒng)。2.2.4鍋爐補(bǔ)給水測試期間，鍋爐補(bǔ)水80.8 m3/h,鍋爐補(bǔ)水率2.05% （包括脫硫用汽），扣除脫硫用汽，鍋爐補(bǔ)水率 為1.45 %，略低于行業(yè)規(guī)定值（小于 1.5%）。鍋爐補(bǔ)水率受脫硫用汽的影響是輔助加熱蒸汽疏水未回收造成的。一般的，多數(shù)脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)在 蒸汽加熱運(yùn)行一段時(shí)間后，在疏水水質(zhì)合格后，回收這部分水。因此回收這部分疏水是必要的。2.2.5生活用水全廠平均用水量113.2m3/h,高峰（10： 00）用水量133 m3/h。扣除III期施工用水和廠區(qū)招待所方 向用水，廠區(qū)用水量

12、61.7 m3/h，單位用水量2206.9L/人.天，大于工業(yè)企業(yè)用水定額指標(biāo)。分析主要有以下方面原因：廠區(qū)內(nèi)尤其是燃料區(qū)域工作環(huán)境較差，工作之余洗浴用水大；部分區(qū)域廁所存在 長流水現(xiàn)象；廠區(qū)綠化、地面沖洗使用生活水；生活水管道使用年限較長，存在一定量泄漏。2.2.6廢水電廠的排水量1068 m3/h排水率為61.8%，蒸發(fā)損失僅占全部損失的38.2%，工業(yè)廢水回收利 用率為8.0%。這是電廠耗水率偏高的根本原因，如果能夠通過改造，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水循環(huán)利用，將回收 利用率提高到80%，則可以大大減少新鮮水取用量。2.2.7全廠用水系統(tǒng)從單獨(dú)的用水系統(tǒng)來看，電廠已經(jīng)采取了很多有效的節(jié)水措施，取得了局

13、部的效果，但電廠 整體用水量偏大，節(jié)水效果并不理想。電廠原節(jié)水設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一考慮、兩期工程相對獨(dú)立，節(jié)水工作 相對分散，沒有貫徹實(shí)施全廠性水務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)全廠節(jié)水工作總體運(yùn)作和既有的節(jié)水措施不適應(yīng)目前 的運(yùn)行現(xiàn)狀是造成局部節(jié)水脫節(jié)、全廠節(jié)水不理想的基本原因。上述情況在I、II期除灰和脫硫系統(tǒng)節(jié) 水方面尤其突出。下面以除灰系統(tǒng)為例說明。電廠除灰設(shè)計(jì)為粉煤灰干收濕排，爐底渣經(jīng)撈渣機(jī)進(jìn)入渣倉，通過汽車外輸送。外部除灰為高濃 度水力輸送，其中I期設(shè)計(jì)灰漿量350 m3/h，II期設(shè)計(jì)灰漿量為450 m3/h。廠內(nèi)除灰系統(tǒng)流程I期為粉煤灰經(jīng)水力沖灰器制漿到灰漿池，II期為粉煤灰經(jīng)氣力輸送到灰?guī)靺^(qū)， 然后通過

14、制漿機(jī)制成灰漿后，再進(jìn)入灰漿池。目前， I期工程也全部改為粉煤灰經(jīng)氣力輸送到灰?guī)旌?再制漿的輸送模式。廠區(qū)主要的灰渣漿主要來自鍋爐爐底撈渣機(jī)溢流水、皮帶沖洗水、空預(yù)器、省煤 器灰斗水封排漿和I期少數(shù)除塵器灰斗水封排漿。長期來電廠堅(jiān)持開拓粉煤灰綜合利用途徑，綜合利用率很高，只有極少量的粉煤灰和爐底渣排外 灰場。由于兩期工程的灰漿輸送系統(tǒng)相互獨(dú)立，不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一輸送，即使單獨(dú)的灰漿輸送系統(tǒng)將出力 調(diào)整到最小，全廠外排灰漿量依然達(dá)到了590 m3/h。目前I、II期爐底渣漿量和灰漿量僅 300 m3/h，還需要補(bǔ)充清水290 m3/h。廠區(qū)除灰水系統(tǒng)和灰?guī)靺^(qū)除灰水系統(tǒng)之間沒有統(tǒng)計(jì)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)還導(dǎo)致各水池

15、之間供、用水量不能 按需自動調(diào)節(jié)，溢流水量達(dá) 250 m3/h，占全廠用水量的14.4%。因此通過除灰系統(tǒng)自身改造，使全廠除灰成為一個(gè)整體，可以減少除灰用水量540 m3/h，全廠用水量減少31%。3廢水回收利用可行性方案3.1除灰水系統(tǒng)改造對除灰水供水系統(tǒng)和除灰水系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造內(nèi)容為增加必要的液位”-流量”測控系統(tǒng)，使除灰系統(tǒng)供、用、排三者之間能夠以用”或者排”為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動控制，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)約用水的目的。對I期除灰用水進(jìn)行調(diào)整，減少用水量，灰漿量控制在200 m3/h，全廠灰漿量控制在300350 m3/h。3.2外除灰系統(tǒng)改造根據(jù)珞璜電廠I、II期機(jī)組設(shè)置有獨(dú)立外除灰系統(tǒng)、粉煤灰

16、干輸灰系統(tǒng)運(yùn)行情況良好和粉煤灰綜合利用率高的特點(diǎn)，對除灰系統(tǒng)和運(yùn)行方式實(shí)施改造和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)兩期外除灰聯(lián)合運(yùn)行一一全廠灰漿從II期外除灰系統(tǒng)輸送到灰場，I期外排漿系統(tǒng)作為事故備用。改造后的運(yùn)行方式為：I期外除灰系統(tǒng)多級灰漿泵解列為 12級運(yùn)行，灰漿（爐底渣漿和大灰） 通過聯(lián)絡(luò)管輸送到II期灰?guī)靺^(qū)灰漿池，粉煤灰通過氣力除灰輸送到灰?guī)欤籌I期外除灰維持現(xiàn)有運(yùn)行方式。改造后，外除灰的輸送能力最大為450 m3/h,即II期外除灰系統(tǒng)的出力。當(dāng)粉煤灰綜合利用率大幅度下降，灰漿總量長期大于 450 m3/h時(shí)，恢復(fù)目前I期外除灰運(yùn)行方式。3.3灰場排水回收利用根據(jù)測試結(jié)果，電廠灰水在灰場冬季有 300 m

17、3/h的損失。一般的在夏季受降雨的影響，灰場水損 失會減少，根據(jù)南方電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和珞璜電廠灰場處于喀斯特地形上的特點(diǎn)，平均水損失為300 m3/h左右。在一般的運(yùn)行條件下，灰場仍有250 m3/h左右的灰水和脫硫灰漿澄清水外排。回收這部分灰水對于減少電廠用水量，達(dá)到國家定額標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的?；宜厥辗桨竷?nèi)容包括：灰水回收水泵房、輸送管道和泵房電源。其中灰水回收水泵房設(shè)置在灰 場排水口；回收水管道大部分利用I期灰漿管，僅在灰水泵房、灰漿管和灰漿管和廠區(qū)除灰水池之間鋪設(shè)聯(lián)絡(luò)管道?；宜厥者\(yùn)行方式：灰水經(jīng)回收水泵升壓后進(jìn)入灰漿管道，輸送到廠區(qū)除灰水池，供沖灰渣使用。 當(dāng)聯(lián)合輸灰系統(tǒng)故障，需要同時(shí)啟用

18、兩套外除灰系統(tǒng)（灰漿管）或灰漿管檢修時(shí)，臨時(shí)解列灰水回收 系統(tǒng)。3.4脫硫部分用、排水系統(tǒng)改造受脫硫用水工藝設(shè)計(jì)的限制，脫硫系統(tǒng)部分用水設(shè)備存在清潔水外排和優(yōu)質(zhì)水（加熱蒸汽疏水） 低級使用的現(xiàn)象，增大了全廠廢水排放量，實(shí)施脫硫系統(tǒng)部分用、排水系統(tǒng)改造對于減少用水量是必 要的。脫硫系統(tǒng)部分用、排水系統(tǒng)改造方案內(nèi)容包括沖洗水供水系統(tǒng)改造、回收清潔水串級利用和回 收加熱蒸汽疏水至鍋爐凝汽器三部分。（1）沖洗水供水系統(tǒng)調(diào)整和改造對氧化風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)冷卻水量進(jìn)行調(diào)整，將用水調(diào)整到一個(gè)最佳值，既滿足風(fēng)機(jī)運(yùn)行要求，又 能使水量盡可能小，以減少水池溢流。（2）回收輔助加熱蒸汽疏水加熱蒸汽疏水是優(yōu)質(zhì)水，其水質(zhì)等

19、同于凝結(jié)水，回收疏水對于減少鍋爐補(bǔ)水量，降低化學(xué)制水量 是非常必要的。改造內(nèi)容包括：增設(shè)必要的疏水箱、水質(zhì)分析在線儀表和凝結(jié)水管道。在疏水水質(zhì)達(dá) 到凝結(jié)水水質(zhì)要求的條件下，回收至凝汽器。（3）部分輔機(jī)清潔水回收主要指儀用空壓機(jī)和部分羅茨風(fēng)機(jī)冷卻水回收。改造內(nèi)容指去除目前冷卻水退水的漏斗，增加流 量指示器和退水管道，利用管道余壓輸送到?jīng)_洗水池。3.5工業(yè)排水回收利用在廠區(qū)柑子溪排口對應(yīng)下水道末端修建泵站，將廠區(qū)剩余排水回收至廠區(qū)新建雜用清水池， 供煤水系統(tǒng)、地面沖洗系統(tǒng)、除灰使用。3 .6相關(guān)設(shè)備水系統(tǒng)改造相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備水系統(tǒng)改造指除灰空壓機(jī)冷卻水改造和煤水系統(tǒng)供水改造。除灰水系統(tǒng)改造后，除灰水質(zhì)發(fā)生了質(zhì)的變化，已不滿足工業(yè)冷卻水水質(zhì)要求，需要做相應(yīng)的改造。改造內(nèi)容包括：（1） 除灰空壓機(jī)冷卻水采用直流冷卻水，其退水返回直流冷卻水退水渠。冷卻水管在#1、# 3 機(jī)組定排冷卻水管上引接，排水管接定排排水管。（2）煤水系統(tǒng)水源改為工業(yè)廢水和工業(yè)水。優(yōu)先使用回收的工業(yè)廢水，在工業(yè)廢水水量不夠時(shí)， 補(bǔ)充工業(yè)水。（3） 灰漿泵軸封水箱水源改為回收灰水?；厥栈宜谶M(jìn)入軸封水箱前須經(jīng)過砂濾器過濾處理，其 懸浮物指標(biāo)應(yīng)符合工業(yè)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)。4