闭式循环水火电厂节水的实践.doc

附件1：闭式循环水火电厂节水的实践渠富元 陈付军摘要 本文简单介绍华能德州电厂在节水方面所做的工作及下一步工作计划关键词 火电厂 节水 实践1 引言水是人类赖以生存和发展的最重要的物质资源之一，是不可缺少、不可替代的特殊资源。我国水资源总量为2.8万亿m3，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的四分之一，属于世界上水资源比较贫乏的13个国家之一，而且水资源分布极不均衡，北方地区缺水情况更加突出，水资源不足已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。国民经济持续的高速、稳定发展，尤其是我国工业化和城镇化进程的逐渐加快，对能源特别是电能的需求量一直持续大幅上升，电力工业得到了迅猛的发展。但由于我国一次能源供给结构的原因，火电在其中占有非常大的比重，而火力发电厂既是耗能大户，同时也是工业用水大户，其取水量和排水量十分巨大，占到工业用水总量的50%以上，因此火电节水在我国水资源短缺、人均水资源占有量仅2170 m3、只有世界人均水平1/4的情况下，具有非常重要的意义。由于我国北方地区缺水十分严重，许多地区在选厂时不得不“以水定电”，有的电厂由于缺水而不能满发。为了取得1.0m3/s的用水权，有的供水工程需投资上亿元。一些具有良好经济效益的坑口电站，因水源解决不了而不得不付诸东流。随着国家南水北调工程的建设，目前的用水、排水收费制（水资源费、排水费、污水处理费、超标费）将会有进一步的上调，意味着作为用水、排水大户的火力发电厂要付出更大的经济代价。因此，如何节约用水，减少外排废水量，有效地保护环境，确保企业经济的可持续发展成为火力发电厂建设和生产所面临的迫切任务。2 华能德州电厂概况华能德州电厂位于山东省德州市西郊，现有装机容量为4300MW+2660MW，#1、2、3、4、5、6机组分别于1991年7月8日、1991年12月14日、1993年12月17日、1994年11月28日、2002年6月29日、2002年10月13日投产发电，总装机容量达到2520MW，是国家特大型火力发电厂之一。全厂设计年耗水5600万吨，是德州第一用水大户，同时也是目前华能系统第一用水大户。建厂以来，全厂上下一直致力于节水工作，成立了专门的节水领导小组和节水工作小组，并在节水系统改造方面进行了一些工作。随着水资源形势的日益严峻，建设资源节约型社会目标的提出，节水已不仅是企业降低成本，提高效益的需要，同时也关系到企业、社会的可持续发展。如何进一步做好节水工作，降低水耗，提高用水效率，显得越来越迫切。3 设计用水情况华能德州电厂水源为黄河水，通过灌渠引入丁庄专用水库和丁东综合水库，由水库通过泵站向厂内供水。一、二期（4300MW）设计装机水耗0.9278m3/sGW，三期（2660MW ）设计装机水耗0.70m3/sGW。 设计采取的主要节水措施为：3.1 一、二期：3.1.1 除灰渣系统采用灰渣分除，高浓度水力输送细灰，汽车拉渣。3.1.2 厂内除灰除渣补水采用循环水，且循环使用。3.1.3 主厂房空调用工业水，其回水回收作为循环水的补水。3.1.4 循环水排污用于除灰除渣系统和锅炉排污冷却系统，输煤系统冲洗水、工业用水、其它控制空调用水、主厂房杂用水、生活用水、净水站自用水等回收后用于除灰系统。3.1.5 冷却塔加装除水器。3.2 三期3.2.1 循环水补给水采用弱酸处理，循环水浓缩倍率提高到约6倍，排污水供水力除灰用。3.2.2 废（污）水处理站处理后的排水回收重复利用于水力除灰系统和输煤系统冲洗。以及厂区绿化、冲洗汽车等。3.2.3 除灰系统采用干灰正压气力集中到灰库，在灰库下高浓度制浆后输送至灰场，灰水比为1：1.51：2.5，除渣采用干式系统，由刮板捞渣机直接送往渣仓，然后汽车外运至渣场。3.2.4 汽轮机和锅炉辅机大范围采用闭式冷却水系统。3.2.5 冷却塔装设除水器，风吹损失为0.1%。3.2.6 在补给水母管上装设水量计量装置，考核全厂用水量；在全厂各主要用水点均装设水表，以监测控制用水。4 投产后水系统实际运行情况4.1 一、二期：4.1.1 设计循环水浓缩倍率为2.5倍，实际运行中由于机组启停次数多、灰水系统补水时间与需排污时间不一致等原因，浓缩倍率一般为2.3倍左右。4.1.2 灰水系统运行中，锅炉除渣前需补水，而在除渣过程中和除渣后的一段时间内由于系统水量不平衡发生溢流外排现象。4.1.3 由于输灰管道长易堵，在灰浆浓度低时柱塞泵仍运行，不停用。4.1.4 污水处理设施故障率高，不能完全处理污水，造成部分污水外排。4.1.5 燃料冲洗水、灰水设备冷却水采用水质较好的工业水（补充水经过滤净化）。4.2 三期：4.2.1 设计循环水补给水采用弱酸处理，循环水浓缩倍率可提高到6倍，但实际上由于凝汽器采用铜管，CL-根超设计标准，无法满足要求，只能控制到约3.54倍。4.2.2 由于设计原因，废（污）水处理站处理后的排水压力低，难以用作燃料冲洗水，用作除灰系统用水又不便于操作，只能大部外排。5 采取的节水措施5.1 第一阶段（1991年2000年）一、二期投产后，随着对节水工作的逐步重视，我们根据水质情况和使用要求的不同，对部分设备用水水源进行了改造，回收了部分废水，采取了一些节水的运行管理措施，主要有：5.1.1 将化学水处理后再生、反冲洗等酸性废水引入呈碱性的灰水系统，作为冲灰水。5.1.2 将煤场喷淋水由水质较好的工业水改为循环水。5.1.3 将集中空调冷却水由水质较好的工业水改为循环水。5.1.4 加强了对污水处理设备的治理改造，提高其可靠性，保证其能够长期投运。5.1.5 灰水转动设备的冷却水在设备停运时关闭。5.1.6 根据机组负荷率情况，将锅炉的除渣时间由8小时一次改为12小时一次，减少了灰水系统的溢流水量。5.1.7 根据机组的运行台数，调整灰水排灰柱塞泵的运行台数。经过上述改造和调整，我厂#1-4机组发电水耗由建厂之初1992年的4.4千克/千瓦时降为1996年的3.0千克/千瓦时，平均装机水耗达到0.60m3/sGW，比设计值降低0.3278 m3/sGW。5.2 第二阶段（2001年2003年）5.2.1 2001年，为进一步做好节水工作，我们进行了一、二期机组水平衡测试工作。通过查阅原始资料、现场勘察管线、认真测试，用了一个多月的时间，完成了所有的测试工作，摸清了各个设备、系统的用水情况。5.2.2 根据一、二期水库出口流量计运行时间长、故障频繁的情况，更换了流量计，使供水量计量准确。5.2.3 根据集控空调用水量大、排入灰水系统又水量过剩的情况，增加冷却塔，将集控空调冷却水改造为闭式循环，节约用水160吨/小时。5.2.4 根据补水管道和厂内地下水管运行时间长、漏点增多的情况，加大了对一、二期补水管道和厂内地下水管的检查、焊补和更换工作，减少了水的泄漏量。5.2.5 加强运行管理，杜绝工业水池、水塔水池等的溢流现象。5.2.6 改进一、二期循环水加药处理方式，严格控制循环水排污，提高循环水浓缩倍率到3倍。5.3 第三阶段（2004年目前）5.3.1 根据三期干灰销售情况较好，不需排灰的情况，及时优化三期机组灰水系统捞渣机补水、清水泵、柱塞泵的运行方式，增加了清水泵、柱塞泵的停运时间，既节约了用电，也减少了外排水。5.3.2 为节约用水，并根据提高灰、渣资源综合利用率的要求，将#14机组的输灰系统由湿式输灰改造为干式输灰，并加大了干灰的营销力度，减少制浆外排水量。5.3.3 将三期化学水处理后再生、反冲洗等酸性废水引入呈碱性的二期灰水系统，作为二期冲灰水。5.3.4 将一、二期净水站的反洗水经沉淀后，回收到#1水塔。5.3.5 进行了三期机组的水平衡测试。5.3.6 对#1、3、4机凉水塔的补排水门进行改造，全部采用电动门，并根据水塔水池水位和循环水导电度信号自动进行补排水操作，既减轻了运行人员的工作强度，又为提高稳定循环水浓缩倍率提供了基础。5.3.7 继续加大了对补水管道和厂内地下水管的检查、焊补和更换工作，减少水的泄漏量。5.3.8 将#5、6炉定排水加压后排入循环水回水管，回收机组正常运行期间的连排水。5.3.9 降低锅炉补水率5.3.9.1 加强设备综合治理、提高检修质量、强化设备运行巡检和检修维护消缺，开展无泄漏班组和无泄漏工厂建设，投入资金一千余万元将汽水系统易泄漏阀门更换为VTI球阀，减少汽水系统的外漏。5.3.9.2 优化一二期蒸汽系统吹灰运行方式，根据吹灰运行方式试验结果，将锅炉长短吹每2天运行1次的方式修改为每周运行1次，大大降低了吹灰蒸汽的用量。5.3.9.3 空预器吹灰系统新增加了燃气脉冲式吹灰系统，正常利用燃气暴燃的冲击力对空预器换热面进行吹灰，空预器蒸汽吹灰仅作为备用。5.3.9.4 改造系统，将电除尘灰斗加热蒸汽疏水、生产厂房采暖蒸汽疏水、给水泵正暖放水和加热器疏放水等疏水引入凝汽器进行工质回收。5.3.9.5 三期5、6机组凝结水精处理树脂再生时需要部分除盐水进行循环，再生用水设计取自三期水处理除盐水箱，部分循环除盐水回至5机500m3补水箱，由于精处理再生时间不固定，当5补水箱在高水位精处理再生循环除盐水大量进入时经常造成补水箱溢流浪费除盐水，2004年1月份对系统进行了改造，将循环除盐水引回除盐水箱。通过上述措施的实行，目前六台机组的补水率全部达到了华能集团公司对该指标要小于1的要求，5、6机组更是达到了小于0.5的高标准，一跃跨入全国同类型机组补水率的先进行列，与建厂初期30万KW机组4.22%的补水率相比，可谓天壤之别。5.3.10 将三台循泵自供冷却水改为母管制实现任一循泵运行可供所有循泵用水。5.3.11 将三期净水站机械搅拌加速澄清池的反洗废水泵排水由污水站引至绿化用水母管。2006年，德州电厂完成发电量1450412万千瓦时，全厂水库供水量为3910万吨，发电耗水率为2.675kg/kWh。6 下一步节水工作计划6.1 与德国技术合作公司（GTZ）、西安热工研究院合作（中德合作项目“燃煤电厂水务管理”），改进循环水补充水处理工艺，提高循环水浓缩倍率，特别是针对300MW机组浓缩倍率低的现状，提出合理可行的节水方案，并尽快实施。6.2 继续实施其它机组循环水补排水的自动改造工作，并不断优化控制程序和指标。6.3 将燃料冲洗水由以工业水为水源改造为以循环水为水源。6.4 将灰水除渣泵、灰浆提升泵、柱塞泵密封、冷却水由以工业水为水源改造为以循环水为水源。6.5 三期污水站废水排水门及其到三期制浆池阀门由手动门改为电动门，以便于运行人员操作，充分利用废水冲灰6.7 对燃料办公楼卫生间冲水设备进行改造，并将其水源改造到与厂办公楼相同6.8 加大干灰的推销力度，优化灰水设备运行方式，减少灰水外排。6.9 加强节水宣传。完善管理措施，严格考核用水。通过以上工作，我们计划在2010年，实现发电水耗降到2.0 kg/kWh以下的目标。并在其后根据技术发展情况，实施废水再处理等措施，最终实现全厂废水的零排放目标。7 结束语采用