电厂冲灰水改造方案.doc

1 1 1 总论总论 1 1 概述 1 1 1 项目名称 电厂灰场冲灰水回用改造 项目发生单位 电厂 1 1 2 设计依据 1 2003 年 5 月 15 日宝钢股份公司电厂提出的 电厂水力灰 渣系统增设渣水分离装置 技术改造项目建议书 2 2003 年 6 月宝钢股份公司投资处下发的 宝钢股份公司更 新改造措施项目设计联络单 3 2003 年 6 月宝钢股份公司设计管理处下发的 宝钢股份公 司更新改造措施项目设计任务委托书 编号 2003 084 4 2003 年 8 月宝钢股份公司投资处下发的将原项目名称改名 为 电厂灰场冲灰水回用改造 1 1 3 设计原则 1 采用的工艺成熟 可靠 有相同系统的应用实绩 2 减少排污量 符合有关规定与要求 保护环境 3 提高电厂灰 渣的综合利用能力 改善环境 4 符合股份公司电厂灰渣系统改造及灰场改造总体规划的要 求 5 执行 宝钢股份有限公司建设工程工厂设计统一技术规定 和相应的现行国家 地方设计规范 规程 1 1 4 本工程遵循的主要规范及标准 DL 5000 2000 2 DL T5142 2002 DLGJ 102 91 GB T 15321 94 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001 年版 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 混凝土结构设计规范 GB 50010 2002 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2002 上海市地基基础设计规范 DGJ08 11 1999 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 上海市建筑抗震设计规程 DBJ08 9 92 火灾自动报警系统设计规范 GB50116 98 1 2 现状及必要性分析 电厂每年有 550 万吨的锅炉冲灰渣水 渣斗溢水等排放入灰场 在灰场固体物沉淀后废水排入长江 造成能源浪费及环境污染 为 节约能源 减少环境污染 采取将灰场冲灰水回用的方法 并将灰 渣脱水处理后外运 1 2 1 现状 1 2 1 1 电厂 1 2 3 炉灰渣系统现状 电厂锅炉产生的灰渣分为电除尘飞灰 空气预热器和省煤器飞 灰 炉底渣 其中 1 2 炉的电除尘飞灰通过气力除灰系统送至干 灰贮灰库 炉底渣处理采用水力除渣系统 从炉膛落下的炉渣经水 淬化且贮存在炉膛下的水浸式渣斗中 渣经碎渣机破碎后 由高压 水力喷射器经输渣管直接输送至灰场 空气预热器和省煤器飞灰通 过水力抽灰器产生负压经空气分离器排出空气后靠静压排至灰场 3 3 炉的电除尘飞灰及空气预热器和省煤器飞灰通过气力除灰系统送 至干灰贮灰库 炉底渣处理采用水力除渣系统送至灰场 另外 据 电厂提出 当气力除灰系统发生故障时 及干灰销售受季节 气候 影响滞销时 1 2 3 炉的飞灰都进入水力除渣系统 排入灰场 1 2 1 2 灰渣进入灰场现状 现进入灰场的灰渣水主要包括 1 2 3 炉的炉底渣水 1 2 炉的空气预热器与省煤器的灰水 事故状态及季节影响下 1 2 3 炉的灰水 1 2 3 炉的渣斗溢流水 其中前 3 项用 水来自电厂冲灰水泵 供水取自电厂循环水回水 后者用水是供渣 斗密封用水 水源取自电厂灰用河水升压泵 供水取自电厂循环水 进水 这些灰渣水进入灰场后 在灰沟内自然沉淀 渣 水分离后 冲渣水通过加酸调整 PH 值达标后排入长江 不再回收利用 湿渣挖 出堆放在灰场上 自然晾干后综合利用 1 2 1 3 灰场库容现状 根据电厂提供的 1997 2001 年排灰渣量数据及开发公司提供的 每年干灰湿排量的数据等 将 2001 年电厂灰渣排放情况列表如下 灰 渣类别1 2 3 号 炉炉底渣量 1 2 号炉 干灰湿排量 1 2 3 号炉干 灰湿排量 1 2 3 号炉 干灰干排量 灰渣总量 数量 万吨 6 5 1 74 218 731 1 占总量 21 5 14 60 100 备注干灰湿排指干灰通过水力冲灰系统进入灰场 目前灰场的情况 按 2001 年 9 月武勘院测绘报告的 库容量统计 表 电厂灰场 按 7 5 米填方 尚存容积 635 609 8 立方米 按灰渣比重 1 2 吨 立方米 若 2001 年 1 2 3 炉排出的灰渣全 部堆放在灰场 灰场储灰渣能力仅 2 45 年 若干灰被利用 湿渣及湿 4 灰堆放在灰场 灰场储灰渣能力仅 6 2 年 如新增发电机组 1 2 3 号机组全烧煤 上述 2 种堆放情况下 仅够存放 1 1 年及 3 年 这些都达不到国家对贮灰场储灰渣能力的要求 必须减轻灰场库 容压力 1 2 1 4 存在问题 1 冲渣水不回用造成水资源浪费 2 湿灰渣堆放自然晾干的过程污染周边环境 3 灰 渣混排的方式不利于电厂粉煤灰渣的综合利用 4 现有除灰 渣工艺使灰场储灰渣用地小 1 2 2 必要性分析 针对以上几个问题 分析此次改造的必要性如下 节水 宝钢 工厂设计统一技术规定 第 4 2 8 条规定 煤气洗涤水 冲渣水必须循环或串级使用 不得外排 国家 火力发电厂节水导则 第 5 3 1 条及第 5 3 3 条规定 锅炉排渣装置的溢流水宜循环使用或作为冲灰渣用水 贮灰渣场的 澄清水一般不宜外排 经综合技术经济比较后确定回收利用方式 低浓度水力除灰渣系统的火力发电厂 应进行灰水回收再利用 回 收水一般供除灰渣系统使用 02 年初下发的 上海市电力公司发电厂节约用水管理办法 的 第 3 2 3 条要求 在一至二年内基本实现冲灰水的回收 重复使用 目前 宝钢电厂的冲灰渣系统用水占全厂取水总量的 60 以上 但全部排入灰场 没有回收使用 这是全厂用水单耗过高的主要原 5 因之一 电厂在装机单耗和单位发电量单耗二项用水指标上 与最 新颁布的国家标准相比 分别是国家标准的 208 和 170 对灰场排 废水回收使用 实现零排放是创建世界一流电厂所必须达到的目标 经调查 在上海地区的电厂 冲灰渣水回收使用没有完成的 仅石洞口一厂和宝钢电厂 因此 将宝钢电厂的冲灰渣水经渣 水分离后回用是势在必行 的 是本次改造目的中最重要的一点 保护环境 从现有灰场的灰 渣处理工艺来看 灰渣水先在灰池内自然沉 淀分离 再将湿灰渣挖出堆放 晾干后装车 整个过程大约需要 3 个月 作业过程中 湿渣的浆水和晾干后的粉灰飞扬都成了周边环 境的污染源 同时也污染了相邻冷轧厂的环境 而要改变这种现状 必须将现有的工艺改造成脱水后的渣能直接装车 不需要靠堆放在灰 场晾干 灰 渣分排分贮利于综合利用 粉煤灰综合利用的有关规定中指出 电厂排出的粉煤灰量大 大力开展综合利用 变废为宝 具有明显的社会效益 环境效益和 经济效益 电厂厂内除灰系统的设计 要根据灰渣综合利用的要求 按照干灰干排 粗细分排 灰渣分排分贮的原则进行设计 电厂现有除灰渣系统来看 排至灰场的主要为炉底渣 但也有 灰 即 1 2 炉空预器及省煤器的灰和事故状态 季节影响下 1 2 3 炉的灰 这种灰 渣混排的方式大大增加了冲灰渣水量 不仅影响了灰场环境 更不利于电厂粉煤灰渣的综合利用 导致效 6 益低 因而 对此现状需进行改造 排灰改造 股份公司对电厂灰场改造的总体规划中提出 2 个改 造项目 即 电厂 1 2 号炉省煤器及空预器灰斗及相关系统改造 和 电厂干灰系统改造 排渣改造 本次改造 电厂灰场冲灰水回用改造 只将炉底渣 水进行回用 形成闭式循环 其余灰水先临时排入灰场 也作为总 体规划项目之一 这 3 个改造项目均实施后 就真正实现干 灰 湿 渣 分排 分贮的工作制度 显然利于灰 渣的综合利用 4 减轻灰场库容压力 根据 火力发电厂设计技术规程 来检查 电厂现有贮灰场的 剩余容量已小于安全底线 这对电厂的生产安全威胁将日益增加 现有的灰 渣处理工艺是造成此被动的重要原因 因此 只有从改 进电厂现有除灰渣系统出发 减少排入量 增大综合利用量 以减 轻电厂灰场库容压力 但本改造若实施后 仍不可避免因渣的销售问题需在灰场堆放 即有一定的储渣场地 电厂灰场改造的总体规划中就这一情况考虑 了 灰库改造 的项目 但这个项目实施的前提是本项目的实施 因为 采用新的除渣工艺后 灰场的部分灰沟就可改造为灰库 从而扩大灰 场的储灰渣能力 减轻灰场库容压力 5 结论 综上所述 对电厂现有除灰渣系统进行改造 将送入灰场的冲渣 水经渣 水分离后 水回用 渣供综合利用是十分必要的 改造后将 达到以下 4 个目的 7 冲渣水回用形成闭式循环 节水 渣 水分离后渣立即装车 改善环境 灰 渣分排 利于综合利用 不再完全利用原有 2 套灰沟 减轻灰场库容压力 由此可见 本改造是必要的 通过改造 将有一定的综合效益 1 3 设计范围 1 3 1 将炉底渣水与渣斗溢流水经处理后回用 供渣斗冲渣用 水及供渣斗密封用水 形成闭式循环 从灰场新增设施 电厂 1 3 2 将炉底渣水中的渣与水分离后 渣直接装车或送至储渣场 从灰场新增设施 储渣场 2 2 设计方案设计方案 在确定本设计方案之前 对上海外高桥电厂和南通华能电厂的 水力除灰 渣系统的工艺流程及实际运用情况进行了实地考查与调 研 具体如下表 上海外高桥电厂南通华能电厂 一期二期一期二期 冲渣水量 m3 h 420420380380 渣量 t d 200200100100 物料种类 湿渣 炉底渣 湿渣 炉底渣 省煤器 空预器干 灰及炉底渣 湿渣 炉底渣 渣水分离方式脱水仓脱水仓沉淀池脱水仓 冲渣水回用情况全部回用全部回用全部回用全部回用 特点 节水 占地 小 渣水分 离效果好 环境状况好 节水 占地 小 渣水分 离效果好 环境状况好 节水 占地面积大 环境状况不佳 节水 占地 小 渣水分 离效果好 环境状况好 由上表可见 除了南通华能电厂一期 80 年代 是将省煤器 空 预器干灰及炉底渣一起送水力除灰 新建的上海外高桥电厂与南通华 能电厂二期只处理炉底渣 90 年代 另外 在水量渣量相同的情况下 采 8 用脱水仓方式多于沉淀池方式 并与除炉底渣对应 本设计按二个方案做技术经济比较 第一方案 沉淀池方案 第二方案 脱水仓方案 2 1 给排水 2 1 1 设计参数 电厂提供1 2 3 炉底渣 水量及渣斗溢流水量表 数量产出时间工作制度 冲渣水 960 m3 h9h d 间断 炉底渣 45 t h9h d 间断 渣斗溢流水 200 m3 h24h d 连续 2001 年电厂排灰 渣总量 31 1 万吨 如新增发电机组 1 2 3 号机组全烧煤 年灰渣总量为 60 万吨 将上表中炉底渣量 45t h 进行核算 能满足 60 万吨 年的总量 因此本设计采用上表数 据为设计依据 2 1 2 方案概述 2 1 2 1 第一方案 沉淀池方案 1 工艺流程 由电厂输送到灰场的炉底冲渣水管及渣斗溢流水管 在其入灰 场出口前分别接出管道送至本冲渣水回用系统中的沉淀池 经沉淀 池沉淀后的水进入吸水池 由回水泵组 1 将吸水池内的水通过缓冲 水池送回现有冲灰水集水井 仍作为渣斗冲渣水用 由回水泵组 2 将吸水池内的水通过缓冲水箱作为灰用河水升压泵的水源 供渣斗 密封水用 至此 形成一个闭式循环水系统 冲渣水带来的渣在沉淀池内沉积后 由抓斗式起重机抓起放入 两头的贮渣池 待装渣车来再由抓斗抓至车上运走 边上放置皮带 9 输送机将来不及装车的渣输送到旁边的堆场 原有冲渣管入灰场出口仍保留 作为 1 2 炉的飞灰 1 2 3 炉 的部分干灰临时排放口 临时排放由电厂根据情况电话通知灰场操作 及 本套冲渣水回用系统事故状态下的旁路排放口 本方案冲渣水回用系统工艺流程图见附图一 2 系统配置 本方案的冲渣水回用系统主要由沉淀池 吸水池 贮渣池 抓 斗起重机 皮带输送机 回水泵组 缓冲水池 缓冲水箱及管道 附属设施等组成 平面布置图见附图三 构筑物 a 沉淀池 由于现阶段未取得炉底渣的颗粒分析值 且未经颗粒沉降速度试 验 因此 沉淀池的几何尺寸无法按这些因素计算确定 本阶段沉淀 池的设计按照 DL T 5142 2002 中的 规定 沉淀池的有效容积宜能贮存不小于除渣系统 24 48h 的排渣量 并综合沉淀时间及表面负荷率等因素 确定本方案中沉淀池的有效 容积为 2400m3 分为 2 格 每格沉淀池的有效容积为 1200m3 尺寸 为 50Mx10Mx2 4M 长 x 宽 x 水深 正常工作时 1 格沉淀池进水 沉 淀 另 1 格沉淀池抓渣 2 格交替使用 互不干扰 b 吸水池 吸水池既作为沉淀池的吸水井 又作为其二级沉淀 吸水池内也 能抓渣 因此有效容积为 1200m3 分为 2 格 每格吸水池的有效容 积为 600m3 尺寸为 20Mx10Mx3M 长 x 宽 x 水深 c 贮渣池 10 贮渣池有效容积为 1200m3 分为 2 格 每格贮渣池的有效容积 为 600m3 尺寸为 20Mx15Mx2M 长 x 宽 x 深 根据排渣量 405t d 炉 底渣的堆积密度 1 4t m3 得出一天的排渣体积数为 290 m3 按照 要求贮渣池面积不小于系统 12h 的总排 渣量 再考虑到从沉淀池中带水抓出的渣自然脱水的过程 因此 每格贮渣池按贮存 天的渣量 贮渣池分别设置于沉淀池的两头 交替贮存由沉淀池中抓出的渣 贮渣池底高于沉淀池底 并有 5 的 坡度坡向沉淀池 两池中间隔墙有穿孔 将贮渣池中渣的析水引入 沉淀池 抓斗起重机设置 2 套 每套对应 1 格贮渣池工作 抓斗按 一次抓渣 3 吨考虑 另设 4 套皮带输送机 将贮渣池贮满后其余的 渣送到边上的堆渣场 d 缓冲水池及缓冲水箱 在电厂区域设置一个缓冲水池 一个缓冲水箱 分别贮存由回水 泵组 1 和回水泵组 2 送来的水 缓冲水池有效容积 500m3 尺寸 10Mx8Mx6 6M 长 x 宽 x 高 设置为地下式 取代现有循环水回水 作 为冲灰泵所在集水井的水源 循环水回水作为补充水 补充系统中因 蒸发 漏损及物料带走部分的水 缓冲水箱有效容积 200m3 尺寸 10Mx6Mx4M 长 x 宽 x 高 设置 为地上式 为灰用河水升压泵提供水源 现来自循环水进水的水源作 为补充水 水泵 根据炉底渣所需冲渣水量 960m3 h 及渣斗密封所需水量 200m3 h 且 2 者工作制度不同 考虑设 2 套回水泵组将沉淀后的水 送回电厂 11 a 供渣斗冲渣用水泵 供渣斗冲渣用水的泵组 回水泵组 1 共 3 台 2 用 1 备 水泵采 用灰渣泵 单台流量为 480m3 h 扬程 48m b 供渣斗密封用水泵 供渣斗用水的泵组 回水泵组 2 共 2 台 1 用 1 备 水泵采用灰 渣泵 单台流量为 200m3 h 扬程 60m 管道 新增回水管道 冲渣回水管道 DN450 溢流回水管道 DN250 部分 明设 部分在现有冲灰渣管管沟内敷设 原有管道改造有二处 一是进入灰场的 1 2 3 灰渣管及 1 根备用管合并成一根管道 1 2 3 溢流水管合并成一根管道 均接 出送到本系统处理的管道并留出旁路管 二是循环水回水池到冲灰 泵集水井之间的供水管道 DN900 共 3 根 改为从缓冲水池接到冲灰 泵集水井 并新增 1 根从循环水回水池到缓冲水池的管道 并在该管 上设置电动阀与止回阀 而灰用河水升压泵进水管上新增电动阀 并 新增 3 根从缓冲水箱到灰用河水升压泵的管道 上述在原管路或原 系统上的接口预留可安排在除渣系统停运时或机组大修时 以便将 来与新增系统相接 水质稳定 系统中由锅炉炉渣导致的活性钙高 水呈碱性 PH 值在 9 13 之 间 不断循环的水质将越来越差 电厂委托清华同方做的成垢机理 试验研究表明 灰水管的结垢是由 CaCO3的过饱和引起的 通过对 加酸 大理石过滤 加阻垢剂 用阻垢管道等几个方法的比较 根 据宝钢电厂灰系统实际情况 本设计选择加阻垢剂和用阻垢管道的 12 方法来稳定水质 设置加药间 加阻垢剂的装置为成套设备 带计量 泵与储罐液位的控制 管道采用阻垢耐磨管道 附属设施 按照 火力发电厂设计技术规程 要求 除灰渣系统应根据生 产及生活的需要 设置专用的附属建筑 由于本系统需 24h 有人值 班 而所处灰场区域 附近没有厕所等生活设施 因此设置附属设施 有值班室 办公室 备品仓库 检修间 厕所等 具体见建筑专业 附图 生活给排水及消防给水 厕所给水取自纬五路上 DN400 生活消防水管 排水设置小型地 埋式污水处理装置 处理后水达到国家二级排放标准后排到灰场现 有灰沟中 新增场地雨排水按地坪坡度自然排水 并考虑设置冲洒 地坪的水管 根据 建筑设计防火规范 与建筑体积 水泵房与电气操作室 外应设室外消火栓 因此在本区域内设置 2 套室外消火栓 DN100 消防给水也取自纬五路上 DN400 生活消防水管 3 控制要求 在灰场新增冲渣水回用系统设施所在场地上设置操作控制室 采用 PLC 控制系统实现 CRT 画面中央监控与操作 包括水泵 电动 阀的运行 停止 故障状态显示及液位计流量计的信号显示 在现 场各个用电设备处设置机旁操作箱 设启 停按钮及运行 故障信 号灯实现现场控制与操作 在电厂 2U EP 控制室设置电气控制箱 实现部分电动阀状态与液位信号的监控 电气控制的具体内容如下 13 a 工作泵与备用泵互为备用 工作泵故障 备用泵自动切换 b 回水泵启动 7 10 秒后 回水泵出口电动阀打开 c 吸水池液位与回水泵组 1 2 联锁 高高 低低液位报警 d 缓冲水池液位与回水泵组 1 电动阀 1 联锁 高高 低低液 位报警 e 缓冲水箱液位与回水泵组 2 电动阀 2 1 2 2 2 3 联锁 高高 低低液位报警 f 回水泵出水总管上流量计读数与加药泵运行联锁 g 缓冲水池与缓冲水箱液位信号及电动阀 1 2 的状态显示在 灰场操作室和电厂操作室均能实现 h 电厂送至灰场的灰渣水管旁路管上的电动阀 3 控制与状态显 示在灰场操作室和电厂操作室均能实现 其启动的前提是电厂气力 除灰系统故障 1 2 炉空预器省煤器出灰情况下及本系统故障状况下 4 主要设备与材料 渣斗冲渣供水泵 Q 480m3 h H 48m N 110KW 3 台 渣斗密封供水泵 Q 200m3 h H 60m N 75KW 2 台 桥式起重机 起重量 10 吨 跨距 28 5m 2 台带抓斗 皮带输送机 Q 30 m3 h 带宽 650mm4 台 电动阀门 DN900 P 1 0MPa1 台 电动阀门 DN500 P 1 0MPa2 台 电动阀门 DN350 P 1 0MPa3 台 电动阀门 DN250 P 1 0MPa4 台 电动阀门 DN200 P 1 0MPa 5 台 地埋式污水处理装置 Q 0 5m3 h 1 套 14 手动蝶阀 DN900 P 1 0MPa1 个 手动蝶阀 DN500 P 1 0MPa2 个 止回阀DN900 P 1 0MPa 1 个 手动蝶阀DN450 P 1 0MPa 1 个 手动蝶阀DN350 P 1 0MPa 6 个 止回阀 DN350 P 1 0MPa 3 个 加药装置 N 2 5KW 1 套 焊接钢管 DN900 25 米 阻垢耐磨管道 DN450 2200 米 阻垢耐磨管道 DN350 180 米 阻垢耐磨管道 DN250 2300 米 焊接钢管 DN200 50 米 手动蝶阀 DN250 P 1 0MPa 6 个 手动蝶阀 DN200 P 1 0MPa5 个 止回阀 DN250 P 1 0MPa 2 个 2 1 2 1 第二方案 脱水仓方案 1 工艺流程 由电厂输送到灰场的炉底冲渣水管及渣斗溢流水管 在其入灰 场出口前分别接出管道分别送至本冲渣水回用系统中的脱水仓和沉 淀池 由电厂冲灰泵供水 水力喷射器送出的冲渣水到灰场后压力不 能满足进入脱水仓 因此 需设中间水池与中间水泵将水提升到脱 水仓 中间水池称为渣水池 中间水泵称为渣水泵 渣斗冲渣水进入脱水仓 经脱水仓渣水分离后 溢流水通过上 15 部溢流堰溢流到沉淀池 底部排渣门析水自流入沉淀池 脱水仓出 水水质 2000PPm 渣斗溢流水直接送入沉淀池 经沉淀池沉淀后的上层水通过溢流堰溢流到贮水池 出水水质 300PPm 经贮水池的再次沉淀与澄清 由回水泵组 1 将贮水池内的 水通过缓冲水池送回电厂冲灰水集水井 仍作为渣斗冲渣水用 由 回水泵组 2 将贮水池内的水通过缓冲水箱作为灰用河水升压泵的水 源 供渣斗密封水用 至此 形成一个闭式循环水系统 冲渣水带来的渣通过脱水仓渣水分离后 由底部排渣门排出 渣的含水率 25 直接装车供综合利用 边上放置皮带输送机将来 不及装车的渣输送到旁边的堆场 沉淀池底部设置泥浆泵 将沉积的细渣返送到脱水仓处理 贮 水池底部设置泥浆阀 定时排泥 送入灰场现有灰沟 另设冲洗泵 供脱水仓反冲洗用水 沉淀池与贮水池冲洗喷嘴用水 泥浆泵与渣 水泵冲洗用水 原有冲渣管入灰场出口仍保留 作为 1 2 炉的飞灰 1 2 3 炉 的部分干灰临时排放口 临时排放由电厂根据情况电话通知灰场操作 及 本套冲渣水回用系统事故状态下的旁路排放口 本方案冲渣水回用系统工艺流程图见附图二 2 系统配置 本方案的冲渣水回用系统主要由渣水池 渣水泵组 脱水仓 沉淀池 贮水池 回水泵组 泥浆泵组 冲洗泵组 皮带输送机 缓冲水池 缓冲水箱及管道 附属设施等组成 平面布置图见附图 三 工艺设备及构筑物 16 a 渣水池 根据炉底渣所需冲渣水量 960m3 h 及考虑冲渣水管从电厂到灰 场的阻损和脱水仓的配水点几何高度 渣水泵组共设 3 台 2 用 1 备 单 台流量为 480m3 h 扬程 30m 水泵采用灰渣泵 由于从电厂到灰场 的管道输送距离近 2000 米 因此渣水池的有效容积要满足这段距离 的输送时间约半小时 再加上一台渣水泵 5 10 分钟的流量 即按照 300m3 尺寸为 10Mx10Mx3 5M 长 x 宽 x 深 渣水池内设搅拌机使水 池内渣粒不致于沉淀 b 脱水仓 经渣水泵提升后的渣水进入脱水仓 脱水仓是一种具有脱水 储存和自动卸料三种功能的设备 根据 火力发电厂设计技术规程 除灰渣系统中规定 在灰渣分除系统中 当渣采用水力输送 且需 用车或其它输送机械外运利用时 宜采用渣脱水仓的方案 根据排 渣量 405t d 炉底渣的堆积密度 1 4t m3 得出一天的排渣体积数为 290m3 按照 要求 每台脱水仓的有效 容积应能满足贮存 24 36h 系统的最大排渣量 脱水仓从进浆到脱 水到排渣约需 36h 本系统这段时间的排渣量为 450 m3 但由于本 次冲渣水量较大 近 1000m3 h 脱水仓容积需考虑缓冲这部分水 量 因此 本方案设脱水仓 2 台 一套 每台直径 12m 有效容 积 850m3 这样 每台脱水仓可贮存 2 3 天的渣量 脱水仓正常运行 时 二台相互切换交替使用 一台进渣浆 一台脱水 排渣 装车 脱水仓需高压水反冲洗 冲洗水源来自新增冲洗水泵 脱水仓排渣门 排出的渣含水率 25 可直接装车外运 另设 4 套皮带输送机 将 未及时装车运走的渣送到边上的堆渣场 17 c 沉淀池 沉淀池采用辐流式 配备中心传动耙架 能有效处理池中沉淀 的渣浆 沉淀池设 2 座 每座直径 15m 有效容积 660m3 沉淀池 底部设排泥泵 将泥浆送回脱水仓 d 贮水池 贮水池作为二级沉淀与澄清设备 设 1 座 每座直径 16 7m 有效容积 700m3 贮水池底部设排泥阀 将泥浆水送到事 故灰沟 e 缓冲水池及缓冲水箱 在电厂区域设置一个缓冲水池 一个缓冲水箱 分别贮存由回水 泵组 1 和回水泵组 2 送来的水 缓冲水池有效容积 500m3 尺寸 10Mx8Mx6 6M 长 x 宽 x 高 设置为地下式 取代现有循环水回水 作为冲灰泵所在集水井的水源 循环水回水作为补充水 补充系统中 因蒸发 漏损及物料带走部分的水 缓冲水箱有效容积 200m3 尺寸 10Mx6Mx4M 长 x 宽 x 高 设置 为地上式 为灰用河水升压泵提供水源 现来自循环水进水的水源作 为补充水 水泵 根据炉底渣所需冲渣水量 960m3 h 及渣斗密封所需水量 200m3 h 且 2 者工作制度不同 考虑设 2 套回水泵组将沉淀后的水 送回电厂 a 供渣斗冲渣用水泵 供渣斗冲渣用水的泵组 回水泵组 1 共 3 台 2 用 1 备 水泵采 用灰渣泵 单台流量为 480m3 h 扬程 48m 18 b 供渣斗密封用水泵 供渣斗密封用水的泵组 回水泵组 2 共 2 台 1 用 1 备 水泵采 用灰渣泵 单台流量为 200m3 h 扬程 60m c 泥浆泵 每座沉淀池底部设置泥浆泵 将底部泥浆打入脱水仓 泥浆泵 共 2 组 每组泵蛇 2 台 1 用 1 备 单台流量为 50m3 h 扬程 45m d 冲洗泵 冲洗泵组共设 2 台泵 1 用 1 备 单台流量为 100m3 h 扬程 65m 供脱水仓反冲洗用水 沉淀池和贮水池喷嘴用水 泥浆泵与渣 水泵冲洗用水等 管道 新增回水管道 冲渣回水管道 DN450 溢流回水管道 DN250 部分 明设 设支墩 部分在现有冲灰渣管管沟内敷设 原有管道改造有二处 一是进入灰场的 1 2 3 灰渣管及 1 根备用管合并成一根管道 1 2 3 溢流水管合并成一根管道 均接 出送到本系统处理的管道并留出旁路管 二是循环水回水池到冲灰 泵集水井之间的供水管道 DN900 共 3 根 改为从缓冲水池接到冲灰 泵集水井 并新增 1 根从循环水回水池到缓冲水池的管道 并在该管 上设置电动阀与止回阀 而灰用河水升压泵进水管上新增电动阀 并 新增 3 根从缓冲水箱到灰用河水升压泵的管道 上述在原管路或原 系统上的接口预留可安排在除渣系统停运时或机组大修时 以便将 来与新增系统相接 水质稳定 系统中由锅炉炉渣导致的活性钙高 水呈碱性 PH 值在 9 13 之 19 间 不断循环的水质将越来越差 电厂委托清华同方做的成垢机理 试验研究表明 灰水管的结垢是由 CaCO3的过饱和引起的 通过对 加酸 大理石过滤 加阻垢剂 用阻垢管道等几个方法的比较 根 据宝钢电厂灰系统实际情况 本设计选择加阻垢剂和用阻垢管道的 方法来稳定水质 设置加药间 加阻垢剂的装置为成套设备 带计量 泵与储罐液位的控制 管道采用阻垢耐磨管道 附属设施 按照 火力发电厂设计技术规程 要求 除灰渣系统应根据生 产及生活的需要 设置专用的附属建筑 由于本系统需 24h 有人值 班 而所处灰场区域 附近没有厕所等生活设施 因此设置附属设施 有值班室 办公室 备品仓库 检修间 厕所等 具体见建筑专业 附图 生活给排水及消防给水 厕所给水取自纬五路上 DN400 生活消防水管 排水设置小型地 埋式污水处理装置 处理后水达到国家二级排放标准后排到灰场现 有灰沟中 新增设置冲洒地坪的水管 区域雨排水按地坪坡度自然 排水 根据 建筑设计防火规范 与建筑体积 水泵房与电气操作室 外应设室外消火栓 因此在本区域内设置 2 套室外消火栓 DN100 消防给水也取自纬五路上 DN400 生活消防水管 3 控制要求 在灰场新增冲渣水回用系统设施所在场地上设置操作控制室 采用 PLC 控制系统实现 CRT 画面中央监控与操作 包括水泵 电动 阀的运行 停止 故障状态显示及液位计流量计的信号显示 在现 20 场各个用电设备处设置机旁操作箱 设启 停按钮及运行 故障信 号灯实现现场控制与操作 在电厂 2U EP 控制室设置电气控制箱 实现部分电动阀状态与液位信号的监控 电气控制的具体内容如下 a 工作泵与备用泵互为备用 工作泵故障 备用泵自动切换 b 水泵启动 7 10 秒后 水泵出口电动阀打开 c 贮水池液位与回水泵组 1 2 联锁 高高 低低液位报警 d 缓冲水池液位与回水泵组 1 电动阀 1 联锁 高高 低低液 位报警 e 缓冲水箱液位与回水泵组 2 电动阀 2 1 2 2 2 3 联锁 高高 低低液位报警 f 回水泵出水总管上流量计读数与加药泵运行联锁 g 渣水池液位与渣水泵联锁 高高 低低液位报警 h 脱水仓反冲洗信号与冲洗泵运行联锁 i 冲洗泵 泥浆泵 排泥阀均能按时间设定启 停 j 缓冲水池与缓冲水箱液位信号及电动阀 1 2 的状态显示在 灰场操作室和电厂操作室均能实现 k 电厂送至灰场的灰渣水管旁路管上的电动阀 3 控制与状态显 示在灰场操作室和电厂操作室均能实现 其启动的前提是电厂气力 除灰系统故障 1 2 炉空预器省煤器出灰情况下及本系统故障状况下 4 主要设备与材料 渣斗冲渣供水泵或渣水提升泵 Q 480m3 h H 48m N 110KW 6 台 渣斗密封供水泵 Q 200m3 h H 60m N 75KW2 台 21 冲洗水泵Q 100m3 h H 65m N 75KW2 台 泥浆泵 Q 50m3 h H 45m N 22KW 4 台 脱水仓 12m V 900m3 1 套 沉淀池 15m V 660m3 2 座 贮水池 16 7m V 700m3 1 座 皮带输送机Q 30m3 h 带宽 650mm 4 台 搅拌机 N 3KW 4 台 电动阀门 DN900 P 1 0MPa 1 台 电动阀门 DN500 P 1 0MPa 3 台 电动阀门 DN350 P 1 0MPa6 台 电动阀门 DN250 P 1 0Mpa4 台 电动阀门 DN200 P 1 0MPa 2 台 电动阀门DN150 P 1 0MPa 15 台 排泥阀 DN150 P 1 0MPa 1 台 地埋式污水处理装置 Q 0 5m3 h 1 套 手动蝶阀 DN900 P 1 0MPa 1 个 手动蝶阀 DN500 P 1 0MPa 2 个 止回阀 DN900 P 1 0MPa 1 个 手动蝶阀 DN450 P 1 0MPa 1 个 手动蝶阀DN350 P 1 0MPa 12 个 止回阀 DN350 P 1 0MPa 6 个 加药装置 N 2 5KW 1 套 焊接钢管DN900 25 米 阻垢耐磨管道 DN450 2400 米 22 阻垢耐磨管道 DN350 250 米 阻垢耐磨管道 DN250 2300 米 阻垢耐磨管道 DN150 380 米 焊接钢管 DN200 50 米 手动蝶阀 DN250 P 1 0MPa 6 个 手动蝶阀 DN200 P 1 0MPa 2 个 手动蝶阀 DN150 P 1 0MPa 25 个 止回阀 DN250 P 1 0MPa 2 个 止回阀 DN150 P 1 0MPa 6 个 2 2 电气 2 2 1 设计内容 电厂灰场冲灰水回用改造新增泵 阀等设备配电 控制设计 加药设备 起重机和检修动力配电设计 场地照明 2 2 2 现场调研 电厂 3 机 6kV 开关室 3C2 6kV 母线 3C2 5B 为备用仓位 2 2 3 设计方案 2 2 3 1 方案一 1 负荷 新增动力设备总容量约 450kW 计算容量约 480kVA 新增动力设备负荷如下 a 回水泵组 1 二用一备 3x110kW 电压 AC380V b 回水泵组 2 一用一备 2x75kW 电压 AC380V c 阀门 20 x1kW 电压 AC380V 23 d 起重机 2x40kW 电压 AC380V e 加药装置 1x2 5kW 电压 AC380V f 空调 35kW 电压 AC380V g 照明 22kW 电压 AC380V 220V h 皮带机 4x5 5kW 电压 AC380V 2 供电电源 在电厂灰场新设置一个电气室约 12400 x8900 x6000mm3 内设 4 面 6kV 高压柜 1 台 6 0 4 0 23kV 630kVA 变压器 13 面 0 4kV 低 压柜为新增设备供配电 其高压电源引自电厂 3 机 6kV 开关室 3C2 6kV 母线 3C2 5B 备用仓位 3 控制与操作 在灰场新设操作室内实现 PLC 监控 现场设置机旁操作箱 现 场操作优先 控制顺序如下 吸水池高液位 回水泵组 1 2 启动 吸水池低液位 回水 泵组 1 2 停止 高高液位 低低液位报警 缓冲水池低 1 液位 电动阀 1 开启 低 2 液位 电动阀 1 关 闭 回水泵组 1 启动 高液位 回水泵组 1 停止 高高液位 低低 液位报警 缓冲水箱低 1 液位 电动阀 2 开启 低 2 液位 电动阀 2 关 闭 回水泵组 2 启动 高液位 回水泵组 2 停止 高高液位 低低 液位报警 回水泵启动 7 10 秒后 出口电动阀开启 流量计 1 读数 100m3 h 同时流量计 2 读数 10m3 h 加药 泵启动 小于该数 加药泵停止 24 工作泵故障 备用泵自动投入 在电厂 2UEP 电除尘控制室新设一个低压柜 用于控制灰场 新增旁路阀 显示水池 水箱的液位状态和电厂新增缓冲水池 缓 冲水箱补水阀的启闭状态 并且将故障信号返回至 2UEP 电除尘控制 室故障监视系统 回水泵采用软启动 因此 新上一套 PLC 控制系统 对本次新增设备自动控制 新 系统约 350 点 DI O 10 点 8 点 AI 在新设操作室内设置中央 HMI 操作站 对本次改造新增设备操作站画面上进行监控 手动控制不纳入 PLC 控制系统 4 设备布置 新增 3 面高压柜 14 面低压柜 1 套 PLC 柜和 1 台 6 0 4 0 23kV 630kVA 变压器 分别安装在新增高压室 低压室 变压器室和电厂 2UEP 电除尘控制室 另在操作室设置 1 台 HMI 监控 设备 水泵及电动阀机旁操作箱安装于工艺设备附近 加药装置控制柜随其成套 1 面 设置在机旁 5 照明 高压室 低压室 变压器室和操作室内设置若干荧光灯 对高 低压柜 变压器和 HMI 监控设备等进行照明 泵房 场地新增设备安装区域设置若干投光灯 对场地进行照 明 照明箱就近设置在低压室内 6 电缆敷设 25 电气室内电缆沿室内电缆沟敷设 至户外设备沿水泥槽埋地敷 设 局部穿管或电缆桥架敷设 7 主要设备及材料 高压柜4 面 其中 1 面改造 低压柜15 面 其中 1 面改造 变压器 6 0 4 0 23kV 630kVA 1 台 照明配电箱1 个 PLC 包括 HMI 及系统软件 1 套 操作箱2 个 荧光灯 36W 50 套 投光灯 400W 8 套 动力电缆YJV FR 6kV 3x1202500 米 YJV FR 1kV 3x150 1x70600 米 3x25 2x16300 米 4x42500 米 控制电缆KYJVR FR 1kV 19x1 53000 米 5x1 57000 米 应用软件1 套 2 2 3 2 方案二 1 负荷 新增动力设备总容量约 820kW 计算容量约 870kVA 26 新增动力设备负荷如下 a 提升泵组 二用一备 3x110kW 电压 AC380V b 回水泵组 二用一备 3x110kW 电压 AC380V c 回水泵组 一用一备 2x75kW 电压 AC380V d 冲洗泵组 一用一备 2x75kW 电压 AC380V e 泥浆泵组 一用一备 2x22kW 电压 AC380V f 泥浆泵组 一用一备 2x22kW 电压 AC380V g 脱水仓 1x15kW 电压 AC380V h 沉淀池 2x4kW 电压 AC380V i 阀门 35x1kW 电压 AC380V j 搅拌机 4x3kW 电压 AC380V k 加药装置 1x2 5kW 电压 AC380V l 空调 40kW 电压 AC380V m 照明 25kW 电压 AC380V 220V n 皮带机 4x5 5kW 电压 AC380V 供电电源 在电厂灰场新设置一个电气室和操作室约 12800 x11500 x6000 内设 4 面 6kV 高压柜 1 台 6 0 4 0 23kV 1250kVA 变压器 21 面 0 4kV 低压柜为新增设备供配电 其高压电源引自电厂 3 机 6kV 开关室 3C2 6kV 母线 3C2 5B 备用仓位 控制与操作 在灰场新设操作室内实现监控 现场设置机旁操作箱 现场操 作优先 控制顺序如下 a 贮水池高液位 回水泵组 1 2 启动 贮水池低液位 回水 27 泵组 1 2 停止 高高液位 低低液位报警 b 缓冲水池低 1 液位 电动阀 1 开启 低 2 液位 电动阀 1 关 闭 回水泵组 1 启动 高液位 回水泵组 1 停止 高高液位 低低 液位报警 c 缓冲水箱低 1 液位 电动阀 2 开启 低 2 液位 电动阀 2 关 闭 回水泵组 2 启动 高液位 回水泵组 2 停止 高高液位 低低 液位报警 d 渣水池高液位 渣水泵启动 渣水池低液位 渣水泵停止 高高液位 低低液位报警 e 脱水仓反冲洗信号送出 冲洗泵开启 到达设定时间后自动 停止 f 回水泵 提升泵 泥浆泵 冲洗泵启动 7 10 秒后 出口电 动阀开启 g 流量计 1 读数 100m3 h 同时流量计 2 读数 10m3 h 加 药泵启动 小于该数 加药泵停止 h 工作泵故障 备用泵自动投入 i 在电厂 2UEP 电除尘控制室新设一个低压柜 用于控制灰场 新增旁路阀和电厂新增缓冲水池 缓冲水箱补水阀 显示水池 水 箱的液位状态 并且将故障信号返回至 2UEP 电除尘控制室故障监视 系统 j 回水泵和提升泵采用软启动 k 冲洗泵 排泥泵 排泥阀受设定时间控制启闭 因此 新上一套 PLC 控制系统 对本次新增设备自动控制 新 系统约 650 点 DI O 10 点 8 点 AI 在新设操作室内设置中央 28 HMI 操作站 对本次改造新增设备操作站画面上进行监控 手动控制不纳入 PLC 控制系统 设备布置 新增 3 面高压柜 22 面低压柜 1 套 PLC 柜和 1 台 6 0 4 0 23kV 1250kVA 变压器 分别安装在新增高压室 低压室 变压器室和电厂 2UEP 电除尘控制室 另在操作室设置 1 台 HMI 监控 设备 水泵及电动阀机旁操作箱安装于工艺设备附近 加药装置控制柜随其成套 1 面 设置在机旁 照明 高压室 低压室 变压器室和操作室内设置若干荧光灯 对高 低压柜 变压器和 HMI 监控设备等进行照明 泵房 场地新增设备安装区域设置若干投光灯 对场地进行照 明 照明箱就近设置在低压室内 电缆敷设 电气室内电缆沿室内电缆沟敷设 至户外设备沿水泥槽埋地敷 设 局部穿管或电缆桥架敷设 主要设备及材料 高压柜4 面 其中 1 面改造 低压柜 23 面 其中 1 面改造 变压器 29 6 0 4 0 23kV 1250kVA 1 台 照明配电箱 1 个 PLC 包括 HMI 及系统软件 1 套 操作箱 5 个 荧光灯 36W 65 套 投光灯 400W 10 套 动力电缆YJV FR 6kV 3x120 2500 米 YJV FR 1kV 3x150 1x701500 米 3x25 2x16600 米 4x44500 米 控制电缆KYJVR FR 1kV 19x1 56000 米 5x1 57000 米 应用软件1 套 2 3 仪表 2 3 1 设计内容 1 新增工艺缓冲水池 水箱及吸水池 贮水池 渣水池的液 位检测及控制设计 2 新增工艺回水泵组 1 2 出水总管流量检测及控制设计 2 3 2 设计方案 2 3 2 1 方案一 1 主要检测及控制内容 缓冲水池液位检测 显示 报警 联锁 缓冲水箱液位检测 显示 报警 联锁 吸水池液位检测 显示 报警 联锁 30 回水泵组 1 2 出水总管流量检测 显示 联锁 上述所有检测内容送至一套仪表 电气一体化的 PLC 系统 由 PLC 系统来实现上述功能 另外 缓冲水箱及缓冲水池的液位还需 送电厂 2UEP 控制室新增的电气控制盘上进行显示 灰场新增的 PLC 与电厂新增的电气控制盘由电气专业负责设计 新增检测仪表的电 源 AC220V 50Hz 由电气专业负责提供 2 主要设备与材料 超声波液位计 3 台 电磁流量计 DN450 1 台 电磁流量计 DN250 1 台 数显仪 2 台 信号隔离变换器 5 台 控制电缆 ZR KVVRP 3X1 56000 米 控制电缆 ZR KVVR 3X1 5 5000 米 镀锌钢管 DN25 2500 米 镀锌钢管 DN20 2500 米 角钢 L50X50X5 500 米 2 3 2 2 方案二 1 主要检测及控制内容 缓冲水池液位检测 显示 报警 联锁 缓冲水箱液位检测 显示 报警 联锁 渣水池液位检测 显示 报警 联锁 贮水池液位检测 显示 报警 联锁 回水泵组 1 2 出水总管流量检测 显示 联锁 31 上述所有检测内容送至一套仪表 电气一体化的 PLC 系统 由 PLC 系统来实现上述功能 另外 缓冲水箱及缓冲水池的液位还需 送电厂 2UEP 控制室新增的电气控制盘上进行显示 灰场新增的 PLC 与电厂新增的电气控制盘由电气专业负责设计 新增检测仪表的电 源 AC220V 50Hz 由电气专业负责提供 2 主要设备与材料 超声波液位计 4 台 电磁流量计 DN450 1 台 电磁流量计 DN250 1 台 数显仪 2 台 信号隔离变换器 6 台 控制电缆 ZR KVVRP 3X1 5 6000 米 控制电缆 ZR KVVR 3X1 5 5000 米 镀锌钢管 DN25 2500 米 镀锌钢管 DN20 2500 米 角钢 L50X50X5 500 米 2 4 总图 2 4 1 概述 根据工艺要求 拟在电厂区域增设缓冲水池与缓冲水箱 在灰场 区域设置一套冲灰水回用系统 2 4 2 总平面布置 拟在电厂 3 机主厂房以北 纬五路南侧的空地上布置一个占地 12mX10m 120 m2的半地下缓冲水池及一个占地 12mX8m 96m2的地上 式缓冲水箱 32 灰场区域的冲灰水回用系统按如下两个方案进行布置 方案一 沉淀池方案 该方案拟将冲灰水回用系统布置在灰场区域现有灰池东侧的灰 池一号水库上 主要构筑物为两个沉淀池 两个贮渣池 两个吸水 池 建筑物有操作室及变压器室 电气室 加药间 泵房 总占地 面积为 120 mX54m 6480m2 新增两根回水管由灰场新增系统接至电 厂新增缓冲水池和缓冲水箱 总平面布置图见附图十二 方案二 脱水仓方案 脱水仓用地拟布置在灰场区域现有灰池东侧的灰池一号水库上 主要构筑物为两个沉淀池 一个贮水池 一个渣水池及两个脱水仓 建筑物为操作室及变压器室 电气室 加药间 泵房 总占地面积 为 75mX62m 4650m2 新增两根回水管由灰场新增系统接至电厂新增 缓冲水池和缓冲水箱 总平面布置图见附图十三 2 4 3 竖向布置 由于新增冲灰水回用系统用地布置在现有灰池东侧的灰池一号 水库上 因此需要对灰池一号水库西南角进行填方处理 灰场区域 室外地坪标高拟设为吴淞高程系 7 0m 室内地坪标高为 7 5m 电厂 区域室外地坪标高为宝钢高程 4 2m 室内地坪标高 4 7m 2 4 4 运输 新增一条宽度为 10m 的运输道路由新增系统所在场地接至灰场 的规划道路 转弯半径为 15m 2 4 5 主要工程量 新增道路面积计 3700m2 采用沥青混凝土道路 结构为宝钢 B 级 面层厚 7cm 黑色碎石层 6cm 三渣基层厚 50cm 沙砾石垫层 33 厚 15cm 灰场区域需回填土方量 方案一为 33000m3 方案二为 18000m3 2 5 建筑 2 5 1 设计内容及原则 根据工艺要求 配套新建水泵房 变压器室 电气室及操作室 加药间等附属建筑 2 5 1 1 建筑火灾危险性及耐