利用矿井水降低运行成本

1 利用矿井水降低循环水系统的运行成本利用矿井水降低循环水系统的运行成本 山东华聚能源济二分公司 徐学智 272072 摘要 火电厂循环冷却水量较大 占整个火电厂用水的 90 节水任务比较重 矿井水有着 低硬度 高碱度 水量大的特点 对于有条件的坑口电厂 完全可以将简单处理过的矿井水作循 环冷却水的补充水 针对矿井水的特点采用在线浊度自动控制 机械纤维过滤 配合加酸处理和 水稳剂处理 可以控制较高的浓缩倍率 达到节水效果 更高要求可用弱酸阳床处理矿井水作为 补水 则节水效果更好 关键词 火电厂关键词 火电厂 循环冷却水循环冷却水 矿井水矿井水 在线浊度仪在线浊度仪 弱酸阳床弱酸阳床 节水节水 1 简述简述 山东华聚能源公司济二分公司 济宁二号井热电厂 属于典型的坑口综合利用型自备电厂 厂区紧靠二号井煤矿 设计装机容量为 3 12MW 目前投产两台机组 循环水系统采用两座双曲 线型凉水塔 循环水补水采用地下深井水 由于循环水系统用水占整个电厂 90 的用水量 随着 水资源的减少 地下水水价逐步攀升 高耗水的循环水系统给热电厂的经济成本控制带来负面影 响 同时 二号矿在日常的生产中 每日从地下约 600 米的巷道内提出大量的矿井废水 矿井水 此种水来自地下深处 硬度较低 碱度较高 矿化度高 另外在矿井生产中有大量的污水混杂其 中 使得矿井水浊度较高 不清澈 经简单沉淀过滤处理后只能用于全矿环卫撒水 冲厕用水 绿化用水等 但这些项目用水量比较小 据了解目前二号井矿井水每天的余量大约在 2500 m3 3500 m3 这些富裕水只能作为废水排放掉 为此二号井需要向当地的环保部门支付一定的排 污费 我们通过对矿井水的水质分析和深井水的水质对比 认为完全可以利用经简单处理后的矿 井水作为循环水的补水 降低火电厂地下水的开采量 降低循环水系统的运行成本 同时减少二 号井的废水排放量 节约排污费 达到 双赢 的效果 2 水质分析水质分析 2 1 我们分别查阅水质报告 对比分析了矿井水与地下水的主要特点 表济二矿矿井水水质分析报告 主要指标 2 项目数值项目数值 总硬度 138 1mg L 1总碱度 616 6 mg L 1 氯化物 74 1 mg L 1暂时硬度 102 1 mg L 1 硫酸盐 202 1 mg L 1永久硬度 36 0 mg L 1 CO32 43 6 mg L 1矿化度 816 1 mg L 1 HCO3 722 2 mg L 1PH8 45 耗氧量3 55菌落总数 4 4 103个 ml 表济二分公司 2 水源井 目前主供循环水系统 水质分析报告 主要指标 项目数值项目数值 总硬度 334 3mg L 1总碱度 247 6 mg L 1 氯化物 55 7mg L 1暂时硬度 224 2 mg L 1 硫酸盐 72 5mg L 1永久硬度 110 1mg L 1 CO32 3 64mg L 1矿化度 676 5 HCO3 403 0 mg L 1PH7 75 电导率830 s cm菌落总数 1 2 2 对比分析 从表一 表二可以看出矿井水与济二分公司地下水水质比较接近 只是矿井水硬度 较低 碱度较大 PH 值较高 矿化度高 菌落总数较大 需对这些问题进行处理 使之指标接 近地下水或优于地下水 3 可行性分析可行性分析 3 1 利用矿井水的可行性分析 1 目前济二电厂循环水系统补水为一炉一机 1000m3 d 左右 两炉两机 20003 d 25003 d 另 外调查得知二号矿矿井水系统基本改造完毕 处理后的矿井水余量一般每天在 2500m3左右 最 3 高时达到 3500m3 完全可以满足电厂循环水冷却水系统的正常补水需要 正常补水若采用矿井水 则完全够用 但仍要考虑节约 减少不必要排污 杜绝跑 冒 滴 漏现象 对矿井水也要节约 使用 若将循环水耗水从地下水提水量中去除 每月度可节约 6 万 m3 7 5 万 m3 地下水 节水规 模比较大 2 由于目前矿井水中硬度较低 使循环水中钙镁离子浓缩速度变慢 可以防止水中碳酸盐类 浓缩而过早析出结垢 可以提高浓缩倍率 减少耗水 3 对于矿井水中碱度较高 矿化度较高的问题 完全可以采用化学方法进行除碱 降低 HCO3 含量 降低水中碳酸盐含量 确保循环水系统不结垢 保证冷凝器真空稳定 运行平稳 减 少机械和化学清洗次数 降低运行成本 3 2 综合以上分析 利用矿井水作为循环水系统补水完全可行 并且节水空间比较大 节水效果 明显 4 目前循环水系统运行分析目前循环水系统运行分析 4 1 目前循环水系统耗水量较大 运行成本较高 通过下表分析主要的影响因素及其产生的后 果 序号影响因素产生后果 1未使用处理后的矿井水造成地下水开采量加大 2地下水水价上调上调水价 引起运行成本提高 3化水弱酸阳床一直未投入运行 由于阳床树脂问题一直停用 未能对循环水补 水进行处理 造成只能在低浓缩倍率下运行 补水量加大 4 凝汽器等处因真空降低负荷降低 需要清洗 由于循环水系统不正常造成凝汽器清洗产生费 用 影响生产 增加运行成本 5 各种轴承冷却及射水器用水一直 未回收利用 部分冷却水未能及时回收 造成循环水补水量 加大 6排污系统不正常 由于冷却水排放不稳定造成排污不固定 不稳 定 7加药系统未完善原有加药系统报废 造成加药不均匀 不连续 8加酸调节碱度未曾设计 造成运行中碱度较高 增加结垢系数 启用矿 井水后需增设加酸设施调节碱度 4 9 输煤 消防 灰库系统用水量较 高 正常消耗较多 另外跑冒滴漏现象存在 4 2 从上表可以看出 造成循环水系统运行成本高的主要原因是 未采用矿井水补水 使地下水开 采量加大 加上地下水涨价 循环水加药系统不完善造成加药量波动较大 未增设加酸设施 输 煤 灰库及消防用水较多等 5 实施利用矿井水实施利用矿井水 5 1 针对以上的影响因素 我们经过反复论证 并经厂同意分别采取相应的方法处理 序 号 影响因素解决办法目 标措施 1 未使用处理后 的矿井水 铺设管路引入 矿井水 用水稳定 铺设专用供水管路 装设在线浊 度仪 电动阀门 电磁流量计确 保水质合格 2 加药系统未完 善 改造加药系统 加药稳定均匀 连续 完善加药系统 采用 PVC 自流式 管路 并考虑防冻处理 3 加酸调节碱度 未曾设计 设计方案 尽 快实施 调节碱度适宜 PH 合格 在凉水塔和吸水井处增设酸罐连 续均匀加酸 4 输煤 消防 灰库系统用水 量较高 加大化水车间 回收水复用 节约用水 重复使用 化水车间建设回收水池 改造灰 库 输煤系统用水 5 2 方案实施 1 铺设专用管路 并同二号井环保中心协商 专门增设供水泵向电厂供水 在线浊度仪 电磁 流量计 电动阀们安装调试完毕 矿井水系统可以投入试运行 日供水量在 1500 m3 2000 m3 供水浊度控制在 5 以下 正常运行一般浊度在 1 以下 2 循环水加药系统已改为 PVC 管路 利用自流式实现均匀 连续加药 使水质稳定剂稳定 浓 度适宜 考虑冬季天冷管路冻结问题 又将管路移至室内 并同暖气并列走管 作为伴热装 置 3 由于矿井水碱度较高 在循环水浓缩运行中很容易使碳酸钙过饱和析出结垢 为降低其碱度 5 特设计加酸装置 即在吸水井处砌一高台 将酸罐放置其上 通过不锈钢钢管引入吸水井和 凉水塔水池 通过实验确定其阀门开度 调节循环水碱度 控制其 PH 值 确保系统不结垢 4 输煤系统和灰库排灰系统每日耗水量较高 其水源利用消防水 为减少用水 特在化水车间 西北角修建一座 200m3回收水池 增设两台供水泵 并同原灰库和输煤系统供水管路合茬 利用化水日常排放的无污染废水用于灰库粉尘加湿机和输煤系统及周遍环境冲洗等 5 3 工艺流程 工艺流程 二号矿环保中心矿井水池 专用供水泵 电磁流量计 在线浊度仪 联控电动 阀门 化水室外循环水供水母管合茬 高效纤维过滤器 弱酸阳离子交换器 除二氧化碳器 热 网补水池 循环水吸水井 5 4 工艺说明 针对矿井水的特点采用在线浊度自动控制 机械纤维过滤 配合加酸处理和水稳 剂处理 可以将浓缩倍率提高到 3 达到节水效果 若启用弱酸阳离子交换器处理矿井水 则循 环水的浓缩倍率可以提高到 5 以上 但弱酸阳床的再生酸耗比较大 酸性废水排放较多 运行成 本并没有明显降低 因而目前暂时未用 但已列入长远计划 6 效益分析效益分析 6 1 目前循环水系统两炉两机小时补水量在 90m3 h 左右 全天在 2000 m3左右 地下水价 0 65 元 m3 矿井水 0 2 元 m3 初步定价 一年按 300 天运行计算 1 全部地下水补水 循环水系统 全年水费 0 65 元 m3 2000 m3 300 天 年 39 万元 2 全部矿井水补水 循环水系统 全年水费 0 2 元 m3 2000m3 300 天 年 12 万元 3 考虑冷却系统稳定安全运行 若采用地下水 矿井水 1 3 比例进行补水 全年水费 地下水补水费 矿井水补水费 0 65 元 m3 2000 m3 300 天 年 1 4 0 2 元 m3 2000 m3 300 天 年 3 4 9 75 万 9 万 18 75 万元 6 2 结论 1 循环水系统全补地下水仅水费一项每年达 39 万元左右 若全年全部采用矿井水进行补水则 水费为 12 万元左右 加上全年硫酸消耗估计在 3 万元左右 共计 15 万元 一年可节约 24 万元左右 2 若采用