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、定量計算分析，查清電廠用水狀況，實事求是 的評價電廠的用水水平，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 排水收費制度(水資源

2、費、排水費、超標費)等各項政策、法規(guī)的逐步實施，對火電廠用、排水量和 水質(zhì)都有嚴格的指標限制，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)計裝機 4X 36併2X 600MW 是重慶電網(wǎng)的重要電源點之一。電廠一、二期工程安 裝4X 360MW亞臨界機組，配套法國阿爾斯通發(fā)電機組，分別于1992年和1998年建成并投入運行，機組全部配套三菱公司的石灰石/石膏煙氣脫硫設(shè)備。電廠重視貫徹落實國家相關(guān)政策，把企業(yè)的節(jié)能、 環(huán)境保護、電廠水務(wù)管理放到重要的位置上，堅持對電廠用、排水系統(tǒng)進行技術(shù)改造，提高電廠水務(wù) 管理水平和運行水平，合理利用水資源，取得了良好的經(jīng)濟效益、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、汽輪機凝汽器、鍋 爐定排擴容器、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）汽輪機凝汽器采用直流冷卻。 汽輪機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)泵升壓后進入預(yù)處理原水進水管補充原水，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、脫硫增壓風機、氧化風機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)實際用水總量自動控制全廠進水量。（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M 33- 襁水W %181 江 長13

7、0.O7412812248377序號目 項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)狀評價及節(jié)水分析全廠工業(yè)用水量1728 m3/h,裝機取水率0.23 m3/s.GW（不含脫硫），實際發(fā)電用水率0.95kg/KWh。 可以看出電廠主要用水指標單位裝機取水率、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 耗水先進水平相比尚有較大的差距（見下表）。指標現(xiàn)狀值國內(nèi)先進值國標定額值國外先進值蒸發(fā)/總水耗（）

8、38.2-99.50外排/總水耗（） 61.8-0裝機取水率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)計時采用了一些節(jié)水措施，如輔助機械閉式循環(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)計時期國家水資源政策、用水技術(shù)水平和自身用、排水運行機制 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、需要進一步加強節(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)用水運行機制是符合設(shè)計要求 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值的的主要原因。為 了節(jié)水、達到國家定額指標要求，必須進行除灰系統(tǒng)進行改造，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)計要求，用水合理。但部分工業(yè)冷卻水沒有按設(shè)計方案回收利用，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鍋爐補給水測試期間，鍋爐補水80.8 m3/h,鍋爐補水率2.05% （包括脫硫用汽），扣除脫硫用汽，鍋爐補水率 為1.45 %，略低于行業(yè)規(guī)定值（小于 1.5%）。鍋爐補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)計在 蒸汽加熱運行一段時間后，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?？鄢齀II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。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)計沒有統(tǒng)一考慮、兩期工程相對獨立，節(jié)水工作 相對分散，沒有貫徹實施全廠性水務(wù)管理，實現(xiàn)全廠節(jié)水工作總體運作和既有的節(jié)水措施不適應(yīng)目前 的運行現(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)計為粉煤灰干收濕排，爐底渣經(jīng)撈渣機進入渣倉，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)計灰漿量350 m3/h，II期設(shè)計灰漿量為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、制漿機制成灰漿后，再進入灰漿池。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)相互獨立，不能實現(xiàn)統(tǒng)一輸送，即使單獨的灰漿輸送系統(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 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)實現(xiàn)自動控制，達到穩(wěn)定運行，節(jié)約用水的目的。對I期除灰用水進行調(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期機組設(shè)置有獨立外除灰系統(tǒng)、粉煤灰

16、干輸灰系統(tǒng)運行情況良好和粉煤灰綜合利用率高的特點，對除灰系統(tǒng)和運行方式實施改造和調(diào)整，實現(xiàn)兩期外除灰聯(lián)合運行一一全廠灰漿從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。改造后的運行方式為：I期外除灰系統(tǒng)多級灰漿泵解列為 12級運行，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)?；II期外除灰維持現(xiàn)有運行方式。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，恢復(fù)目前I期外除灰運行方式。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)南方電廠運行經(jīng)驗和珞璜電廠灰場處于喀斯特地形上的特點，平均水損失為300 m3/h左右。在一般的運行條件下，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，達到國家定額標準是非常必要的?；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\行方式：灰水經(jīng)回收水泵升壓后進入灰漿管道，輸送到廠區(qū)除灰水池，供沖灰渣使用。 當聯(lián)合輸灰系統(tǒng)故障，需要同時啟用

18、兩套外除灰系統(tǒng)（灰漿管）或灰漿管檢修時，臨時解列灰水回收 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)整和改造對氧化風機、增壓風機冷卻水量進行調(diào)整，將用水調(diào)整到一個最佳值，既滿足風機運行要求，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 到凝結(jié)水水質(zhì)要求的條件下，回收至凝汽器。（3）部分輔機清潔水回收主要指儀用空壓機和部分羅茨風機冷卻水回收。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， 補充工業(yè)水。（3） 灰漿泵軸封水箱水源改為回收灰水。回收灰水在進入軸封水箱前須經(jīng)過砂濾器過濾處理，其 懸浮物指標應(yīng)符合工業(yè)冷卻水水質(zhì)指標。4