摘 要:通过对水资源缺乏的阐述,对火电厂水务现状以及节水方面存在的问题进行剖析,对存在的问题进行大胆设想改进,提高废水回收利用,达到节能减排的效果。
关键词:水资源;节水;节水潜力
水资源匮乏是我国面临的严峻问题,又是不可代替的重要自然资源,随着近几年火电装机容量的迅猛增长,节水和环境问题也显得更加突出,这已成为电力工业可持续发展的主要制约因素之一,火电厂作为用水大户,节约用水不但与企业的利益息息相关,而且有深远的社会意义,节水工作是火电厂的一项系统工程,从火电厂目前水现状来看,水资源浪费还普遍存在,从电厂化学角度来说如:循环冷却水处理系统,凝结水精除盐系统,锅炉补给水处理系统,汽水取样系统等,如果合理的设计及调整运行方式节水效果将明显改善,下面就减少废水排放和废水再利用的问题进行一下阐述。
1 循环冷却水系统的节水
1.1 提高循环冷却水的浓缩倍率,降低循环排污水量
1.采用合适的循环水处理工艺
循环冷却水系统的耗水量在电厂用水总量中占据了很大的比例,而湿式冷却塔的蒸发损失又是循环冷却水系统各项水损失中最大的一项,是电厂节水工作的重中之重。循环水系统节水工作的开展不仅可以节约大量的水资源,而且能够减少污水排放量,保护环境,对于循环冷却型电厂,无论是干除灰还是湿除灰,浓缩倍率都是全厂节水的核心,也是决定发电水耗高低的最关键参数,在循环水系统运行过程中,采用合理的循环水处理工艺,可以提高循环冷却水浓缩倍率,减少循环水的排污量,取得良好的节水效果。如某电厂2×600MW设计蒸发损失PZ=1.4%,风吹损失PF=0.1%,循环水量12.6×104t/h,则浓缩倍率与节水的关系计算结果列于表1中。
从表1可以看出浓缩倍率的提高, 节水量就提高,合适的浓缩倍率能够达到事半功倍的效果,一般开式循环冷却系统的浓缩倍率宜控制在4-6。此外,过高的浓缩倍率,会造成循环水质恶化,易发生结垢和腐蚀故障。
2.循环水补充水的处理
为了使循环冷却水系统在较高的浓缩倍率情况下运行,除了对循环冷却水处理外还应对其补充水进行处理,,常采用的处理方法有石灰处理法、弱酸氢离子交换法、钠离子交换法和反渗透法等。
1.2 冷却塔排污水的利用
在火电厂废水组成中,循环排污冷水占绝大部分,因此充分利用循环冷却排污水是火电厂减少新鲜取水量和实现低污水量排放的有效途径。循环冷却排污水可以用作锅炉补给水系统水源、湿法烟气脱硫的工艺补充水以及输煤和除渣系统的补充水。
1.排污水处理后作为锅炉补给水
将电厂循环冷却排污水作为锅炉补给水水源是较好的节水途径,由于循环冷却排污水的含盐量往往比补充水的含盐量高2-5倍,将含盐量较高的水作为锅炉补给水的水源,采用RO技术是比较好的选择之一,膜分离技术由于其高效、环保、占地少、能耗低、高自动化、维护方便等诸多优势,此技术正适用于循环冷却排污水的预除盐系统中。
2.排污水用于脱硫系统
当冷却塔排污水盐浓度较低时,在不影响脱硫系统和脱硫废水处理系统的正常运行情况下,可以将冷却塔排污水直接用于电厂的脱硫工艺水,节水效果将十分明显。
2 水汽循环系统的节水
在火电厂中,水汽系统的给水处理方式和凝结水精处理运行方式的选择直接影响机组除盐水的消耗量,从而直接影响到机组补水率的高低。
2.1 给水处理方式
目前给水采用OT处理的最少,AVT(R)的最多,对于中性加氧处理的机组,给水PH控制在7.0-8.0,则凝结水混床的氢型运行周期将更长,另外OT处理的机组启动后汽水品质合格时间较AVT短,机组冲洗时间大为缩短,这可以节约大量的除盐水。
2.2 凝结水精除盐运行方式
在机组的补水量中,减少过滤器的反洗次数,减少树脂再生过程中的交叉污染,提高树脂再生度,提高树脂输送中彻底性等可以延长凝结水精除盐的运行周期从而降低凝结水精除盐系统的除盐水用量。凝结水的精除盐装置的氨化运行相对氢型运行而言,具有明显的经济和社会效益。
3 离子交换除盐系统的节水
离子交换系统在运行、再生过程中部分操作中的排水可以直接回收利用,无需排至中和池作为废水进行处理。运行时的正洗排水可以直接回收,再生时的反洗用水(包括小反洗和大反洗)。静置防水、预喷射、进酸碱、置换、小正洗和正洗等操作也可以直接回收利用无需排至中和池。
4 凝结水精除盐系统节水
凝结水精除盐的再生和反洗过程中产生大量的废水,如果将操作中(树脂的输送、反洗、漂洗、混合等)产生的排水都回收起来,这部分排水可直接回收到锅炉补给水系统或作为循环冷却水的补充水,以再生一次约耗150吨为例,如可以回收利用的排水约80吨,则再生两次可回收的排水为160吨,每年至少可回收利用的排水约7680吨。
5 采用膜法水处理系统节水
常规的一级除盐系统再生频繁,再生中会产生大量的废水和消耗大量的除盐水,如在除盐系统前期加反渗透装置,由于反渗透设备的高脱盐率,反渗透产水的电导率较低,一级除盐装置的周期大为延长,则整个除盐系统的再生废液将大大降低,同时也节约了大量的除盐水.
6 各种水汽取样排水的回收
对于汽水监督中的长流状态的水样进行回收,这些样水随主厂房的各种排水一起排入机组排水槽,在进入工业废水处理,对于装机容量为2×600MW的电厂,主厂房水汽集中取样约有60路,样水流量:每路500ml/min,则每个通道每年(实际按5000小时计算)排走的样水:0.5L/min×60min×5000h=150000L/年=150t/年:取样架60个通道每年约排走样水;150t/年×60=9000吨/年,由于主厂房化学水汽取样,每年将有约九千吨的水被白白排掉,如能回收利用这些样水,节水效果将大大提高。
7 过滤器运行、反洗排水的回收
目前过滤器运行、反洗排水大都进入中和池内集中处理,存在一种浪费。如将其回收到一个专门的池内利用其清水,这将会降低新鲜水的取用量,同时也减少了废水的排放量。
8 结论
火电厂用水量大,系统复杂,节水工作必须系统地,坚持开源节流的方针及时采取新工艺,新技术,完善技术改造,采用一水多用、废水回收、循环利用等工艺强化运行调整,就能大幅度的减少生产用水和生活用水,缓解水资源短缺所造成的压力。只有不断挖掘潜力,才能做到合理用水、减少排水对环境的污染,建立节水措施防止人为浪费现象发生,使企业实现可持续发展的要求。
参考文献
1.《反渗透水处理技术》
2.《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T 5068-2006