火电厂发电水耗偏高原因分析及解决措施.pdf

l 8 内 蒙 古 电 力 技 术 l N N E R MO N G O L I A E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 6 年第3 4 卷第5 期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 6 2 1 8 ． 2 0 1 6 ． 0 5 ． 0 3 1 火电厂发电水耗偏高原 因分析及解决措施 罗纯仁 内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公 司， 内蒙古 呼伦贝尔0 2 1 0 2 5 摘要 内蒙古国华呼伦 贝尔发 电有 限公 司2台空冷机组发 电水耗 长期偏 高， 废水无法完 全回收利用。 废水外排既造成水资源浪费， 也易导致环境污染。通过对全厂水平衡及废水回 用开展分析研 究， 实施精处理 高低盐废水分 离改造、 除铁 除锰过滤器反 洗排 水改造等措施 ， 建 立全厂水网在线监测统计 系统， 使公 司发 电水耗 由0 ． 3 2 k g ／ k Wh 降至0 ． 1 6 k s ／ k wh ， 实现 了全厂 各类废水分类、 分质回收利 用， 达到 了降低 生产用水成本的 目的。 关键词 火电厂 ； 发 电水耗 ； 水平衡测试 ； 废水回用； 节水减排 文献标志码 B 中图分类号 T M6 2 1 ； X 7 0 3 ． 1 文章编号 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 6 0 5 0 0 1 8 0 3 C a u s e An a l y s i s a n d C o u n t e r me a s u r e s o f Hi g h e r W a t e r C o n s u mp t i o n i n Th e r ma l Po we r P l a n t LU0 Ch u n r e n I n n e r Mo n g o l i a Gu o ti t l a Hu l u n B u i r P o w e r Ge n e r a t i o n Co ． ， L t d ． ，Hu l U l q B u i r 0 2 1 0 2 5 ，C h i n a Abs t r a c t I n n e r Mo ng o l i a Guo h ua Hu l un Bui r Po we r Ge n e r a t i o n Co ． ， Lt d． 2 s e t s o f a i r - c o o l e d u n i t p o w e r g e n e r a t i o n wa t e r c o s t w a s l o n g - t e r m h i g h ， w a s t e wa t e r c a n n o t b e f u l l y r e c y c l e d ，wa s t e wa t e r e fflu e n t t h a t i s c a u s e d b y w a s t e w a t e r ，b u t a l s o e a s i l y l e a d t o 1 机组概况 内蒙古国华呼伦贝尔发 电有 限公 司 以下简称 全厂设有原水除铁除锰 、 超滤、 反渗透、 离子交换等 水处理系统及凝结水精处理系统 ， 同时设有工业废 水 、 生活污水 、 含煤废水及脱硫废水等废水处理 系 呼伦贝尔公司 一期工程建设2 台6 0 0 M W超临界直 统。根据设计要求， 脱硫废水处理后作为干灰拌湿 接 空 冷 机 组 2台 机 组 分 别 于 2 0 1 0 1 1 2 0和 2 0 1 0 1 2 0 1 投产发电， 设计发电水耗为0 ． 4 1 7 k g ／ k Wh 。 水 消耗 ， 其他各类废水经处理后全部 回用至脱硫工 艺水箱及辅机冷却水系统。 l。收稿 日期]2 0 1 6 - 0 7 1 2 【 作者简介]罗纯仁 1 9 7 5 ， 男， 辽 人， 掣师， 从事电厂化学专业管理及技术监督T作。 2 1 1 6 年第3 4 卷第5 期 罗纯 火} 乜 厂发电水耗偏岛原因分析及解决措施 9 2 存在的问题及原因分析 2 ． 1 存 在 的 问题 目前 国 内外火力发 电厂 直接空冷机组发 电综 合水耗 已经 可以控制在 0 ． 2 k g ／ k Wh以下 ， 基本 呵以 实现废水 全部综合利用 ， 接近废水零排放 。而n 乎伦 尔公司 2 台6 0 0 MW窄冷 J L S F I 投产后 ， 虽然部分废 水可 以实现综 合川用 ， 但 同用量较低 ， 新鲜水耗 量 高 ， 导致全厂发 电水耗一冉居高不下 ， 既造成 水源 浪费 ， 外排水也易造成环境f 亏 染 。机组投产后全厂 发电水耗统计情况如图 l 所示 ． 二 、 0 ． 5 o ． 4 0 ． 3 0 - 2 0 2 0l 1 2 01 2 2 0l 3 2 Ol 4 年份 图 I 机 组投产 后发电水耗统计 2 ． 2 发电水耗偏高原因分析 为了评估 呼伦 贝尔公 司给排水系统 的能效 ， 梳 理给排水 流程 ， 改 变不 合理的刚水方 式 ， 2 0 1 3 年 5 月， 呼伦 贝尔公 司委托西安热 T研究 院有限公刊进 行 r全厂水平衡测试 。测 试结果显示⋯ ， 全厂平均 发电水耗为 0 ． 3 8 k g ／ k Wh ， 节水潜 力较大。发电水耗 偏高原凶分析如下。 2 ． 2 ． 1 全厂 废 水 未全部进 行 回收 利 用 根据初 设要求 ， 呼伦 贝尔公司全厂废水 包括 一 I 业废水 、 生活污水 、 含油废水 、 精处理高盐酸碱废 水等 经 业废水处理装置处理后应全部 回用 至辅 机冷却水系统及脱硫T 艺水系统 ， 但在实际 用过 程 中， 由于 1 业废 水处理装置 不具备除盐功能 ， 酸 碱再生废水 氯离子质量浓度最 高可达 3 0 I 州用 后 ， 造成T业废水 、 辅机冷却水及吸收塔浆液氯离 子质量浓度均有大幅升高 ， m现了吸收塔浆液 氯离 子质量浓度超标 、 浆液含水率高 、 脱硫效率低等 问 题 ， 导致废 水同刚率降低 ， 新鲜水耗量增大 ， 未旧朋 的废水只能外排处理 I ． ． 2 ． 2 ． 2 精 处理 高 、 低盐再生废水 未实现分 类、 分 质 回 用 呼 伦 贝尔公 司精处 理再 生系统采 用 “ 高塔 分 离” 技术进行阴阳树脂分离 ， 再生用酸为盐酸 ， 碱 为 氧氧化钠 。设计时分离塔 、 阴再生罐 和阳再生罐 的 反洗水及冉生高盐酸碱废水没有分 开， 均通过树脂 捕捉器排至地沟 ， 进入精处理废水池 内， 再输送到 机组排水槽 ， 与槽 内其他疏放水混合后排放至 T 废水系统 。 精处理再生一套混床树脂产生高盐废水约 3 0 t ， 占伞厂每天废水产乍艟的3 ％， 此部分酸碱废水氯离 子质嫩浓度 约2 0 ～ 3 0 L ， 与机组排放的其他疏放水 混合后 ， 导致该部分废水水质劣 化， ⋯用至脱硫 1 艺水系统会造成吸收塔浆液氯离子质垃浓度超标 。 2 ． 2 ． 3 原 水 除铁 除 锰 系统 反 洗 排 水 未进 行 回 收 利 用 原水除铁除锰过滤器 的反洗水排至雨水 系统 ， 经 雨水排放泵排至厂 外 ， 既增加 了外排废水鲢 ， 未经处理过的废水％-t t f - 也易造成环境污染。 2 ． 2 ． 4雨 水 、 工 业 废 水 、 生活 污 水收 集 系统 雨 污 未 分 流 雨水 、 工业废水 、 生活污水涮 池通过 2 个溢流 井瓦相联通。正常状态下 ， 溢流井的闸板阀关闭 ， 但 由于全厂酸碱再， 卜 废水排至废水系统 ， 导致溢流 井的闸板阀腐蚀严重 ， 关闭不f 毗。 下雨时 ， 雨水 会从溢流管道流至 活污水渊节池 和T业废 水渊 节池 ， 敛使 _ 1 ‘ 、 l k 废水和， { 三 活污水 中的悬浮物大量增 加 ， 影响出水水质 ； J{ 崩动雨水泵时， 『 l I 于溢流外闸 板 关闭不严 ， 未经处理 的 l L 业废水和生活污水会 串人雨水池 ， 导致外排废水 C O 1 、 氨 氮 、 油类等指标 超标 2 ． 2 ． 5 工 业 废 水 回 用 水 无 法 直 接 向脱 硫 工 艺 水 系 统 补水 呼伦 叭尔公 司处理 后的T、 l 废水经水泵 直接 川至辅机冷却水系统 ， 未设 汁直接向脱硫’ 1 艺水 箱补水的管路 ，脱硫 T艺水箱补充 同用水需要通 过辅机冷却 水排污 系统进行 回用 ， 由于辅机冷却水 具有一定的浓缩倍率 ， 而且需要投J J f 1 阻垢剂和杀菌 剂 ， 辅机冷却水排{ 亏 水直接 回用至脱硫 T艺水箱将 影响吸收塔中的浆液品质。 2 ． 2 ． 6 现有表计无法满足安全生产需要 呼伦贝尔公司地下管 网全部采用直埋式布置 ， f } 1 于地埋管道均为秋冬季施] -、 州填 ， 管材受 沉降 等 【大 l 素的影响 ， 随着运行时间的增 长， 地下管 网泄 漏情 况经常 发生 ， 且尤有 效监视 f段 ， 不易 发现 。 根据全厂水平衡测 试结果 ， 呼伦 贝尔公司缺少给排 水 汁量表计 2 2 块 ， 发现测量精准度差的表计 8 块 ， 现有流髓表 计无法满足公司的安全生产需要 。 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 6 年第3 4 卷第5 朗 3 采取的节水措施 3 ． 1 实施精处理高、 低盐废水分离改造 3 ． 1 ． 1 可 行性试 验 为 了分析不 同水质 、 不同比例的废水 回用至脱 硫工艺水箱对吸收塔浆液 的影响 ， 对 回用至脱硫工 艺水箱 的废水 比例进行 了试验 。在高盐废水未分 离工况下 ， 将废水与工业水按照 4 6的比例向脱硫 1 二 艺水箱 回用 2 0 d ， 在脱硫废水正常排放的条件下 ， 吸收塔浆液氯离子质 量浓度 由 1 1 8 6 9 m g ／ L逐渐上 升至 1 5 0 2 5 mg ／ L ； 当脱 硫 l丁艺水箱 全部使 用废水 后 ， 吸收塔浆液氯离子质量浓度持续 升高 ， 最高达 1 9 7 7 8 m g ／ L 。在高盐废水分离T况下 ， 脱硫工艺水 箱按 4 0 ％、 6 0 ％、 1 0 0 ％的 比例使用废水 进行 补水各 1 5 d ， 最终脱硫工艺水补水 全部使用废水 。经过对 石灰浆液密度 、 氯离子质量浓度 、 石膏含水率 、 脱水 石膏 C a C O ， 质量分数等数据进行试验分析 ， 脱硫 工 艺水箱 全部使用中低盐废水 ， 吸收塔浆液氯离子质 量浓度波动幅度较小 ， 浆液密度约 1 1 2 0 k g ／ m ， 维持 在正常范围， 中低盐废水 的加入并未对脱硫效率造 成影响 ， 脱硫效率仍然高于9 5 ％； 脱硫副产品石膏品 质未发生明显变化 ， 石膏含水率基本保持在 1 0 ％左 右 ， 脱水石膏中C a C O 质量分数 3 ％。由上述分析 可知 ， 试验期 间脱硫塔脱硫效率和石膏品质未出现 明显变化 ， 脱硫设备也未发生明显腐蚀 ， 因此 ， 中低 盐废水全部回用至脱硫工艺水系统是可行 的。 3 ． 1 ． 2改造 方法 为 了将影 响废水 回用 的商盐废水分离出去 ， 必 须实施精处理高 、 低盐废水分离改造。由于精处理 再生过程 中反洗水 、 冲洗水用的是除盐水 ， 水质较 好 ， 因此需根据不 同水质进行分段梯级利用改造。 具体改造方法如下 从 精处理再生分离塔 、 阴再生 塔 、 阳再生塔的排水母管另外接出 1 条排水管道 ， 并 安装 1 套树脂 补集器 ， 与原 排水管道树脂补集器并 联 ， 在 2 条排水管道树脂补集器前各安装 1 道 电动 门， 同时在排水母 管上安装排水电导率仪 ， 将排水 电导率仪与电动 门设置联锁 ， 精处理再生过程中根 据排水 电导率 自动切换 阀门， 实现 高 、 低盐废水 的 自动分离排放 。 将每次再生混床树脂产生的低盐废水 排水 电 导率 3 0 0 S ／ c m时 排放至化学废水池临时储存 ， 通过排水泵排至灰库进行干灰拌湿消耗 ， 实现 了精 处理再生高低盐废水的分类 、 分质回收利用。 3 ． 2 建立全厂水网在线监测统计 系统 呼伦贝尔公司根据全厂水平衡测试 数据 ， 建立 了全厂水 网在线 监测统计 系统 ， 加装计量 表计 2 2 块 ， 更换校验计量表计 8 块。全厂水 网在线监测统 计系统可实现对全厂水系统 主要包括全厂工业水 系统 、 消防水 系统 、 生活水 系统 、 机组补水系统 、 工 业废水 系统 、 生活污水 系统 、 废水 回用系统等 的实 时监控 ， 并将流量测点数据全部上传至生产在线实 时监控 系统 ， 实现 了对全厂给排水系统水流量的在 线实时监测及报警管理 ， 便于运行人员及 时发现地 下管网泄漏等异常现象 ， 有效减少管网泄漏造成的 水源浪费。 4 效果分析 呼伦 贝尔公 司通过对全厂水平衡及废水 回用 的分析研究 ， 实现 了精处理高盐废水分离 ， 高盐废 水用于干灰拌湿消耗 ， 其他 中低盐废 水经收集 、 处 理后直接 回用至机力通风塔和脱硫工艺水箱 ， 真正 实现 了废水 分类 、 分质 综合 回用 。采取 节水措施 前 、 后发 电水耗统计如图2 所示。从 图2 可以看 出， 呼伦 贝尔公 司采取节水措施后 ， 发电水耗 由2 0 1 4 年 的0 ． 3 2 k g ／ k Wh降至 2 0 1 6年的 0 ． 1 6 k g ／ k Wh 月最低 发电水耗降至0 ． 1 k g ／ k Wh ， 降低了5 0 ％， 节水效果 显著。 ．3 5 _3 0 ．2 5 ．2 0 ．1 5 ．1 O ．0 5 ．o o 2 o1 4 2 o1 5 2 o1 5 2 o1 6 改造前 改造后1 4 月 年份 图2 采取节水措施前、 后发电水耗统计 按 照年发电量 5 T wh 计算 ， 电厂每年预计可减 少新鲜水耗量约 8 5 0 k t ， 水费按 3 ． 8 元／ t 计算 ， 每年可 以节约费用 3 2 3 万元 ， 减少外排水量 4 5 3 k t ， 节约排 污费用 约 9 0 ． 6 万元 排 污费按 2 元／ m 计算 ， 经济 、 环保效益显著。 强 - ≈ 一 毒 繁 2 0 1 6 年第3 4 卷第 5 期 赵长江 3 5 0 MW超临界褐煤锅炉掺烧劣质烟煤试验研究 2 5 8 研究各种优化工况下各参数 的控制定值 ； 9 修改规程 、 制度 ， 对运行人员进行培训 。 6 劣质烟煤掺烧及燃烧调整试验结果 京宁热 电在机组整套启动 、 1 6 8 h 试运行及正常 运行期 间 ， 开展 了掺烧烟煤及燃烧调整试 验 ， 同时 对锅炉运行 的安全性做 了相关评价 ， 对锅炉受热面 及烟煤磨煤机性能进行探索。实践证明， 京宁热电 锅炉机组能够大量掺烧劣质烟煤 也能纯烧烟煤 。 烟煤 掺烧试验 的成功 为京 宁热 电燃煤 的多样 性提供 了基础 ， 有效地控制 了燃煤成本 ， 降低 厂用 电率 ， 带来了较大的经济效益 ； 同时降低了排放指 标 ， 解决 了水冷壁 的结焦 问题 ， 提高 了锅炉机组 的 运行安全性 ， 社会效益显著。 7 计划及建议 下一步京宁热 电将加强设备整改治理 ， 使各设 备 、 各系统保持 良好 的运行状态 ； 完善风粉在线 、 燃 烧器 出 口风 速 的监 视手段 ， 评估是 否需要 增加测 点 ； 开展设备或设计问题分析工作 ， 并制订相应的 处理措施 ； 建立健全锅炉燃烧调整项 目组 织体系 ， 应用精 细化管理手段 ， 确保设备能够保持 良好 的运 行状态 ； 积 累运行数据 ， 分析分级燃烧 的规律 、 研究 煤粉细度与燃烧及 N O 的关 系 ， 防止高硫煤 的高温 腐蚀等 ， 深入挖掘机组的潜能。 参考文献 【 1 ]赵晓光， 李士军 ， 汪潮洋 ， 等． 巴威首台国产 3 5 0 MW超临 界锅炉技术特点分析『 J 1 _ 锅炉制造， 2 0 1 2 6 1 - 4 ． [ 2 】徐旭常， 毛健雄， 曾瑞 良， 等． 燃烧理论与燃烧设备【 M 】 ． 北 京 科学出版社， 2 0 0 1 ． 【 3 ]李彦林． 煤粉锅炉积灰结渣试验研究与工程应用[ M] ． 北 京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 1 ． 【 4 ]刘立鹏 ， 张健潇 ， 王义俊 ， 等． 3 3 0 M W循环流化床机组煤 泥掺烧 自动控制系统优化【 J J ． 内蒙古电力技术 ， 2 0 1 6 ， 3 4 2 4 8 5 2 ． [ 4 】戴新， 蔡斌 ， 阿英克 ， 等． 6 0 0 MW机组锅炉掺烧劣质煤热 力特f生 计算分析 内蒙古电力技术， 2 0 1 3 ， 3 1 2 2 3 2 6 ． [ 5 ]张国平． 火力发电厂劣质煤掺烧技术探讨及应用[ J ] ． 陕西 电力 ， 2 0 1 3 ， 4 1 3 8 3 8 5 ． [ 6 】蔡斌 ， 戴新 ， 赵智勇 ， 等． 6 0 0 Mw机组锅炉掺烧多种劣质 煤安全经济性研究及性能优化f J 1 ． 内蒙古 电力技术 ， 2 0 1 2 ， 3 0 5 1 6 2 0 ． [ 7 】谈紫星， 桂 良明， 陈林国， 等． 大型燃煤锅炉混煤掺烧试验 研究【 J ] ． 陕西电力， 2 0 1 5 ， 4 3 1 1 9 7 1 0 0 ． [ 8 ]刘 军． 超临 界 w 火焰锅 炉劣 质无 烟煤燃 烧及 N O 释放 特 性研究【 D 】 ． 郑州 华北水利水电学院， 2 0 1 2 ． 编辑 白永 军 ◇ 一一 一一 一一 一一 一呻 ∞ 一一一 ～一 一一 一 一十 上楼第2 0 页 5 结语 目前 国家 出台“ 水十条” ， 电厂废水“ 零排放” 工 作迫在 眉睫 。呼伦 贝尔公 司实施 的节水 措施仅针 对 现有设备 进行 改造 ， 投 资低 ， 改造 周期短 、 效果 好 ， 且易于实施 、 见效快 ， 可以有效降低发电水耗 ， 减少或避免 外排废水 ， 通过对高 、 低 盐废水 分段梯 级利用 ， 可 以为下一步实现末端废水深度处理及废 水零排放工作奠定基础 。 参考文献 【 1 ]余耀宏 ， 杨永． 内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2 6 0 0 MW机组水平衡试验报告【 R J ． 西安 西安热工研究院有限 公 司， 2 0 1 3 ． [ 2 ]陈泽峰 ， 冯铁玲． 电厂脱 硫废水处理【 J J ． 工业水处 理 ， 2 0 0 6 ． 2 6 3 8 6 8 8 ． [ 3 】柳 杨 ， 刘 德 志． 脱 硫废 水 深度 处 理 方 法 [ J ] ． 电站 系统 工 程 ， 2 0 0 7 ， 2 3 3 4 9 5 0 ． [ 4 】贾佑东， 刘军 ， 刘训峰 ， 等． 热电厂生产废水回用技术研究 应用f J ] ． 钢铁， 2 0 0 6 增刊2 5 9 3 5 9 5 ． 【 5 ]苏颖 ， 马芳， 肖子博． 电厂废水处理及 回用技术的研究进 展 资源节约与环保 ， 2 0 1 6 5 2 6 ， 3 3 ． 编辑 王秀清