馬俊英 （天津天鐵冶金集團(tuán)焦化工有限公司，天津 300301)

鍋爐除塵水系統(tǒng)改造

馬俊英 （天津天鐵冶金集團(tuán)焦化工有限公司，天津 300301)

為解決公司鍋爐除塵水系統(tǒng)出現(xiàn)的外排水量增大，影響外排水質(zhì)問(wèn)題，對(duì)鍋爐除塵水系統(tǒng)進(jìn)行改造。闡述了鍋爐除塵水系統(tǒng)改造工藝和設(shè)備的構(gòu)造及工作原理。通過(guò)增加一臺(tái)灰水分離器和清水管道，實(shí)現(xiàn)了除塵水系統(tǒng)的循環(huán)利用，為公司年節(jié)約用生水約22萬(wàn)t，創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)效益約為年58萬(wàn)元，帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

鍋爐除塵水 灰水分離器 沉淀 過(guò)濾 效益

1 引言

我公司鍋爐除塵水系統(tǒng)從4＃鍋爐投產(chǎn)并連續(xù)運(yùn)行以來(lái)，出現(xiàn)了外排水量增大的問(wèn)題，引起污水系統(tǒng)水位上升，流速降低，在管道中積存大量灰泥，已影響到外排水水質(zhì)。并且因水位上升，在鍋爐區(qū)域地面積水，對(duì)建筑物和環(huán)境造成不良影響，所以亟需對(duì)除塵水系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文對(duì)我公司鍋爐除塵水改造工藝和系統(tǒng)水處理設(shè)備的構(gòu)造，以及通過(guò)此項(xiàng)改造而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益進(jìn)行論述，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了解決辦法。

2 鍋爐除塵水系統(tǒng)改造工藝與主要設(shè)備

2.1 原系統(tǒng)外排水水量增大的原因分析

造成外排水水量增大的原因是4＃鍋爐的水膜除塵器布水系統(tǒng)采用的是DN15塑料穿孔管，如果使用原有沖渣水則易引起管道堵塞，從而影響除塵效果并造成塑料管因無(wú)冷卻水被高溫?zé)煔鉄龘p，所以在投產(chǎn)時(shí)改用中水作為4＃爐的水源。但是4＃鍋爐的除塵水仍排入灰渣池，改變了原有1＃、2＃鍋爐沖渣水和除塵水系統(tǒng)的平衡，引起水池水位抬高而大量外排。外排水量約25 m3/h。

2.2 改造方案

增加一臺(tái)灰水分離器和清水管道，利用原有沖渣泵將沖渣池中未能充分沉淀且含有爐渣和細(xì)灰的水打入灰水分離器，經(jīng)灰水分離器沉淀過(guò)濾后的清水排入清水池，再用清水泵通過(guò)清水管道送入1＃、2＃和4＃鍋爐的水膜除塵器。部分清水還可用于沖灰和放灰水槽（在鍋爐除塵水系統(tǒng)改造中，自行設(shè)計(jì)制作2個(gè)放灰水槽取代了原來(lái)的絞籠，這樣可以節(jié)省使用絞籠而消耗的電費(fèi)與維修費(fèi)用)，灰水分離器的排渣仍進(jìn)入灰渣池，用抓斗抓出。這樣就實(shí)現(xiàn)了除塵水系統(tǒng)的閉路循環(huán)，達(dá)到節(jié)水和減少外排水的目標(biāo)。除塵水系統(tǒng)改造管路示意圖見(jiàn)圖1。

2.3 灰水分離器設(shè)備組成與工作原理

灰水分離器選用宜興市天馬環(huán)保工程有限公司生產(chǎn)的TM-100 t/h全自動(dòng)灰水分離設(shè)備。該設(shè)備是在分析、總結(jié)當(dāng)代凈水方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，將沉淀、過(guò)濾及反沖洗工序集中于一體的先進(jìn)高效設(shè)備。其處理水量100 t/h，被處理灰水濃度可高達(dá)5 000 mg/L，回收清水含懸浮物濃度小于50 mg/L，遠(yuǎn)小于排放標(biāo)準(zhǔn)（200 mg/L)。其具有工藝流程合理、處理效果好、凈水成本低、回收清水率高、占地少、投資省、上馬快、便于管理等特點(diǎn)，是各種燃煤鍋爐水力沖灰渣水的最佳凈化設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，節(jié)約用水，改善環(huán)境。其工作原理如下。

圖1 鍋爐除塵水和系統(tǒng)改造管路示意圖

2.3.1 沉淀區(qū)

沉淀采用斜管沉淀。

由公式E=UA/Q可知，當(dāng)流量（Q)和顆粒沉降速度（u)值一定時(shí)，沉降效率（E)與沉淀池的水平面積（A)成正比，可見(jiàn)采用斜管沉淀可提高沉淀效率。另外，“礬花”在上升過(guò)程中沿著斜管接觸面積逐漸擴(kuò)大，流速減低，有利于固液有效分離，從而縮短了沉淀時(shí)間。集泥采用斗式濃縮，下滑的泥排至污泥濃縮槽，進(jìn)一步進(jìn)行固液分離。排泥采用自動(dòng)排泥，由時(shí)間控制排泥。

2.3.2 全自動(dòng)過(guò)濾區(qū)

過(guò)濾采用重力過(guò)濾，沉淀區(qū)與過(guò)濾區(qū)的清水由高位水箱自然銜接。沉淀區(qū)的清水由高位水箱分配至過(guò)濾區(qū)各個(gè)過(guò)濾小區(qū)，然后通過(guò)濾料對(duì)原水中殘留的懸浮物進(jìn)行截留、吸附，從而達(dá)到進(jìn)一步凈化功能。反洗采用虹吸自動(dòng)反洗，過(guò)濾初期，清潔濾層阻力很小，進(jìn)水與處理水量平衡，但隨著濾料截留雜物越來(lái)越多，進(jìn)水與出水不能平衡，而使多余的存水進(jìn)入虹吸上升管，當(dāng)?shù)竭_(dá)輔助虹吸管時(shí)，抽氣管將虹吸下降管的空氣抽除，從而形成虹吸，使清水自下而上地通過(guò)濾層，對(duì)濾層進(jìn)行反洗。當(dāng)沖洗一段時(shí)間后，虹吸破壞斗的虹吸破壞管進(jìn)氣，從而破壞虹吸，停止反洗[2]。

3 改造后效益分析

鍋爐除塵水系統(tǒng)改造以最低成本獲得最大的效益為原則，成功地引進(jìn)和自行投運(yùn)了灰水分離器并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。經(jīng)改造取得了如下效果：減少了除塵水的外排量，減輕了污水管網(wǎng)壓力，提高了外排污水水質(zhì);減少了污水泵站淤泥量;避免了除塵管道堵塞，保證了除塵器的正常運(yùn)行;減輕了沖渣系統(tǒng)管道的磨損，延長(zhǎng)了沖渣管道的使用壽命。通過(guò)近一年的運(yùn)行，不管是在項(xiàng)目實(shí)施階段，還是投運(yùn)之后，都直接或間接給公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益以及顯著的社會(huì)效益。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益顯著

3.1.1 系統(tǒng)改造后平均每年增加的灰水分離器使用成本

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：新增灰水分離器為靜止設(shè)備，基本不存在機(jī)械磨損、疲勞損壞等隱患，性能穩(wěn)定。設(shè)備運(yùn)行操作簡(jiǎn)便，無(wú)需特殊技術(shù)，對(duì)原人員稍加培訓(xùn)即可掌握，無(wú)需增加維護(hù)人員。按每10年為周期清洗更換部分斜管，清洗、重新篩分濾料計(jì)算，一次性投入維護(hù)、修理費(fèi)估計(jì)3萬(wàn)元，故平均每年3 000元，設(shè)備的低劣化值取維護(hù)、修理費(fèi)用的5%，即150元，并設(shè)設(shè)備每年的劣化增量是均等的，則在靜態(tài)模式下（不考慮時(shí)間價(jià)值)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)使用壽命為：

式中：N——設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命;

P——設(shè)備目前實(shí)際價(jià)值，即系統(tǒng)改造投入的總費(fèi)用16萬(wàn)元;

LN——設(shè)備的凈殘值（假設(shè)為1萬(wàn)元);

λ——設(shè)備的低劣化值。

平均每年的設(shè)備使用成本：

式中，CN——設(shè)備平均每年的使用成本;

C1——設(shè)備使用第一年的運(yùn)行成本。

3.1.2 平均每年節(jié)約的其他設(shè)備使用成本

系統(tǒng)改造后，解決了管道、清水泵堵塞問(wèn)題，減輕了沖渣系統(tǒng)管道的磨損，延長(zhǎng)了沖渣管道的使用壽命，降低了檢修頻率，節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用，另部分清水用于沖灰和放灰水槽（在鍋爐除塵水系統(tǒng)改造中，自行設(shè)計(jì)制作2個(gè)放灰水槽取代了原來(lái)的絞籠，這樣可以節(jié)省因使用絞籠而消耗的電費(fèi)與維修費(fèi)用)。其中單臺(tái)絞籠功率2 kW，改造前每天連續(xù)24 h運(yùn)轉(zhuǎn)，電費(fèi)按0.6元/h計(jì)，所以改造后可節(jié)約使用絞籠而消耗的電費(fèi)為：

3.1.3 年節(jié)約用水的效益

與原改造前相比，將外排水（25 m3/h)全部回收再利用，實(shí)現(xiàn)了除塵水系統(tǒng)的閉路循環(huán)，達(dá)到節(jié)水和減少外排水的目標(biāo)。其中節(jié)約用中水25 m3/h，節(jié)約的中水替代生水全部用于回收車(chē)間循環(huán)水補(bǔ)水，這樣最終節(jié)約生水25 m3/h，年節(jié)約資金約為56.9萬(wàn)元，計(jì)算如下（生水水費(fèi)按2.6元/t計(jì))：

3.2 間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較大

眾所周知，環(huán)保、節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到重視，系統(tǒng)改造后實(shí)現(xiàn)了除塵水系統(tǒng)的閉路循環(huán)，達(dá)到節(jié)水和減少外排水的目標(biāo)，而且解決了管道、清水泵堵塞問(wèn)題，減輕了沖渣系統(tǒng)管道的磨損，延長(zhǎng)了沖渣管道的使用壽命，降低了檢修頻率，確保了運(yùn)行安全，為公司帶來(lái)了巨大的間接效益和較大的社會(huì)效益。

4 設(shè)備運(yùn)行中存在的問(wèn)題和解決辦法

我公司的100 t/h灰水分離器自投用近一年來(lái)，運(yùn)行效果良好，為企業(yè)節(jié)省了大量的用水，減少了外排污水量。但經(jīng)一年來(lái)的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)該設(shè)備仍有不足之處：該設(shè)備的入水管為魚(yú)刺型排列，即一根主管道兩側(cè)共排列12根分管道，其主管及分管上布置若干20 mm小孔用于噴水?dāng)嚢杌以?，達(dá)到排灰渣的效果。但由于灰渣粒度較大，往往超過(guò)20 mm，其小孔很容易被堵，造成灰渣在箱體內(nèi)大量淤積，使其無(wú)法正常工作，嚴(yán)重影響了該設(shè)備的正常運(yùn)行。

解決辦法：將箱體的12根支管引出箱外，增加12個(gè)球閥，以便于在運(yùn)行中定期排渣;箱體兩側(cè)增加500 mm人孔門(mén)各一個(gè)，方便檢查和檢修;增加聚合氯化鋁加藥裝置，投加到沉渣池，對(duì)進(jìn)入灰水分離器的灰水進(jìn)行混凝預(yù)沉;鑒于聚合氯化鋁具有腐蝕性，加藥箱加工為玻璃鋼加藥箱，加藥管道使用ABS管材，JZM-500/0.63計(jì)量泵進(jìn)出口閥座、閥座套改為聚四氟材質(zhì)，閥球改為二氧化鋯材質(zhì);在沉渣箱增加排污（灰渣)口一個(gè)，定期對(duì)箱體底部進(jìn)行排污。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著全球發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入及環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，當(dāng)前工業(yè)廢水進(jìn)入了綜合防治、回收利用及總控制階段。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，廢水治理應(yīng)從治本開(kāi)始，綜合治理，避免二次污染，并盡量做到多回收、多利用，變廢為寶。為此，我公司加大投資力度，積極鼓勵(lì)節(jié)能減排項(xiàng)目的開(kāi)展，其中鍋爐除塵水系統(tǒng)的成功改造為公司年節(jié)約用生水約22萬(wàn)t，創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)效益約為年58萬(wàn)元。作為一家焦化企業(yè)，只有在環(huán)保工作上超前謀劃、超前行動(dòng)，才能為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展增添后勁。今后，我們會(huì)進(jìn)一步推廣節(jié)能減排，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”，努力建設(shè)低碳社會(huì)。

[1]嚴(yán)煦世，范瑾初.給水工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999：294.

[2]嚴(yán)煦世，范瑾初.給水工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999：348-349.

[3]全國(guó)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書(shū)編寫(xiě)委員會(huì).建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007：77-78.

Modification of Boiler Dedusting Water System

Ma Junying

The boiler dudesting water system was modified to solve the problems of discharge water flow rate increase which affected discharge water quality.The paper expounds the structure and working principle of the modified process and equipment of the water system.A dust and water separator and clean water pipeline were added to achieve the cyclic utilization of dedusting water system.Thus,approximate 220,000 t water was saved annually,converted to about 580,000 RMB,which brought big economic and social benefit.

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（收稿 2011－06－15 責(zé)編 崔建華)

馬俊英，工程師，2002年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院給排水專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在天津天鐵煉焦化工有限公司動(dòng)力車(chē)間工作。