莫海軍(山東鋼鐵股份萊蕪分公司能源動(dòng)力廠,山東 萊蕪 271104)
電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
莫海軍
(山東鋼鐵股份萊蕪分公司能源動(dòng)力廠,山東 萊蕪 271104)
主要研究電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),從取消重復(fù)設(shè)計(jì)以及其他優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面,給出了一系列電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,能夠顯著減少電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的設(shè)備投資和占地,同時(shí)有效解決電廠的酸堿污染問題。
電廠;化學(xué)水;處理
傳統(tǒng)的電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)造價(jià)偏高,自動(dòng)化控制水平難以滿足化學(xué)水處理的要求,處理效率不高,存在著系統(tǒng)重復(fù)設(shè)置的問題,而隨著電廠技術(shù)水平的發(fā)展,機(jī)組的自動(dòng)化控制程度越來越高,無需重復(fù)設(shè)置不同專業(yè)的相同系統(tǒng),因此有必要對(duì)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.1壓縮空氣系統(tǒng)
電廠的除灰系統(tǒng)、鍋爐受熱面吹灰、熱力系統(tǒng)檢修、水處理投料、混脂、機(jī)務(wù)等環(huán)節(jié)的氣動(dòng)閥門與儀表都需要用到壓縮空氣。現(xiàn)階段,一些大型電廠仍然保留了多個(gè)壓縮空氣站,存在著一定的設(shè)備冗余和資源浪費(fèi)。一個(gè)2x600MW機(jī)組兩臺(tái)電除塵器之間就需要配置5臺(tái)31m3/min的0.8MPa壓縮空氣機(jī)輸灰4運(yùn)1備,另設(shè)置2臺(tái)互為備用的凈化壓縮空氣機(jī)用于除灰氣動(dòng)閥。一個(gè)機(jī)爐系統(tǒng)空氣壓縮站占地面積20mx20m。化學(xué)水處理系統(tǒng)也需要在水處理車間設(shè)置獨(dú)立的10mx8m空氣壓縮站,兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)互為備用,再加兩臺(tái)空氣凈化裝置,用于混脂以及氣動(dòng)閥門。為不同的系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立空氣壓縮站會(huì)占用過多的面積,而且設(shè)備數(shù)量大,投資成本高,維護(hù)工作也更加困難。
因此為了方便維護(hù)工作,節(jié)省占地面積和建設(shè)成本,選擇集中壓縮空氣站的方式,根據(jù)電廠平面布置情況和配電情況選擇可壓縮空氣站設(shè)備和位置。電廠內(nèi)所有系統(tǒng)至少需要4臺(tái)空氣壓縮機(jī)3運(yùn)1備,配套3臺(tái)空氣進(jìn)化裝置,減少了設(shè)備數(shù)量,同時(shí)顯著減小了占地面積,使得電廠內(nèi)布局更加緊湊。
1.2清水箱泵設(shè)計(jì)優(yōu)化
電廠凈水站需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的化學(xué)水池和水泵,而與此同時(shí)化水車間需要配置清水泵和清水箱,混凝澄清后的水泵送入化學(xué)水池之后,化學(xué)水泵再將水送入清水池,清水池水泵將水送入鹽水系統(tǒng),整個(gè)水處理流程比較繁瑣,出現(xiàn)了較多的設(shè)備重復(fù)和浪費(fèi)。因此可以對(duì)清水箱泵進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,混凝后凈水直接送入化學(xué)水池,清水泵直接將水送入除鹽系統(tǒng),無需設(shè)置清水池,將清水泵設(shè)置在化學(xué)水池旁,跳過清水池輸送環(huán)節(jié),根據(jù)化學(xué)水處理需求設(shè)置揚(yáng)程、流量、以及控制連鎖條件。一臺(tái)2x600MW機(jī)組采用這種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,能夠減少一個(gè)300m3鋼水箱和對(duì)100m3/h、0.3MPa化學(xué)水泵,而且清水箱由化學(xué)水池代替,可調(diào)節(jié)容積更大,運(yùn)行可靠性也得到了進(jìn)一步改善。
1.3除鹽/廢水處理系統(tǒng)
傳統(tǒng)的電廠水處理系統(tǒng)分別設(shè)置了除鹽水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng),存在著很多同類設(shè)備重復(fù),增加了設(shè)備投入,不利于設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)工作,占地面積也更大。因此可以通過對(duì)水處理工藝的優(yōu)化調(diào)整實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的合并,減少重復(fù)設(shè)備。
1.3.1中和池與廢水池合并
除鹽系統(tǒng)中有酸堿再生廢水中和池,經(jīng)酸堿再生中和處理后的廢水由中和泵輸送至工業(yè)廢水處理池。實(shí)際上中和池和中和泵可以直接取消,將酸堿再生廢水排入廢水溝,直接自流至廢水池,使用廢水池作為除鹽系統(tǒng)的中和池,能夠獲得更大的調(diào)節(jié)容量,節(jié)省了廢水池和廢水輸送泵的投資。
1.3.2酸堿庫(kù)合并
除鹽系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)都設(shè)置有酸堿庫(kù),分別用于離子交換和廢水中和。兩個(gè)酸堿庫(kù)何以合并,能夠減少酸堿庫(kù)建設(shè)數(shù)量,同時(shí)有效控制電廠的酸堿污染,運(yùn)行管理工作也得到了進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
2.1取消酸堿計(jì)量箱
電廠酸堿再生系統(tǒng)設(shè)置的酸堿計(jì)量箱目的是為了進(jìn)行離子交換器酸堿再生測(cè)量,而科學(xué)技術(shù)水平迅速發(fā)展,酸堿計(jì)量?jī)x表的精度和控制水平越來越高,直接在噴射出口設(shè)置濃度計(jì),將酸堿流量計(jì)安裝在噴射出口,從而更加準(zhǔn)確的計(jì)量酸堿量,無需再專門設(shè)置酸堿計(jì)量箱。
如果電廠的酸堿再生系統(tǒng)設(shè)置了酸堿計(jì)量箱,那么為了使酸堿貯存罐內(nèi)的酸堿能夠順利通過酸堿計(jì)量箱,戶外酸堿貯存箱需要選擇高處布置,并且需要設(shè)置配套的酸堿泵與酸堿罐,酸堿儲(chǔ)存罐的遮陽棚高度也隨之增加,而取消了酸堿計(jì)量箱,就無需設(shè)置這些配套設(shè)施,遮陽棚高度也可以適當(dāng)降低,并且酸堿再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更加清晰直觀。
2.2凝結(jié)水精處理系統(tǒng)再生裝置轉(zhuǎn)移到除鹽水處理車間
超高壓發(fā)電機(jī)組往往設(shè)置了凝結(jié)水中壓混床處理系統(tǒng),并將混床再生裝置設(shè)置在主機(jī)房?jī)?nèi),和主機(jī)防酸堿庫(kù)、機(jī)組排水槽設(shè)置在一起,導(dǎo)致主廠房?jī)?nèi)空間狹窄,也給主廠房帶來了酸堿污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此可以轉(zhuǎn)移再生裝置到除鹽水處理車間,混床再生與除鹽水處理車間共用酸堿系統(tǒng),從而減少了系統(tǒng)重復(fù)和占地,運(yùn)行管理工作也更加方便,而且有效解決了主廠房?jī)?nèi)的酸堿污染。
2.3合并熱力系統(tǒng)補(bǔ)水箱與化學(xué)除鹽水箱
電廠水處理系統(tǒng)車間內(nèi)有專用除鹽水箱,而主機(jī)房機(jī)組需要一臺(tái)凝結(jié)水補(bǔ)給箱,除鹽水泵將化學(xué)水處理系統(tǒng)的除鹽水運(yùn)送到主廠房,送入凝結(jié)水補(bǔ)給箱,機(jī)組正常運(yùn)行中,凝結(jié)水補(bǔ)給箱給凝汽器提供水,同時(shí)負(fù)責(zé)熱井高水位回水的回收。根據(jù)電廠的平面分布,可以取消主廠房的凝結(jié)水箱,將除鹽水箱和補(bǔ)水箱合并到水處理車間,從而增加機(jī)組熱力系統(tǒng)補(bǔ)水箱的容量,并且節(jié)省了一套補(bǔ)水箱、水泵,但是要注意該方案對(duì)電廠總體布置方案的要求比較高。
電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)大部分輔助系統(tǒng)和其他專業(yè)存在著一定的重疊,通過設(shè)計(jì)優(yōu)化減少重復(fù)能夠有效降低設(shè)備投入,方便進(jìn)行集中管理和維護(hù),提高電廠生產(chǎn)的綜合效應(yīng),實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[1]原銘良,宗學(xué)軍,何戡,常江,孫昂.電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)控制研究[J].自動(dòng)化與信息工程,2012(04).
[2]楊水養(yǎng).論電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技資訊,2013(04).
[3]王雪晴,李寧.基于LabVIEW的電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].平頂山學(xué)院學(xué)報(bào),2013(02).
10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.164