崔基偉，劉炳偉，徐秀萍

(國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100095)

為保證電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)工藝合理、技術(shù)先進，實現(xiàn)安全、經(jīng)濟運行，滿足環(huán)保要求，以合理的投資獲得最大的綜合經(jīng)濟效益，選擇一個技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的鍋爐補給水處理系統(tǒng)至關(guān)重要。

1 建設(shè)規(guī)模及水源

本文涉及工程為建設(shè)3×130 t/h循環(huán)流化床鍋爐和2×12 MW燃煤背壓熱電聯(lián)產(chǎn)機組。

鍋爐補給水水源采用循環(huán)水排污水，采暖季接自輔機循環(huán)冷卻水回水管道，溫度約為15℃，非采暖季接自機輔機循環(huán)冷卻水供水管道，因此無需設(shè)置生水加熱器，減小了設(shè)備投資和蒸汽用汽損失。同時降低了循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，改善了循環(huán)水的運行工況，提高了水資源的梯級使用率，節(jié)約了用水，減少了污水排放量。

水質(zhì)特點為含鹽量：～1200 mg/L、耗氧量、懸浮物和硅的含量較低。

2 鍋爐補給水處理系統(tǒng)選擇

2.1 系統(tǒng)出力

機組各項水汽損失見表1和表2。

表1 采暖季機組各項正常汽水損失

表2 非采暖季機組各項正常汽水損失

根據(jù)表1和表2，機組在采暖季的汽水損失大于非采暖季的汽水損失，故鍋爐補給水處理系統(tǒng)出力按采暖季機組汽水損失137 t/h設(shè)計；采暖季閉式熱水網(wǎng)補充水按20 t/h設(shè)計；全廠工業(yè)水用量按30 t/h設(shè)計。

2.2 系統(tǒng)選擇

根據(jù)原水水質(zhì)、循環(huán)水運行工況及機組對給水品質(zhì)的要求，本期鍋爐補給水處理系統(tǒng)擬選擇以下兩個方案進行比選：

方案一：混凝澄清+超濾+反滲透+一級除鹽+混床處理工藝；閉式熱水網(wǎng)補充水擬采用經(jīng)加堿調(diào)pH后的反滲透出水；工業(yè)用水擬采用機械攪拌澄清池出水。

熱網(wǎng)補充水處理系統(tǒng)、工業(yè)水處理系統(tǒng)與鍋爐補給水處理系統(tǒng)合并設(shè)計。簡要工藝流程如下：

循環(huán)水排污水→機械攪拌澄清池→清水池→超濾給水泵→超濾裝置→超濾水池→反滲透給水泵→反滲透裝置→淡水池→淡水泵→強酸陽離子交換器→強堿陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。

方案二：混凝澄清+超濾+兩級反滲透+電除鹽處理工藝；閉式熱水網(wǎng)補充水擬采用經(jīng)加堿調(diào)pH后的一級反滲透出水；工業(yè)用水擬采用機械攪拌澄清池出水。

熱網(wǎng)補充水處理系統(tǒng)、工業(yè)水處理系統(tǒng)與鍋爐補給水處理系統(tǒng)合并設(shè)計。簡要工藝流程如下：

循環(huán)水排污水→機械攪拌澄清池→清水池→超濾給水泵→超濾裝置→超濾水池→一級反滲透給水泵→一級反滲透裝置→一級淡水池→一級淡水泵→二級反滲透裝置→二級淡水池→二級淡水泵→EDI→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。

2.3 主要設(shè)備選擇

系統(tǒng)的主要設(shè)備配置如下：

方案一： 2×265 t/h機械攪拌澄清池+4×70 t/h超濾+4×54 t/h反滲透+2×137 t/h一級除鹽+混床。正常運行階段機械攪拌澄清池1用1備，超濾、反滲透3用1備，一級除鹽+混床1用1備，短時最大供汽工況時所有設(shè)備同時投運。

方案二： 2×265 t/h機械攪拌澄清池+4×70 t/h超濾+4×58 t/h一級反滲透+4×51 t/h二級反滲透+4×46 t/h EDI。正常運行階段機械攪拌澄清池1用1備，超濾、一級反滲透、二級反滲透、EDI 3用1備，短時最大供汽工況時所有設(shè)備同時投運。

2.4 水處理室布置

方案一：鍋爐補給水處理室面積為54 m×19 m，其主跨12.5 m，輔跨6.5 m。鍋爐補給水處理室與化驗樓、脫水機樓呈L型布置，組成一棟獨立的建筑。主跨凈高9 m，布置有超濾裝置、反滲透裝置、化學(xué)清洗裝置、反滲透加藥裝置、強酸陽離子交換器、強堿陰離子交換器及混合離子交換器。水處理室輔跨凈高7 m，設(shè)有水泵間、輔助加藥間、酸堿計量間和藥品儲存間。機械攪拌澄清池、清水池、超濾水池、淡水池、除鹽水箱及壓縮空氣罐等均布置在室外。

方案二：鍋爐補給水處理室面積為48 m×18 m，其主跨12 m，輔跨6 m。鍋爐補給水處理室與化驗樓、脫水機樓呈L型布置，組成一棟獨立的建筑。主跨凈高9 m，布置超濾裝置、一級反滲透、二級反滲透和EDI裝置。水處理室輔跨凈高7 m，設(shè)有水泵間、清洗加藥間和藥品儲存間。機械攪拌澄清池、清水池、超濾水池、淡水池、除鹽水箱及壓縮空氣罐等均布置在室外。

2.5 布置方式

方案一與方案二所述的鍋爐補給水處理系統(tǒng)與熱網(wǎng)補充水處理系統(tǒng)、工業(yè)水處理系統(tǒng)和輔機循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)四個系統(tǒng)的設(shè)備和設(shè)施按照功能的要求，在合并相同功能的設(shè)備和設(shè)施后，集中布置在一個綜合性的化學(xué)水處理區(qū)域內(nèi)，形成水處理中心。集中布置與分散布置相比具有以下顯著的優(yōu)越性：

(1)合并功能相同的設(shè)備和設(shè)施，提高了設(shè)備和設(shè)施的綜合利用率，減少了設(shè)備和設(shè)施總量，減小了建筑體積，節(jié)約了占地面積。

(2)大量壓縮了三個系統(tǒng)間的廠區(qū)聯(lián)絡(luò)管道。

(3)電氣、控制及通訊集中化，提高了系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性，便于運行管理，減少運行值班人員。

(4)降低了設(shè)備及建筑等一次性投資，同時由于工程量減小，縮短了施工周期。

3 水處理方案的經(jīng)濟比較

表3 水處理方案的經(jīng)濟比較

注：(1)年運行小時按5500 h計；(2)電費以：0.21元/kW·h計列；(3)運行人員工資7.36萬元/a。

4 結(jié)論

方案一和方案二的出水水質(zhì)均滿足機組對給水品質(zhì)的要求，技術(shù)上均可行；方案一基建投資和運行費用分別比方案二低500萬元和106.3萬元/a，方案一比方案二在經(jīng)濟上更合理，所以選擇方案一：“混凝澄清+超濾+反滲透+一級除鹽+混床”處理工藝作為本工程鍋爐補給水處理系統(tǒng)的推薦方案。