楊文則
(中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司,湖北 武漢 430071)
在火力發(fā)電廠中,水處理系統(tǒng)主要包括鍋爐補給水處理系統(tǒng)、再生水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、綜合供水設施等,往往這些系統(tǒng)的車間都獨立設置,存在監(jiān)控點分散,運行人員多,運行管理不方便等問題。水務中心解決了這些問題,實現(xiàn)了電廠“水”的運行、管理、服務的相對集中。
在西北某電廠中,水務中心布置由再生水處理系統(tǒng)設施,鍋爐補給水處理系統(tǒng)設施、工業(yè)廢水貯存及處理設施、綜合供水設施、化驗中心、藥品儲存及計量中心等設施組成,主要建構筑包含再生水深度處理車間,綜合水泵房,水務中心綜合樓、水處理車間和工業(yè)廢水處理車間及加藥和脫水中心。
水務中心按系統(tǒng)功能采取鍋爐補給水處理車間、水務綜合樓、工業(yè)廢水處理車間、綜合水泵房集中布置的模式,按功能劃分為補給再生水深度處理及綜合供水設施區(qū)域、公用設施區(qū)域(水務中心綜合樓),水處理車間及室外水箱區(qū)域和工業(yè)廢水處理及加藥&脫水中心區(qū)域。其中心位置為公用設施區(qū)域,集中各系統(tǒng)的公用設施,包含電氣、控制、藥品儲存及化驗等設施,實現(xiàn)左右兼顧。其左端分布補給水處理設施,右端布置綜合供水設施和工業(yè)廢水處理設施。水務中心大體布局如圖1所示。
再生水深度處理及綜合供水設施區(qū)域位于水務中心的南部,主要包含再生水深度處理澄清池、變孔隙濾池、工業(yè)消防水池、制氯間、回收水池、污泥池、復用水池、綜合水泵房等設施。制氯間為上部建筑,下部為回收水池;變孔隙濾池濾池布置在工業(yè)消防水池上方的濾池間內(nèi)。原水提升泵、工業(yè)水泵、消防水泵、化學水泵、復用水泵、回收水泵等則布置在工業(yè)消防水池旁的地下綜合水泵房內(nèi)。
圖1 水務中心布置圖Fig.1 Arrangement of water center
水務中心綜合樓為整個水務中心的控制和動力中心,為運行人員集中工作區(qū)域,可視為水務中心的核心。水務中心綜合樓位于整個水務中心的中心位置,與水處理車間呈“L”形布置,為東西走向。水務中心綜合樓長45.6m,寬9.5m,地上共三層。其一樓主要滿足水務中心控制和電氣需要,凈空4m。設有控制間、PC配電間等。控制間和PC配電間負責整個水務中心的自動控制和供電,控制間靠近水處理設備室,通過落地窗可觀察水處理車間運行情況。配電間地下布置有兩座地下室原水池,作為再生水來水的緩沖池,以充分利用地下空間。
二、三層主要為各項化學分析試驗室,層高均為4m。二樓設有水分析室、天平室、環(huán)保室、化驗人員辦公室、水分析儀表間、加熱間、運行水分析間等;三樓設有高溫爐室、油分析室、色譜分析室、脫硫分析室、藥品庫、備品庫、夜間值班室、器皿庫、運行庫房等。
水處理車間分為水處理設備室、水泵間、酸堿計量間、膜清洗設備間組成。水處理設備間長56m,跨距14m,梁下弦標高均為8m;水泵間、酸堿計量間、膜清洗設備間跨距均為6.5m,總長為56m,呈“一”字布置在水處理設備間的隔壁。水處理車間的北端預留有擴建區(qū)域。生水加熱器 (混合式)、自動清洗過濾器、超濾、反滲透、一級除鹽設備、混床布置在水處理設備室內(nèi);鍋爐補給水處理各類水泵、生活水泵、超濾反洗過濾器等布置在水泵間內(nèi);離子交換酸堿計量設備布置在酸堿計量間內(nèi);超濾及反滲透膜清洗裝置布置在膜清洗設備間內(nèi)。超濾水箱、淡水箱、除鹽水箱、生活水箱布置在水處理車間外水箱區(qū)域。
工業(yè)廢水處理及加藥&脫水中心位于水務中心的北部,與水處理車間呈“L”形布置。該區(qū)域從建筑上來說,主要由工業(yè)廢水池及上部建筑、石灰加藥及污泥脫水間兩部分組成。
靠近水處理車間的為工業(yè)廢水池及上部建筑,工業(yè)廢水池為地下式鋼筋混凝土結構,共2座。南邊的工業(yè)廢水池上方為工業(yè)廢水處理車間,主要布置有工業(yè)廢水貯存設備,包含廢水輸送泵、pH調(diào)整槽、絮凝槽、反應槽、斜板澄清池、污泥輸送泵、還原劑和阻垢劑加藥裝置(鍋爐補給水用)、次氯酸鈉加藥裝置(超濾加強反洗用)、凝聚劑和助凝劑加藥裝置(再生水深度處理和工業(yè)廢水處理用)、輔機循環(huán)水阻垢劑加藥裝置等。北邊的一座工業(yè)廢水池的一端共壁布置有最終中和池和清凈水池,該工業(yè)廢水池上部為二層建筑,一層主要為水務中心公用的加藥間,加藥間內(nèi)布置有卸酸泵、卸堿泵、卸硫酸泵、硫酸儲罐、風機、酸加藥裝置和堿加藥裝置等;二層主要為鹽酸貯罐間、堿貯罐間和工具間。位于工業(yè)廢水車間北部的是石灰加藥及污泥脫水間,均為兩層建筑(錯層),主要服務于再生水深度處理系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)設計中,再生水處理車間、鍋爐補給水處理車間、工業(yè)廢水處理設施、綜合水泵房各自成一體,有獨立的占地和各自獨立的功能房間和設施。傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)功能房間和設施配置如表1所示。
水務中心打破各自自成一體的設計常規(guī),實施聯(lián)合布置,根據(jù)其設備特點,合理利用公用資源,杜絕重復建設,簡化了系統(tǒng)流程。工業(yè)廢水處理設施緊靠補給水處理車間進行布置,使補給水處理系統(tǒng)廢水可直接排入廢水貯存池處理;藥品儲存設備和各加藥裝置集中布置,既避免重復設置,又能實現(xiàn)藥品的集中管理;再生水處理系統(tǒng)、補給水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、綜合供水設施等的電控設備合并布置至水務中心控制室和PC配電間;相似系統(tǒng)的加藥設備集中布置,不同系統(tǒng)的化學藥品共用一套卸藥、貯存及加藥設備,如酸堿加藥系統(tǒng)同時提供補給水加藥用酸堿和廢水中和系統(tǒng)用酸堿;固態(tài)藥品則共用一個藥品儲存間進行存放。工藝系統(tǒng)聯(lián)合布置與傳統(tǒng)方案分散布置對比如表2。
表1 傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)功能房間和設施配置表Table 1 Traditional process system features room and facility configuration
表2 工藝系統(tǒng)聯(lián)合布置與傳統(tǒng)方案分散布置對比表Table 2 Comparison between the combined layout of process system and the decentralized layout of traditional scheme
從表2看出,水務中心占地面積及建筑物體積較傳統(tǒng)方案布置設計分別減少150m2和1900 m3,節(jié)省土建一次性投資約110萬元(不含征地及地基處理費用)。
傳統(tǒng)設計中,部分公用設施由于分開布置,以致重復設置,如壓縮空氣儲罐、藥品貯存和卸藥設施等,而且還會使系統(tǒng)間管道、電纜等增加。各系統(tǒng)因水務中心聯(lián)合布置減少的獨立功能房間和設施見表3,據(jù)初步核算,僅減少設備重復設置一項就就節(jié)省一次性投資170萬元以上,因此,水務中心的設置有利于降低電廠總投資。
表3 水務中心投資節(jié)省表Table 3 Water center investment savings table
傳統(tǒng)方案分散布置導致系統(tǒng)車間獨立,監(jiān)控點分散,運行管理較為不便,運行人員較多,如多個控制室、配藥區(qū)、卸藥區(qū)需要人員值守或定期巡視等;而水務中心則將鍋爐補給水處理系統(tǒng)設施、工業(yè)廢水處理設施、綜合供水設施等的監(jiān)控全部納入水務中心控制室,實現(xiàn)運行、管理、服務相對集中,符合電廠水務管理集成化、功能化的目標要求,以及現(xiàn)代電廠的管理發(fā)展方向。
通過以上比較,可以看出西北某電廠水務中心的設計,具有如下幾個方面的突出優(yōu)勢:
1)從經(jīng)濟層面看,水務中心有效的減少土地使用面積,合理利用電廠緊張的建設用地,打破了系統(tǒng)之間人為的隔離,減少設備重復率,節(jié)約了投資。2)從運行管理層面看,水務中心實現(xiàn)電廠水務管理集成化、功能化的目標,水務中心功能齊全、監(jiān)控及運行管理集中,符合電力建設工廠化、模塊化、智能化的設計發(fā)展方向。