王云鵬，張東華，張世巖，崔彬彬，趙瑞杰

（新鄉(xiāng)中益發(fā)電有限公司，河南 長垣 453400）

發(fā)電公司2×660MW 超超臨界燃煤機(jī)組原設(shè)計主要為某市區(qū)冬季居民采暖供熱，近年來，隨著市區(qū)規(guī)劃，周邊已形成工業(yè)園區(qū)，用熱企業(yè)越來越多，目前供汽量已達(dá)35t/h。園區(qū)企業(yè)將蒸汽熱量利用后，蒸汽凝結(jié)水一般不作他用，成為廠區(qū)廢水，因環(huán)保管控，不能外排，需要出資送往附近的污水處理廠處理，加大了企業(yè)的排污成本，也增加了污水處理的工作量，造成了企業(yè)及社會資源的浪費。此水質(zhì)純屬工業(yè)蒸汽凝結(jié)水，水溫約85℃，無污染，經(jīng)水質(zhì)分析，其品質(zhì)要高于發(fā)電公司原水水質(zhì)，若能回收加以利用，不僅能減少發(fā)電公司水資源的費用，還能回收部分熱量，減少燃煤成本。為此，發(fā)電公司選擇一墻之隔的衛(wèi)材公司作為試點，將其工業(yè)蒸汽凝結(jié)水加以回收。

1 設(shè)備簡介

發(fā)電公司2×660MW 燃煤超超臨界機(jī)組鍋爐采用東方鍋爐有限公司生產(chǎn)的DG2060/26.15-II2 型鍋爐，生產(chǎn)過程中需補充除鹽水。公司原水有兩路水源，主要水源為城市中水，備用水源為市區(qū)水廠提供的黃河水。原水進(jìn)入廠區(qū)后引入機(jī)加池，經(jīng)石灰軟化、沉淀澄清，溢流至雙室過濾器去除懸浮物等雜質(zhì)，出水合格后進(jìn)入清水箱，清水箱清水用于制除鹽水、循環(huán)水補充水、過濾器反洗用水和系統(tǒng)的自用水，制除鹽水時，需經(jīng)過活性炭過濾器、超濾、反滲透、除碳器、陰床、陽床、混床等處理。

2 凝結(jié)水水質(zhì)分析

（1）相關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)對比。經(jīng)發(fā)電公司化驗專業(yè)多次化驗，衛(wèi)材公司工業(yè)蒸汽凝結(jié)水水溫約85℃，水質(zhì)基本穩(wěn)定，水質(zhì)指標(biāo)與相關(guān)水質(zhì)對比如表1。

表1 工業(yè)蒸汽凝結(jié)水與相關(guān)水質(zhì)對比

（2）從表1 可以看出，衛(wèi)材公司工業(yè)蒸汽凝結(jié)水指標(biāo)與反滲透出口指標(biāo)接近且優(yōu)于反滲透出水。

3 凝結(jié)水回收部位的選擇

發(fā)電公司原水經(jīng)預(yù)處理后，一般用于制除鹽水、循環(huán)水補充水、脫硫工藝水箱補水。由表1 可知，衛(wèi)材公司工業(yè)蒸汽凝結(jié)水水質(zhì)良好，與反滲透出口指標(biāo)接近且優(yōu)于反滲透出水，若將此凝結(jié)水回收至反滲透出口將能節(jié)省不少預(yù)處理環(huán)節(jié)，但考慮到此水來源于廠外，水質(zhì)的可靠性不能保證，若水質(zhì)波動將影響后面的除鹽水水質(zhì)。若回收至循環(huán)水系統(tǒng)或脫硫工藝水系統(tǒng)，則熱量無法利用。考慮到制除鹽水時對水溫有要求，低于25℃需要加熱，于是將此凝結(jié)水回收至清水箱，一方面，用此工業(yè)凝結(jié)水熱量加熱原水；另一方面，回收此凝結(jié)水。

4 凝結(jié)水回收方案

衛(wèi)材公司是一家生產(chǎn)一次性醫(yī)療器械、衛(wèi)生材料及敷料產(chǎn)品的專業(yè)廠家，與發(fā)電公司一墻之隔，工業(yè)蒸汽用量約10t/h，是目前工業(yè)園區(qū)最大的工業(yè)蒸汽用戶，為此選擇此公司為試點，對其工業(yè)蒸汽凝結(jié)水進(jìn)行回收改造。衛(wèi)材公司自建蒸汽凝結(jié)水輸送系統(tǒng)，并負(fù)責(zé)運行及維護(hù)，將蒸汽凝結(jié)水輸送至發(fā)電公司圍墻處，發(fā)電公司負(fù)責(zé)圍墻內(nèi)的設(shè)備安裝及運行維護(hù)，蒸汽凝結(jié)水無償回收，雙方均不發(fā)生費用。綜合安全與經(jīng)濟(jì)兩方面考慮，發(fā)電公司將蒸汽凝結(jié)水回收至清水箱，與原水一起經(jīng)處理后制成除鹽水，這樣既能回收凝結(jié)水量，也能利用凝結(jié)水加熱原水，回收凝結(jié)水熱量。系統(tǒng)的引入方式是利用從前廢棄的一路原水加熱蒸汽管道，此管道本是從前從通往衛(wèi)材公司的蒸汽管道上接出，直接進(jìn)入清水箱加熱原水，后因投運蒸汽時對衛(wèi)材公司的生產(chǎn)影響較大，幾乎不用，這樣就可將這路管道再利用，以節(jié)省費用。

5 回收方案實施

2021 年3 月，雙方開始籌劃、設(shè)計、制訂方案，2021 年6 月，順利竣工，衛(wèi)材公司將蒸汽凝結(jié)水回收管道建設(shè)完工。公司將原廢棄原水加熱蒸汽管道簡單改造后，具備蒸汽凝結(jié)水回收再利用能力，經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)運行正常，2021 年7 月底，凝結(jié)水回收流量表安裝完成，8 月1 日開始回收水量統(tǒng)計，至9 月10 日共回收衛(wèi)材公司凝結(jié)水1170 噸，平均回收29.3 噸/天，未達(dá)到預(yù)期，分析其原因系衛(wèi)材公司管理不善，未及時供水，經(jīng)與對方溝通，對方安排專人負(fù)責(zé)，9 月10 日至9 月18 日回收凝結(jié)水508 噸，平均每天回收63.5 噸，之后觀察基本能維持在此值以上。

6 反滲透水質(zhì)制水成本分析

6.1 原水預(yù)處理直接成本

發(fā)電公司黃河水價格1.6 元/噸。2021 年1 ～8 月，預(yù)處理加藥費用1131485 元，預(yù)處理原水5431383 噸，即預(yù)處理原水加藥費用0.21 元/噸。預(yù)處理系統(tǒng)總裝機(jī)容量約為1439.5kW/h，正常運轉(zhuǎn)功率約為550kW/h，由于部分設(shè)備不是連續(xù)運行，每天實際總耗電量約4527.5kW，平均每小時耗電量188.65kW。2021 年1 ～8 月，預(yù)處理原水5431383 噸，平均每小時預(yù)處理原水約931 噸，按當(dāng)前電價0.4534 元/kWh 計算，預(yù)處理原水的電費是：188.65×0.4534÷931=0.11 元/噸。綜上所述，預(yù)處理原水直接成本是：1.6+0.21+0.11 ＝1.92（元/噸）。

6.2 膜處理直接成本

2021 年1 ～8 月，預(yù)處理加藥費用81264 元，共制除鹽水302677 噸，即膜處理加藥費用0.27 元/噸。膜處理系統(tǒng)總裝機(jī)容量約為486KW/h，正常運轉(zhuǎn)功率約為262.5kW/h，其中部分設(shè)備未連續(xù)運行，每天總耗電量約為2429.5kW，平均每小時耗電量101.23kW。2021 年1 月～8 月，共制除鹽水302677 噸，平均每小時制除鹽水51.9 噸。按當(dāng)前電價0.4534 元/kWh 計算，膜處理電費是：101.23×0.4534÷51.9=0.884（元/噸）。綜上所述，膜處理直接成本是0.27+0.884＝1.15（元/噸）。

6.3 反滲透水質(zhì)制水間接成本

化學(xué)水處理室外構(gòu)筑物共計19724380 元，每年折舊493110 元。預(yù)處理設(shè)備共計26852660 元，按15 年折舊計算，平均每年折舊1790177 元。其中制除鹽水的設(shè)備折舊可按占原水比例計算，2020 年全年共進(jìn)原水7631047 噸，制除鹽水使用原水603358 噸，占原水比例7.91%，則制除鹽水的原水預(yù)處理設(shè)備折舊費用為：7.91%×1790177 ＝141603（元/年）。膜處理系統(tǒng)設(shè)備費用6624886 元，按10 年折舊計算，平均每年折舊662489 元。膜處理設(shè)備維護(hù)費用按設(shè)備總價3%計算，平均每年為6624886×3%＝198746（元/年）。工人工資按15 人設(shè)置，人工費為每年1650000 元。按2020 年制除鹽水314587 噸計算，反滲透產(chǎn)水間接成本為：（493110+141603+662489+198746+1650000）÷314587=10.00（元/噸）。

6.4 反滲透水質(zhì)制水總成本

綜上分析，反滲透水質(zhì)制水總成本為原水預(yù)處理成本、膜處理成本及間接成本之和，即：1.92+1.15+10 ＝13.07（元/噸）。

7 凝結(jié)水回收經(jīng)濟(jì)效益分析

7.1 熱量回收經(jīng)濟(jì)效益分析

發(fā)電公司化學(xué)原水處理的水溫要求不低于25℃，水溫低于25℃時需要投蒸汽加熱，高于25℃時，則不需要投加熱。公司原水有兩種方式，即黃河水和城市中水，二者均為地表水，因此可取用日平均氣溫作為原水溫度。衛(wèi)材公司凝結(jié)水排水泵型號為IHG80-160，泵出口壓力小于1.0MPa，回收水量按63.5t/天，水溫85℃，標(biāo)煤發(fā)熱量取值29307kJ/kg，依據(jù)當(dāng)?shù)厥袣庀缶痔峁┑?020 年月平均氣溫數(shù)據(jù)，計算每全年可回收的熱量如表2。

表2 全年凝結(jié)水回收熱量計算表

由表2 可知，全年可節(jié)省標(biāo)煤量：180.86 噸，標(biāo)煤單價按1074 元/噸計算，年回收熱量價值19.42 萬元。

7.2 凝結(jié)水量回收經(jīng)濟(jì)效益分析

從目前運行來看，衛(wèi)材公司蒸汽凝結(jié)水回收基本能穩(wěn)定在63.5 噸/天，按此計算，全年能回收蒸汽凝結(jié)水23177 噸。發(fā)電公司2020 年全年制除鹽水314587噸，需要消耗原水603358 噸，即反滲透水質(zhì)產(chǎn)出比例為52.14%。鑒于目前回收方式是從清水箱進(jìn)入，約52.14%的水量將從反滲透產(chǎn)出成為除鹽水，另有47.86%的水量將被排污經(jīng)處理后用作循環(huán)水，所以年回收凝結(jié)水23177 噸中反滲透出水的水量為12084 噸，用作循環(huán)水的量為11093 噸。由前面計算可知，進(jìn)入清水箱水質(zhì)成本為1.92 元/噸，反滲透出水水質(zhì)成本為13.07 元/噸，所以全年回收蒸汽凝結(jié)水量增加收入為：12084×13.07+11093×1.92 ＝17.92 萬元。

7.3 衛(wèi)材公司凝結(jié)水回收綜合經(jīng)濟(jì)效益

綜上分析，系統(tǒng)投運后每天能回收85℃的凝結(jié)水63.5 噸，年回收蒸汽凝結(jié)水量23177 噸，年回收熱量價值19.42 萬元，年加回收凝結(jié)水量價值17.92 萬元，合計年增加經(jīng)濟(jì)收入37.34 萬元。

8 結(jié)語

發(fā)電公司與市循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)相鄰，園區(qū)內(nèi)的工業(yè)蒸汽均由發(fā)電公司供應(yīng)，目前設(shè)計已經(jīng)達(dá)到35 噸/小時。用戶企業(yè)將蒸汽利用后，蒸汽凝結(jié)水將作為廢水處理，既增加了城市污水排放量，也增加了企業(yè)的污水處理費用。將企業(yè)蒸汽凝結(jié)水回收利用，不僅能減少蒸汽用戶的生產(chǎn)成本，還能增加發(fā)電公司額外收益，同時還能減少城市污水排放量，增加了社會效益。衛(wèi)材公司※蒸汽凝結(jié)水回收是發(fā)電公司對周邊蒸汽用戶凝結(jié)水回收的一個試點，本次工程圍墻外設(shè)備及系統(tǒng)由衛(wèi)材公司自建，圍墻內(nèi)的系統(tǒng)是根據(jù)原有系統(tǒng)簡單改造，回收的凝結(jié)水免費，不發(fā)生費用，整個工程對于發(fā)電公司而言只是在系統(tǒng)改造時花費約0.7 萬元，系統(tǒng)投運后每年能免費增加效益約37.34 萬元，經(jīng)濟(jì)效果明顯。本次衛(wèi)材公司工業(yè)蒸汽凝結(jié)水回收改造，對工業(yè)園區(qū)后續(xù)蒸汽凝結(jié)水回收有很好的示范作用，尤其是對發(fā)電公司目前擬建的脫硫廢水零排放改造、脫硫石膏深加工兩個項目中的蒸汽凝結(jié)水回收，提供了很好的節(jié)能減排思路。