1000MW超超临界空冷机组废水零排放工程应用

摘要：本文主要从陕西清水川能源股份有限公司二期工程2×1000MW超超临界空冷机组的水平衡出发，着重讨论各种废水来源、特点，运行中存在的问题，通过一水多用、分级供水、重复利用，最大程度上节约水资源，最终实现废水零排放的目标。

关键词：空冷机组  化学废水  辅机冷却水  浓缩倍率  零排放

1基本概况

1.1 电厂用水及水源情况

陕西清水川能源股份有限公司一期工程2×300MW亚临界直接空冷燃煤组于2008年投入运行，设有工业废水处理系统（2×100m3/h）、化学废水（120m3/h，废水储存槽容积为4×1000m3）、生活污水（2×10m3/h）等废水处理设施。水源采用岩溶水和矿井疏干水，水耗0.192 m3/S·GW。

二期工程扩建2×1000MW超超临界直接空冷燃煤机组，新增4×1000m3化学废水储存槽，一套60m3/h的工业废水处理系统，生活污水排至一期的生活污水处理装置处理后用于厂区绿化。当工业废水系统检修时，废水可经过事故水池排至一期工业废水系统。水源采用黄河水，最大净耗水0.0933m3/S·GW，年用水量约436.8万m3。

1.2水量平衡及节水措施

1.3.1化学废水

来源

机组启动时的冲洗水，机组运行期间的疏水等。

特点

废水温度高、含盐量低，PH值8.5～9.5，机组正常运行期间悬浮物含量低，机组启动时，废水量大（约8000～10000m3），悬浮物含量略高。

处理方法

机组启动时，废水经机组排水槽排至化学废水储存槽（容积约8000m3）,冷却后，加硫酸将PH调至6.5～7.5，加次氯酸钠、曝气，加絮凝剂、助凝剂，再经机械加速澄清池，处理后进入一期的回用水系统。出水水质达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）中一级标准，最终用于一期工程干灰加湿。

机组正常运行时，废水经机组排水槽直接排至脱硫工艺水箱。

1.3.2工业废水

工业废水主要来自精处理覆盖过滤器爆膜、地面冲洗水等，废水经悬浮物澄清装置→气浮处理装置→无阀过滤器→湿式搅拌机。设计水量为60m3/h。

1.3.3生活污水

生活污水采用的地埋式生活污水处理装置。污水经沉降→氧化曝气→二次沉降→过滤→消毒→厂区绿化。水量约1.5m3/h。

1.3.4高含盐废水

来源

高含盐废水主要来自锅炉补给水车间反渗透浓水、过滤器反洗水、离子交换器再生废水。

特点

由于离子交换器运行周期较长（约3个月再生一次），因此，高含盐废水主要来自反渗透浓水，废水含盐量高（25℃时，电导率约2000us/cm）、悬浮物含量低，水量约为65m3/h。

处理方法

收集后用于干灰加湿。

1.3.5辅机冷却水排污水

来源：辅机冷却水循环水量为8700m3/h，排污量为190m3/h，设计浓缩倍率为1.15（夏季1.18）。

特点：废水量大，含盐量较高。

处理方法：从辅机冷却水回水管道上直接排至脱硫工艺水箱

1.3.6脱硫废水

来源：吸收塔内的浆液在不断循环的过程中，会积累重金属元素和氯离子等，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响石膏的品质，因此需要排放一定量的废水。

特点：

PH  4.0～6.0；悬浮物含量高，颗粒细小，粉尘和硫酸钙、亚硫酸钙含量达9000～13000mg/L；汞、镉等重金属离子含量高，CL－、F－、NO3－含量高。

处理方法：

脱硫废水经石灰浆处理后PH控制在8.5～9.0，可去除除汞、镉以外的重金属离子，再加入有机硫化物等重金属捕捉剂，通过机械搅拌创造合适的反应梯度使废水中大部分重金属形成沉淀物，并沉降下来。有机硫化物投加量约为15～50ppm，加入后约每10分钟搅拌一次。澄清池底部的污泥经脱水机脱水后，运至灰场堆放。脱硫废水至湿式搅拌机的管道、喷嘴要使用耐腐蚀的材料。

2.存在的问题：

2.1干灰销售旺季时，湿式搅拌机几乎不投运，大量的回用水无处可用。

2.2机组启动时，产生大量的化学废水储存在废水池中。一、二期机组正常运行时，水量基本平衡，无法将启动时的废水再利用。

2.3锅炉增加低温省煤器后，脱硫岛吸收塔（FGD）入口的烟气温度会降低到80℃。脱硫系统随烟气带走的水蒸气减少约85t/h。两台机组每年减少蒸发量93.5万吨。意味着每年约有93.5万吨废水不能排入脱硫系统。

3.系统优化：

根据化学废水含盐量低、水量大，结合辅机冷却水排污量大，浓缩倍率低的特点，将化学废水改为辅机冷却水的补水，运行中提高辅机冷却水的浓缩倍率。一方面回用了过剩的化学废水，另一方面回用水可以代替辅机冷却水的排污水补充到脱硫系统。

4.改造方案：

4.1从回用水泵出口母管增加一路管道至脱硫工艺水箱，运行中优先使用回用水，回用水量不足时，再使用辅机冷却水排污水。

4.2从化学废水提升泵出口增加一路DN200钢骨架复合管至辅机冷却水池，作为补充水。由于化学废水含盐量低，浓缩倍率可适当提高至1.75～1.85（由于北方地区补充水硬度大8umol/L、碱度高5.5umol/L，仅加入阻垢剂，浓缩倍率达到2倍时，就会发生结垢，因此运行中浓缩倍率控制在1.8左右）。

4.3化学废水池设有加硫酸系统，若废水补入冷却水池前，将PH调整的更低，冷却水的浓缩倍率可大幅提高至3.5甚至更高，排污量和补水量会大大减少（因使用时间较短，具体数字有待进一步核实）。为回用水补充至脱硫系统留下足够的空间。从而实现电厂水量平衡。

4.4可以考虑将化学废水送至锅炉补给水系统的入口。

注：化学废水使用前必须将PH值调至7.5以下，否则，长时间使用系统内会结垢。

5结论：

火力发电厂化学废水含盐量低、浊度低、水量大，简单处理后，可作为冷却水系统的补水或返回到预除盐系统，取水量和排污量将大幅减少。改造工作简单易行，且节水效果明显。

参考文献：

［1］陈志和  周柏青  主编水处理设备系统及运行2010，5：247-249.

［2］阎维平  刘  忠  王春波  纪立国  编著电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制2005.10:127-129

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