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电厂“零排放”技术探讨
来源:转载:百度文库    发布时间:2017-05-24

1、“零排放”的意义和可行性

在电厂设计和实际运行的水务管理中,常常提出“零排放”的概念和要求,这是对资源使用和管理的传统模式的变革,也是在电厂设计中设计理念和设计原则的变革。“零排放”是在水资源日益匮乏和恶化的状况下提出的,是合理利用水资源和保护环境的手段之一,可?#28304;?#36827;电厂对水资源的合理利用,促进废水的资源化,消除向水体排污造成的水源物理、化学、生物性质的改变,保持可?#20013;?#24615;发展,同时也可?#28304;?#36827;节水和排水重复利用技术的科技进步。


2、“零排放” 技术方案

2.1项目背景和基本要求

某电厂装机容量为 2X600MW 超超临界机组,使用的水源为国家二级水源地,电厂的建设必须做好环境保护工作。在“× × 电厂项目建议书”中提出了多项环境保护的措施,如采用国外高度工业化发达国家建设新燃煤电厂的模式;脱硫;脱硝;二次循环供水?#29615;?#27700;零排放;?#20197;?#32508;合利用等,由此创建国家环保型示范电厂。


2.2 水务管理设计原则

针对本工程,国家环境保护总局在批文中规定“本工程不得新建污水排放口?#20445;弧?#35774;立足够容量的事故水池,事?#26159;?#20917;下排放的废水进入事?#25163;?#27700;池,经处理后排入× ×污水处理厂,在该污水处理厂未建成投运前,必须有可靠的措施,确保任何情况下废水不外排”。根据上述规定,本工程用水的原则一是采取有效措施降低电厂的用水量,进而减少各类排水、废(污)水的产生量,二是对电厂产生的各类排水、废(污)水通过?#23454;?#30340;技术控制手?#38382;?#20854;得到重复利用,实现“零排放”的目标。


2.2.1 循环水系统补水量的控制

对于湿冷发电机组,循环水因其用水量巨大,占据了全厂 95%以上的用水,成为影响电厂水耗及环境资源的重要因素。本工程循环水量?#29123;?#32422;为 124000t/h,蒸发损失高达1840t/h,在“零排放”的条件下占了全厂补水量的 80%以上。由于蒸发损失是受环?#24120;?#23395;节变化)和机组负荷变化等因素决定的,不能人为改变,因此在设计中对不同季节和不同负荷下的蒸发损失进行详细的分析对比,以?#33539;?#21512;理准确的耗水量,并在此基础上计算浓缩倍率和排污率,以获得合理的用水指标,并对最不利工况下的水务管理采取措施予以控制和调节。

根据全厂水?#31185;?#34913;,通过提高循环水的浓缩倍率减少排污损失来降低电厂的耗水率。本工程正常工况下循环水浓缩倍率按 6.5 设计,冷?#27492;?#25490;污量约为 210t/h 左右。


2.2.2 优化用水流程

电厂工业设备和工艺系统用水有不同的水质要求,根据各用水点的要求,优化用水流程,采用梯级供水方式将全厂分为三大供水?#20302;常?#21363;对水质要求较高的用水设备采用第一级供水,由净水站净化后的清水供给;第二级供水系统的对象为循环水,采用一级供水系统中设备的排水,不足部分由一级供水系统提供;第三级供水系统的水源主要为冷?#27492;?#25490;污水和经处理合格后的工业废水、生活污水等,供水对象为锅炉补给水处理?#20302;常?#20165;使用循环水排水)、脱硫系统、输?#21512;?#32479;、除灰、渣系统等对水质要求不高的系统。分级供水系统的建立实现了合理分配水资源、一水多用和废水资源化的目标,大大降低了电厂耗水指标。


2.2.3 与电厂工艺流程相结合的水处理系统

为了实现“零排放”的目标,新型节水和水处理技术得以发展和应用,同时也存在经济能力和技术手段之间的矛盾,需要在工程实践中认真解决。


(1)循环水处理

按照用水流程,循环水的排水将作为其它工艺系统的用水水源,其中包括锅炉补给水处理系统的水源。循环水浓缩倍率的?#33539;?#26082;要满足全厂水平衡的要求,又要考虑到后续用水系统处理工艺的要求,避免造成经济或技术上的不合理,最终?#33539;?#24490;环水浓缩倍率为 6.5 倍。为了满足 6.5 倍浓缩倍率的要求,循环水处理的方式为:

a)对循环水的补充水进行混凝、过滤处理,以消除在较高浓缩倍率下循环水系统出现的污堵问题,改善工业设备的用水条件。

b)对循环水进行加稳定剂处理,因本工程水源含盐量较低,采用加稳定剂处理可满足浓缩倍率的要求。

c)杀生处理,保证对循环水中 COD 值的控制。


(2)锅炉补给水处理系统

考虑?#20132;?#32452;?#38382;?#27700;源和环保的特殊要求,锅炉补给水处理系统采用全膜处理工艺:循环水排水→清水箱→清水泵→机械过滤→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→保安过滤器→一级高压泵→一级 RO装置→脱?#35745;鰲?#19968;级淡水箱→二级高压泵→二级反渗透装置→二级淡水箱→二级淡水泵→连续电除盐装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房用水点。结合水源中硅含量较高,同时反渗透的排水供脱硫工艺补充水使用,设计中相应降低了反渗透的回收率,控制在 65%左右,对膜系统的安全运行更为有利,可减少加药量及化学清?#30784;?#34429;然膜系统本身有较高的水?#27169;?#20854;排放的浓水用于脱硫、除渣、灰加湿等仍然是合适的。因此反渗?#27010;?#27700;由?#21344;?#27744;?#21344;?#21518;直接送入复用水池与循环水排水混合供脱硫?#35748;?#32479;使用。锅炉补给水处理系统的其它排水主要为过滤器、超滤装置的反洗水送入工业废水处理站处理合格后进入复用水池重复使用。


(3)工业废水处理

工业废水处理遵循“清污分流”“以废治废”的原则,按废水的性质分别储存、处理和、重复使用。

目前电厂采用的工业废水处理系统较为成熟,可以满足复用和排放的要求,存在的问题是非经常性废水水量的冲击性,如机组的启动、酸?#30784;?#20914;洗等,此时由于无运行的机组或只有一台机组运行,无法实现对排水的回用,需有足够的储存设施调节水量。


(4)脱硫废水处理系统

与火电厂其它系统所产生的废水相比,脱硫废水水质较为特殊,它与脱硫工艺、烟气成份、灰份、吸?#21344;?#31561;多种因素有关,即使是同一电厂在不同时期亦有较大差异。从定性上分析,脱硫废水通常含有高浓度的悬浮物、无机?#25105;约案?#31181;重金属等,对环境有很强的污染性,对复用设备的?#36136;?#24615;很大,处理?#35759;?#22823;,也使其复用的?#27573;?#21463;到限制,目前脱硫废水的主要去处是?#20197;?#31995;统。本工程脱硫废水的去向是灰加湿,但在通常情况下要求干灰直接运走不加湿,脱硫废水将无处使用。为解决此问题,设计考虑对脱硫废水作深度处理,处理后的水回到循环水或其它工艺系统重复使用。处理方案的选择包括:

a)盐水浓缩结晶法

该方案蒸发器采用一种独特的晶核浆液蒸发工艺,来克服困扰传统蒸发器中低溶解度结垢盐分饱和度限制的问题。脱硫废水在盐水浓缩器完成大部分水的蒸发,盐水浓缩器排放的盐水,在结晶器内进一步浓缩、蒸发,将盐水浓缩成相?#32972;?#37325;的结晶浆液和母液。这些结晶浆液和母液被送入喷干给水箱,将其干燥成为粉末,并分离出干的盐粉,?#21344;?#21518;送至处置场掩埋。该方案的优点是将脱硫废水全部蒸干,无残留量。

b)蒸发浓缩法

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该方案与方案 a)相比,没有结晶器,因此不能完全将脱硫废水蒸干,仍然有约 50%被再?#38395;?#32553;的废水量。

c)反渗?#27010;?#32553;法

该方案处理工艺较复杂,且由于脱硫废水的水质变化?#27573;?#24456;大,系统的运行存在较多的不定因素,浓水的排放也是无法克服的。通过设?#21697;?#26512;,脱硫废水深度处理投资较高,因此应考虑正确选择烟气脱硫工艺流程和运行控制条件,应将处理脱硫废水的高费用考虑在内。

 

2.2.4 水量的调节与储存

废水储存设备在“零排放”电厂中有着重要的作用,在设计中应认真研究储存设备的容量,满足临时大量排水的要求,防止废水排入环境。通过对某同容量机组的了解,新建机组酸?#30784;?#20914;洗等过?#35752;校?#25490;水量达 40000m ,其中酸洗过?#35752;?#24223;水量为 7000m ,如此大的排水量如?#26410;?#20648;和利用,不但要考虑到临时储存大量排水的要求,还要兼顾在正常运行工况下储存设备的利用率,储存设备的费用应在技术经济比较时考虑。本工程最终设置工业废水储存池(箱)?#24067;?14000m3,主要用于?#21344;?#37240;洗废水、较脏的冲洗水等,其它水质相对较好的排水可存入冷?#27492;?#19979;的水池,煤水沉淀池等设?#25913;凇?#21363;使是 14000m3 的储存容量在电厂正常运行时也是大部分闲置的,对于像本工程这样降雨量?#23545;?#22823;于蒸发量的南方电厂可用其?#21344;?#38632;水,可节省大量的取水。


2.2.5 废水的分类与使用

电厂的实际运行中各类废水应按废水产生的系统及废水的成分、组成实现分类使用,值得注意的是凝结水精处理、锅炉补给水处理的再生废水有较高的含盐量,如某电厂精处理再生废水含盐量达 3.5g/L(NaCl),在电厂回用中发生复用水泵?#22581;指?#34432;断裂,因此应考虑有条件时能将此类水专项使用,或将其小流量与其它低含盐量废水掺混后使用。对于脱硫废水应单?#26469;?#23384;、输送和使用,接收脱硫废水的系统应考虑适宜的防腐措施。有建议为了解决“零排放”问题,将脱硫废水与循环水掺混?#28304;?#21040;除盐系统能够处理的进水条件,这种做法使需处理的废水量成倍增加,且因脱硫废水的水质变化?#27573;?#22826;大,对除盐系统和处理效果的影响较大,造成用水系统的不安全。故从经济和技术可靠性上都需要慎重采用,尤其是当其产品水用于锅炉补给水等对水质要求很高的系统时更不合适。


在节水要求较高的电厂,循环水的来源不再单一,如经处理的生活污水等,循环水的处理变的较为复杂,当循环水排水作为锅炉补给水的水源?#20445;?#35201;充分考虑循环水处理方式、投加药剂等对补给水处理系统、处理方式的影响,避免造成经济上的浪费和技术上的困难,在运行中一定要控制进入循环水系统的各复用水都达到工业设备用水的要求。应充分利用工艺系统对废水的吸纳,如脱硫系统可帮助消化大量的排水, “零排放”减少的压力,降低废水处理的?#35759;齲?#25925;在水务管理设计时应寻求电厂工艺系统与水处理工艺之间的协调配合,控制适宜的运行?#38382;?#36991;免片面追求某些工艺?#38382;?#30340;高指标。


3、结语

在我国目前实际情况下,“零排放”的实现在经济和技术上?#21363;?#22312;一定的困难和问题,应以务实的态度处理“零排放”的问题。在目前经济条件下可能达到的技术手段,各工艺系统节水、排水、用水的合理控制,排水分类、储存、使用的规划和管理,水务管理设备的再利用,紧急事?#26159;?#20917;下排放的出路,电厂运行管理中水平衡的调度和调节,为满足“零排放”而牺牲的经济利益等,都应在具体工程项目的实施中根据实际情况认真分析、解决。

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