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高节能环保电厂循环水处理系统简介与应用

发布时间:2016-08-15

一、   高节能环保电厂循环水处理系统概述

   目前应用较广的循环水处理方法主要分物理法和化学法两种:

       ● 物理方法中反渗透、电渗析工艺出水质量好但运行费用高、排污量大;电磁处理运行的环保性和经济性好,但对水质有选择性且难维持循环水的高浓缩倍率运行。

       ● 化学水处理虽可采用石灰法、酸化法及与阻垢剂配合达到较高的浓缩倍率,却存在投资大、污染环境和运行成本高的问题。

 我公司对两种不同技术领域的工艺进行优化集成,扬长避短,优势互补,创立了一种水处理的全新工艺模式:循环冷却水循环处理工艺(以下简称协合工艺),可同时达到节水、环保和经济三个目的。

 协合工艺的技术基础,不是电子处理与化学处理的简单叠加,而是根据不同水质、不同化学配方与不同功频电子处理的协合增效作用反复筛选而得来的科技成果;该成果已得到长达十年的实验室模拟试验、现场工业试验及在5台330MW 和2台200MW火电机组实际应用的验证。在技术鉴定会上,与会专家一致认为:协合工艺经长期试验研究及工业应用检验,安全可靠,技术成熟;在提高使用单位节水、节能及降低运行成本,减少环境污染方面取得了显著的成绩,居国内领先水平,具有较高的推广价值。

二、   高节能环保电厂循环水处理系统技术特点

                  

    图1:循环水电子-化学协合处理技术工艺流程

协合工艺是在电子与化学两种水处理工艺基础上扬长避短,有机结合而形成的一种新型水处理工艺,它既保留了电子和化学处理工艺的特点,又克服了原有的缺陷,因而具有明显的技术优势,主要表现在:

1.       提高循环水的碳酸盐硬度稳定极限值,节水意义重大

试验和应用实践证明,电子与少量阻垢剂的协合处理,可达到或超过全剂量化学处理时的阻垢效果。如果配合加酸稳定M碱度在5.0-7.0mmol/L,则CaCO3硬度可稳定在15 mmol/L至25 mmol/L,按中等硬度水质M碱度在3.0 mmol/L,Hca在4.0 mmol/L计,浓缩倍率可达到4-6倍,而目前火电企业循环水浓缩倍率平均不到3倍。如干法除灰及粉煤灰综合利用项目得以同时配套进行使循环水浓缩倍率能够维持在5.0倍运行,那么现有火电企业的循环水补充水量将比现在递减30%-50%,节水意义十分重大。

2.       减少水处理药剂用量,降低水处理运行成本

化学处理循环水的药剂成本(按加入补充水计)约为0.13元/m3/h左右;如果单电子处理能满足循环水碳酸盐硬度稳定极限值时,运行成本仅为0.004元/m3/h;即便协合处理平均阻垢剂用量按原全剂量时25%计,运行成本为0.04元/m3/h左右。比较下来,电子处理和协合运行成本为化学处理成本的3%和30%,至少使目前化学处理成本降低70%—90%左右。如在相应的水质条件下与加酸共同处理,还可不用或用极少量的阻垢剂就能达到较高的浓缩倍率,使运行成本更低。

3.       杀生效果稳定持久,明显减少生物污染和杀生剂用量

由于在协合处理工艺中电子处理是基础,无论是否进行与化学加药的协合处理,电子处理的杀生性能都是连续不断的发挥作用,四季都可抑制菌藻的繁殖。即使在春秋菌藻繁衍的盛季也可减少杀生剂的用量或不用杀生剂,这样就减少或消除了排污水中杀生剂残留物对环境的影响;同时为采用城市中水做循环水补充水提供了更为经济高效的方法。

经对一台采用电子处理和一台采用杀生剂处理的330MW火电机组循环水杀生效果检测结果表明,前者比后者菌藻总数少27%,大肠杆菌少88%;根据包头市疾控中心对一台采用电子化学协合处理、阻垢剂用量2mg/L和一台采用化学处理、阻垢剂用量2mg/L的330MW机组循环水检测,在均未采用其他杀生方法的情况下,前者细菌总数比后者少47%。而且由于菌藻类生物粘泥大大减少,也抑制了凝结设备的腐蚀倾向, 图2和图3分别为采用协合水处理技术前后冷却塔立柱现场图片。

             

   图2:海勃湾发电厂#6机采用高节能环保电厂循环水处理技术前冷却塔立柱

                     

    图3: 海勃湾发电厂#6机采用高节能环保电厂循环水处理技术前冷却塔立柱


4.       提高凝结设备运行质量,为降低能耗创造有利条件

协合处理工艺减少阻垢剂用量又有持久的杀生性能,大大减少了循环水生物粘泥的污染,提高了凝结设备的清洁系数,端差降低,真空度提高,运行工况明显改善,对降低排汽压力和发电汽耗创造了有利条件。根据海勃湾电厂使用情况计算,每台每年为电厂节约蒸汽费用249万元。以下两图是采用协和处理工艺前后凝汽器情况对比。

                      

      图4:未使用电子水处理器的达电#1机凝汽器检查情况

                     

      图5: 采用高节能环保电厂循环水处理九个月后凝汽器状况


5.       与反渗透技术有良好的兼容性

由于阻垢剂的分散性不利于反渗透予处理系统的絮凝处理,而电子处理加速水中微晶形成并在絮凝剂作用下更易团聚,可加快絮凝沉淀过程,提高予处理出水SDI指标,因而与反渗透技术有良好的兼容性,可大大降低反渗透预处理费用,为电厂实现废水零排放提供了经济可靠的新途径。

6.       大幅减少对环境的污染

目前化学水处理药剂主要是磷系列配方,协合工艺减少阻垢剂用量70%-90%,一是可减少排污水中总磷浓度,二是可降低循环水和排污水的富营养化倾向,对于稳定循环水水质,保护周边水体环境有积极的作用,也减少企业排污超标的缴费。


   高节能环保电厂循环水处理效益分析

   该分析报告以海勃湾发电厂#5机组为例,各环节计算数据如下:

    1、节能:

   如果我们按照#5机采用电子协合水处理汽耗节约0.03kg/kwh计算:

   300天×24小时×33万×70%负荷×0.03kg/kwh =49896t,若每吨蒸汽50元计算,则仅节蒸汽价值249万元。

    2、降耗

     (1)节药:每年节约阻垢剂0.065吨×300天=19.5吨/年 ,每吨1.5万元,

       每年节约阻垢剂费用29.25万元。

       每年节约杀生剂10吨,每吨2.7万元,年约27万元。

       总计降低药品消耗29.25+27=56.25万元。

    (2)节水:#5机浓缩倍率提高至5倍后,年节水50万吨,

       每吨水为3元折合经济效益150万元。

    3、减排

      #5机浓缩倍率提高至5倍后,其排污水量减少至132吨/h,年可减少排

      污水22万吨,按照污水排放取费0.85元/吨计算,年节约排污费用

      22×0.85=18.7万,减少总磷排放7-8吨。

    4、电耗

      330MW机组电子处理设备实际每天消耗电量53度。因此耗电为:

      53×300=15900度电。电厂电价为0.30元/度,则年耗电为0.477万元。

   

    电子化学协合水处理比单纯化学处理节约费用:

     249(汽耗)+56.25(药剂)+150(节水)+18.7(减排)-0.477(电耗)=473万元

     协合工艺经多电厂使用,产生经济效益均相当可观。附表1为达拉特发电厂#5机应用高节能环保电厂循环法处理循     环水工艺产生效益。

              

                 附表1:达厂#5机协合法处理循环水经济效益表


 四   高节能环保电厂循环水处理应用案例

      达拉特发电厂#2机、#5机、#6机,机组均为330MW。

                 


       

      包头第二热电厂#1、#2机  机组均为200MW。

                 

       

      海勃湾发电厂#5机、#6机,机组均为330MW。