再生水深度处理在火电厂中的应用

刘萌

赤峰热电厂有限责任公司 内蒙古 赤峰 024000

摘要：因城市地下水匮乏且水价不断上涨，火力发电厂运行成本逐年提高，为满足国家及省市有关工业用水要求，火力发电厂需要使用城市再生水作为生产水源。赤峰热电厂有限公司新投产的再生水深度处理项目不但满足了企业生产用水需求，而且节约了生产成本，符合国家环保产业政策。因此，再生水深度处理系统对火力发电厂未来的生存发展至关重要。

关键词：水资源　再生水 成本　环保　发展

1.前言

1.1电厂概况

赤峰热电厂有限责任公司（以下简称赤峰热电厂）始建于1958年，六十年代建成投产2x35t/h+1x65t/h链条炉和2x6MW+1x12MW凝气式汽轮发电机组。2007年赤峰热电厂四期扩建工程建成投产2x135MW抽凝式供热汽轮发电机组。

目前赤峰热电厂现装机两台440吨/时循环流化床锅炉机组，总装机容量245兆瓦（原4-7号机组已于2018年8月关停拆除）。现有在职员工706人，退休员工381人，除经营发电外，还承担赤峰市区12家工业生产、生活用汽和中心城区675万平方米居民冬季采暖供热任务，是赤峰市最早实施集中供热并一直承担中心城区主要供热任务的热源单位。

1.2项目概况

根据发展趋势，国家及政府要求工矿企业生产运营必须使用中水或地表水。赤峰热电厂原采用大量地下水作为电厂补水水源，近年来由于水价不断上涨，电厂运行成本逐年提高，同时随着地下水位的下降，水资源的短缺已严重影响到机组的安全运行。根据赤峰市人民政府文件赤政发【2015】9号文，赤峰市人民政府关于印发《赤峰市中心城区加强排水许可和污水处理费征收管理加快再生水利用意见》的通知文件要求，电厂采用城市再生水势在必行。

1.3项目实施前用水情况

1.3.1地下水源概况

赤峰热电厂原采用地下水作为补给水源，建有水源井四座，总出水能力约为1048 m³/h。夏季工业用水量为724m³/h，冬季工业用水量为417 m³/h，年最大用水量约为600×10⁴ m³。

1.3.2再生水水源概况

赤峰市中心城区现有污水处理厂的处理能力为10×10⁴m³/d，电厂目前夏季用水量为625m³/h，冬季用水量为405m³/h，年最大用水量约为500×10⁴ m³，污水处理厂的水量完全能满足赤峰热电厂对生产用水的需求，供水水源可靠。

2.再生水深度处理实施方案

本工程改造后水源由原来地下水变为再生水，经电厂再生水深度处理后的再生水全部直接作为全厂冷却水补到循环水系统，循环冷却水排污再经循环排污水处理系统处理后直接作为锅炉补给水处理系统水源。再生水深度处理系统处理容量为800m³/h，循环排污水处理系统容量为200m³/h。系统流程为：污水处理厂来再生水 → 石灰机械加速澄清池 → 变孔隙滤池 → 全厂循环冷却水补水；循环排污水处理流程为：循环冷却水排污→ 机械搅拌澄清池 → 纤维过滤器 → 锅炉补给水处理系统。

2.1冷却水系统改造

1. 开式循环冷却水系统

高温冷却水不能满足设备冷却要求，通过改造冷却器材质，使得设备满足水质要求，采用开式水冷却，设闭式水换热器，润滑油冷却器和发电机空气冷却器。设备材质采用316L，采用开式水冷却。

2. 闭式循环冷却水系统

其余设备采用闭式水系统进行冷却，开式水通过闭式水换热器对闭式水进行冷却。

3. 工业水冷却水系统

采用中水替代工业水，接入开式水泵入口，经闭式水换热器、冷油器及空冷器冷却后回到冷却塔，作为循环水的补水。

2.2工业水系统

再生水深度处理站出水进入工业水池。工业水池容积为2000m³，配有3台工业水泵，两台运行，一台备用，工业水泵主要向电厂各用户提供工业水，水池及工业水泵均布置于再生水深度处理站内。工业水泵出水通过DN500钢骨架塑料复合管接入原有工业水系统，按照原供水路径接入各用水系统，主要包括循环水系统补给水、化学水处理系统用水等。

2.3 电气部分

本次改造新增一套800t再生水深度处理系统，设置在赤峰A厂冷却塔附近，新增一套200t循环水处理系统，设置在B厂化学水处理车间附近。根据新增再生水深度车间的地理位置及负荷情况，在该车间配电间内设置两台容量为630kVA互为暗备用的变压器，为再生水处理车间内新增用电负荷供电。在新增循环水处理车间内设置MCC段，为循环水车间内新增负荷供电。

2.4 热控部分

再生水处理控制系统采用DCS系统控制，实现在就地控制室及集中控制都能操控的功能。循环水排污水处理系统采用与厂内相同或兼容的DCS系统控制，电子设备间设在循环水排污水处理建筑物内或临近的锅炉补给水处理车间内，循环水排污水处理DCS接入锅炉补给水处理控制系统，在锅炉补给水就地控制室内进行监视和控制。

2.5建筑结构部分

新建再生水处理站及综合间建筑，由三座相连的建筑组成，分别为药品库及加药间一座，综合水泵间及过滤间一座，石灰筒仓间一座。均采用钢筋混凝土框架结构。药品库及加药间，轴线尺寸24.9X22.5m（长X宽），屋顶净标高为6.500m，其中还包括加氯间、储罐间、配电间、化验室等，并在入门处设卫生间，以满足人员使用便利；综合水泵间及过滤间，高跨轴线尺寸17.4X30.6m（长X宽），屋顶净标高为8.500m，低跨轴线尺寸7.5X30.6m（长X宽），屋顶净标高为3.500m。石灰筒仓间为两层建筑，一层为零米到7米，二层为7到15米，轴线尺寸17.4X13.5m（长X宽），屋面标高为7.000m。内设一部钢梯，上到各层。

3.结论及效果

我国以煤为主的能源禀赋，随着燃料和用水价格不断攀升、环保排放标准不断提高等多重因素影响下，迫切需要推进火电厂在管理和技术方面的创新，推动火电产业转型升级。

赤峰热电厂有限责任公司的再生水深度处理项目于2019年10月投产，中水最大处理能力1000吨/小时，通过对再生水进行过滤、消毒等处理工艺后，各项指标满足生产用水要求，除盐水出水率达到70%以上，处理后的出水将替代现阶段使用的地下水，满足全厂生产用水量。该项目的成功实施对我国火力发电厂未来的生存发展具有重要意义，它不但满足了国家及地方政府有关工业用水要求，而且解决了城市再生水水质各项指标无法满足电厂用水需求的问题，节约了电厂生产成本，为地方生态环境保护、水资源保护、水污染防治以及推进社会经济可持续发展作出了积极贡献。

参考文献:

1.DL/T5483-2013火力发电厂再生水深度处理设计规范.中国计划出版社.2013年11月

2.叶江明.电厂锅炉原理及设备.中国电力出版社2015年8月

3.葛红花，张大全，赵玉增,火电厂防腐蚀和水处理,科学出版社,2017年5月。