鍋爐除塵水系統改造

馬俊英 （天津天鐵冶金集團焦化工有限公司，天津 300301)

鍋爐除塵水系統改造

馬俊英 （天津天鐵冶金集團焦化工有限公司，天津 300301)

為解決公司鍋爐除塵水系統出現的外排水量增大，影響外排水質問題，對鍋爐除塵水系統進行改造。闡述了鍋爐除塵水系統改造工藝和設備的構造及工作原理。通過增加一臺灰水分離器和清水管道，實現了除塵水系統的循環利用，為公司年節約用生水約22萬t，創造的直接經濟效益約為年58萬元，帶來了較大的經濟效益和社會效益。

鍋爐除塵水 灰水分離器 沉淀 過濾 效益

1 引言

我公司鍋爐除塵水系統從4＃鍋爐投產并連續運行以來，出現了外排水量增大的問題，引起污水系統水位上升，流速降低，在管道中積存大量灰泥，已影響到外排水水質。并且因水位上升，在鍋爐區域地面積水，對建筑物和環境造成不良影響，所以亟需對除塵水系統進行改造。本文對我公司鍋爐除塵水改造工藝和系統水處理設備的構造，以及通過此項改造而帶來的經濟效益與社會效益進行論述，并對設備運行中存在的問題進行分析，提出了解決辦法。

2 鍋爐除塵水系統改造工藝與主要設備

2.1 原系統外排水水量增大的原因分析

造成外排水水量增大的原因是4＃鍋爐的水膜除塵器布水系統采用的是DN15塑料穿孔管，如果使用原有沖渣水則易引起管道堵塞，從而影響除塵效果并造成塑料管因無冷卻水被高溫煙氣燒損，所以在投產時改用中水作為4＃爐的水源。但是4＃鍋爐的除塵水仍排入灰渣池，改變了原有1＃、2＃鍋爐沖渣水和除塵水系統的平衡，引起水池水位抬高而大量外排。外排水量約25 m3/h。

2.2 改造方案

增加一臺灰水分離器和清水管道，利用原有沖渣泵將沖渣池中未能充分沉淀且含有爐渣和細灰的水打入灰水分離器，經灰水分離器沉淀過濾后的清水排入清水池，再用清水泵通過清水管道送入1＃、2＃和4＃鍋爐的水膜除塵器。部分清水還可用于沖灰和放灰水槽（在鍋爐除塵水系統改造中，自行設計制作2個放灰水槽取代了原來的絞籠，這樣可以節省使用絞籠而消耗的電費與維修費用)，灰水分離器的排渣仍進入灰渣池，用抓斗抓出。這樣就實現了除塵水系統的閉路循環，達到節水和減少外排水的目標。除塵水系統改造管路示意圖見圖1。

2.3 灰水分離器設備組成與工作原理

灰水分離器選用宜興市天馬環保工程有限公司生產的TM-100 t/h全自動灰水分離設備。該設備是在分析、總結當代凈水方法的基礎上發展起來的，將沉淀、過濾及反沖洗工序集中于一體的先進高效設備。其處理水量100 t/h，被處理灰水濃度可高達5 000 mg/L，回收清水含懸浮物濃度小于50 mg/L，遠小于排放標準（200 mg/L)。其具有工藝流程合理、處理效果好、凈水成本低、回收清水率高、占地少、投資省、上馬快、便于管理等特點，是各種燃煤鍋爐水力沖灰渣水的最佳凈化設備，可實現閉路循環，節約用水，改善環境。其工作原理如下。

圖1 鍋爐除塵水和系統改造管路示意圖

2.3.1 沉淀區

沉淀采用斜管沉淀。

由公式E=UA/Q可知，當流量（Q)和顆粒沉降速度（u)值一定時，沉降效率（E)與沉淀池的水平面積（A)成正比，可見采用斜管沉淀可提高沉淀效率。另外，“礬花”在上升過程中沿著斜管接觸面積逐漸擴大，流速減低，有利于固液有效分離，從而縮短了沉淀時間。集泥采用斗式濃縮，下滑的泥排至污泥濃縮槽，進一步進行固液分離。排泥采用自動排泥，由時間控制排泥。

2.3.2 全自動過濾區

過濾采用重力過濾，沉淀區與過濾區的清水由高位水箱自然銜接。沉淀區的清水由高位水箱分配至過濾區各個過濾小區，然后通過濾料對原水中殘留的懸浮物進行截留、吸附，從而達到進一步凈化功能。反洗采用虹吸自動反洗，過濾初期，清潔濾層阻力很小，進水與處理水量平衡，但隨著濾料截留雜物越來越多，進水與出水不能平衡，而使多余的存水進入虹吸上升管，當到達輔助虹吸管時，抽氣管將虹吸下降管的空氣抽除，從而形成虹吸，使清水自下而上地通過濾層，對濾層進行反洗。當沖洗一段時間后，虹吸破壞斗的虹吸破壞管進氣，從而破壞虹吸，停止反洗[2]。

3 改造后效益分析

鍋爐除塵水系統改造以最低成本獲得最大的效益為原則，成功地引進和自行投運了灰水分離器并對系統進行了改造。經改造取得了如下效果：減少了除塵水的外排量，減輕了污水管網壓力，提高了外排污水水質;減少了污水泵站淤泥量;避免了除塵管道堵塞，保證了除塵器的正常運行;減輕了沖渣系統管道的磨損，延長了沖渣管道的使用壽命。通過近一年的運行，不管是在項目實施階段，還是投運之后，都直接或間接給公司創造了可觀的經濟效益以及顯著的社會效益。

3.1 經濟效益顯著

3.1.1 系統改造后平均每年增加的灰水分離器使用成本

根據統計分析：新增灰水分離器為靜止設備，基本不存在機械磨損、疲勞損壞等隱患，性能穩定。設備運行操作簡便，無需特殊技術，對原人員稍加培訓即可掌握，無需增加維護人員。按每10年為周期清洗更換部分斜管，清洗、重新篩分濾料計算，一次性投入維護、修理費估計3萬元，故平均每年3 000元，設備的低劣化值取維護、修理費用的5%，即150元，并設設備每年的劣化增量是均等的，則在靜態模式下（不考慮時間價值)設備的經濟使用壽命為：

式中：N——設備的經濟壽命;

P——設備目前實際價值，即系統改造投入的總費用16萬元;

LN——設備的凈殘值（假設為1萬元);

λ——設備的低劣化值。

平均每年的設備使用成本：

式中，CN——設備平均每年的使用成本;

C1——設備使用第一年的運行成本。

3.1.2 平均每年節約的其他設備使用成本

系統改造后，解決了管道、清水泵堵塞問題，減輕了沖渣系統管道的磨損，延長了沖渣管道的使用壽命，降低了檢修頻率，節約了維護費用，另部分清水用于沖灰和放灰水槽（在鍋爐除塵水系統改造中，自行設計制作2個放灰水槽取代了原來的絞籠，這樣可以節省因使用絞籠而消耗的電費與維修費用)。其中單臺絞籠功率2 kW，改造前每天連續24 h運轉，電費按0.6元/h計，所以改造后可節約使用絞籠而消耗的電費為：

3.1.3 年節約用水的效益

與原改造前相比，將外排水（25 m3/h)全部回收再利用，實現了除塵水系統的閉路循環，達到節水和減少外排水的目標。其中節約用中水25 m3/h，節約的中水替代生水全部用于回收車間循環水補水，這樣最終節約生水25 m3/h，年節約資金約為56.9萬元，計算如下（生水水費按2.6元/t計)：

3.2 間接經濟效益和社會效益較大

眾所周知，環保、節能問題越來越受到重視，系統改造后實現了除塵水系統的閉路循環，達到節水和減少外排水的目標，而且解決了管道、清水泵堵塞問題，減輕了沖渣系統管道的磨損，延長了沖渣管道的使用壽命，降低了檢修頻率，確保了運行安全，為公司帶來了巨大的間接效益和較大的社會效益。

4 設備運行中存在的問題和解決辦法

我公司的100 t/h灰水分離器自投用近一年來，運行效果良好，為企業節省了大量的用水，減少了外排污水量。但經一年來的運轉發現該設備仍有不足之處：該設備的入水管為魚刺型排列，即一根主管道兩側共排列12根分管道，其主管及分管上布置若干20 mm小孔用于噴水攪拌灰渣，達到排灰渣的效果。但由于灰渣粒度較大，往往超過20 mm，其小孔很容易被堵，造成灰渣在箱體內大量淤積，使其無法正常工作，嚴重影響了該設備的正常運行。

解決辦法：將箱體的12根支管引出箱外，增加12個球閥，以便于在運行中定期排渣;箱體兩側增加500 mm人孔門各一個，方便檢查和檢修;增加聚合氯化鋁加藥裝置，投加到沉渣池，對進入灰水分離器的灰水進行混凝預沉;鑒于聚合氯化鋁具有腐蝕性，加藥箱加工為玻璃鋼加藥箱，加藥管道使用ABS管材，JZM-500/0.63計量泵進出口閥座、閥座套改為聚四氟材質，閥球改為二氧化鋯材質;在沉渣箱增加排污（灰渣)口一個，定期對箱體底部進行排污。

5 結束語

隨著全球發展戰略的不斷深入及環保意識的不斷加強，當前工業廢水進入了綜合防治、回收利用及總控制階段。為了適應時代發展，廢水治理應從治本開始，綜合治理，避免二次污染，并盡量做到多回收、多利用，變廢為寶。為此，我公司加大投資力度，積極鼓勵節能減排項目的開展，其中鍋爐除塵水系統的成功改造為公司年節約用生水約22萬t，創造的直接經濟效益約為年58萬元。作為一家焦化企業，只有在環保工作上超前謀劃、超前行動，才能為企業可持續發展增添后勁。今后，我們會進一步推廣節能減排，進一步實現廢水“零排放”，努力建設低碳社會。

[1]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M].北京：中國建筑工業出版社，1999：294.

[2]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M].北京：中國建筑工業出版社，1999：348-349.

[3]全國一級建造師執業資格考試用書編寫委員會.建設工程經濟[M].北京：中國建筑工業出版社，2007：77-78.

Modification of Boiler Dedusting Water System

Ma Junying

The boiler dudesting water system was modified to solve the problems of discharge water flow rate increase which affected discharge water quality.The paper expounds the structure and working principle of the modified process and equipment of the water system.A dust and water separator and clean water pipeline were added to achieve the cyclic utilization of dedusting water system.Thus,approximate 220,000 t water was saved annually,converted to about 580,000 RMB,which brought big economic and social benefit.

boiler dudesting water,dust and water separator,precipitation,filtering,benefit

（收稿 2011－06－15 責編 崔建華)

馬俊英，工程師，2002年畢業于包頭鋼鐵學院給排水專業，現在天津天鐵煉焦化工有限公司動力車間工作。