熱電廠工業水綜合利用的探討

楊 容 （天津長蘆海晶集團有限公司，天津 300455）

一、前言

某電廠是95年投產的熱電聯產的企業自備電廠，配有3臺35t/h中溫中壓鏈條爐，一臺3MW背壓機組和一臺3MW抽凝機組，工業冷卻水系統為半開放式，兩套離水交換法制水系統，以排水明溝結合污水井、排污管道、排污泵進行有序排放，年均耗水量為638850噸。

國家對能源問題越來越重視，對環保要求越來越高。為了企業可持續發展的需要和節能減排降耗的要求，工業水綜合利用和循環應用顯得日益重要。近幾年來，該電廠在工業廢水分類綜合利用方面，采取了一些技術改進措施，開展了相關技改項目，效果顯著。

二、問題點

（一）、三臺35t/h中壓鏈條鍋爐連續排污的高溫排污水直接排入污水溝道。

（二）、抽凝式汽輪機冷卻循環水未綜合利用，冷源損失較大。

（三）、化學水處理車間離子交換制水系統，反洗和再生工藝過程中產生的工業廢水直排。

三、改造方案

（一）、充分利用鍋爐連續排污的水資源

1、由于原三臺鍋爐連續排污是通過鍋爐排污管道，直接排入污水溝道進入污水系統，這部分80℃～85℃的高溫水，每天約50t，就白白流失。該廠區采暖供水為溫度85℃的循環水，補充水10t/h，沖灰水系統需沖灰補充水為300噸/天，這樣只需在鍋爐車間零米層，建立一座20t的敞開式水箱就可以完全把這50t的水資源利用起來，三臺鍋爐的連排管道接入此水箱，冬季此水箱作為廠區供暖的主要補充水源，經采暖利用后，作為沖灰水補充水接入沖灰水系統。

2、利用連排水供暖系統故障的補救措施。

連續排水水量減少時，不能保障供暖與沖灰水補充時，需利用蒸汽直接加熱采暖循環水，同時，通過其他系統進行水源的補充。

（二）、汽輪機循環水綜合利用

冷凝機組綜合熱效率僅為30%～40%，其他的熱量白白損失掉了，而其中最大的就是凝汽器的冷源損失，約占總損失的60%，如何降低熱源損失，提高全廠熱效率，達到節能挖潛的目的，是目前亟待解決的問題。采用汽輪機循環冷卻水供熱的方法能夠取得良好效益和較為成功的經驗。

1、3 MW抽凝機組技術參數

型號：C3-35/5型

生產廠家：杭州汽輪發電機廠

設計排氣溫度:36℃

排氣壓力：0.08Mpa

循環水流量：800t/h

熱網供水溫度：tg≈60℃

供水焓值：hg=251.5kJ/kg

熱網回水溫度：th≈50℃

回水焓值：hh=209.3kJ/kg

循環泵電機：45kw 2臺

冷卻塔風機：22kw 2臺

如果將機組排氣溫度提高到70℃，就可將循環水溫度加熱到60℃以上，盡管水溫不高，但采用低溫大流量的方法，可滿足冬季采暖的要求。

2、用循環水供熱，可帶采暖面積計算

天津市單位采暖面積所需熱量為0.08kw/m2，循環水放出的熱量為9378kw，可供11.7萬m2，原供熱站供熱面積為45000m2，根據理論計算，此方案可行。

3、具體方案

原供熱站設有板式熱交換器3臺，熱水循環泵3臺，補水箱1個，補水泵1臺，該站為廠區所需，工程改造方便，供熱距離較短，壓損小，運行管理方便。

（1）換熱站供熱設備與循環水供熱并聯，可互為備用，互為切換。

（2）通過控制進入冷卻塔循環水量，關停冷卻塔風機，減少循環水量的方式，控制循環水溫度在60-70℃。

（3）組啟停過程中，為保證供熱穩定性，需要進行兩個系統的切換，機組啟動前，采用交換站供熱系統進行供熱，機組正常負荷運行后，在切換到循環水供暖系統。

（4）組在低負荷運行時，循環水溫升減小，不能保證供暖需要時，需要利用交換站內熱交換設備，對系統進行二次補充加熱，以達到公共熱熱系統的溫度要求。

（5）外界氣溫升高，回水溫度升高，切換至原冷卻塔系統，循環水還可以進入冷卻塔循環水系統進行冷卻。

4、安全性問題

主要問題是凝汽器承壓問題，該廠熱用戶處于平原地區，循環水所需壓力不大，回水壓力一般在0.2Mpa，而凝汽器的承壓能力為0.8Mpa，是滿足的，但是為了預防熱網突然解列等特殊情況，采取在熱用戶回水管路上加裝安全閥保證回水壓力不超過0.2Mpa和供熱循環水回路上安裝止回閥的措施。

（三）、化學水處理車間工業廢水的回收利用

該廠水處理車間采用離子交換的一級除鹽水處理工藝。離子交換法是水處理經常使用的一種方法，是利用離子交換樹脂跟水溶液中的陰陽離子發生交換反應而達到交換水中某些離子的目的。離子交換樹脂具有一定的交換容量，在工作到一定程度之后，失去繼續交換水中離子的能力，此時就必須進行離子交換樹脂的復活處理，以恢復其交換的能力，離子交換反應是可逆反應，失效的離子交換樹脂可以再生。

1、再生工藝過程

車間采用逆流再生工藝，再生的過程分為小反洗、進酸進堿、置換、小正洗、大正洗等步驟，幾個工作周期后還要進行一次大反洗，在再生和大反洗的過程中，大量的工業廢水排放到中和池中，這部分工業廢水平均每天約50-80噸，通過排污管道，排放到雨污系統中，白白浪費，造成水資源的浪費，同時造成環境污染，為了充分的利用這部分工業廢水，減少水資源的浪費和環境污染，可以對該部分廢水進行處理后利用。

2、具體方案

（1）小反洗和大反洗產生的廢水主要是含有泥沙的廢水，經過沉淀和靜置處理后即可以用于鍋爐沖灰，水膜除塵，綠化沖廁等用途。

（2）進酸進堿和置換后的酸堿廢水進入中和池進行中和反應，得到弱酸或弱堿性廢水，通過少量的工業燒堿進行調節，得到弱堿性廢水，該廢水呈弱堿性，主要成分是氯化鈉和氫氧化鈉，經過沉淀處理后，可以直接用于鍋爐的水膜除塵、沖灰和煤廠的澆煤，配水等。

3、改造措施

(1)切斷廠區排污系統與化學水處理車間的聯系。

(2)設立兩臺耐腐蝕泵，互為備用，作為化學車間與外界的排水聯系口。

(3)改造化學車間的排水管道，使之與鍋爐的沖灰補水池，煤廠的用水管道等連接。

4、補救措施

（1）中和池的水質根據實際工藝步驟的不同而造成的，需要人工來測定，因此投放的工業燒堿量應該通過計算來確定。

(2)設置中和池溢流管來連接廠內的雨污系統，在排污泵故障或用水需求量少時，排至雨污系統。

四、改造后的效益

（一）節水效益

改造后大量降低沖灰水的用量，全廠用水量由638850t/a將為 600850t/a，節約用水 38000t/a，年節約水費38000*3.5=133000元。

（二）節電效益

按照采暖期4個月120d計算，停用3臺熱循環泵及三臺冷卻塔風機，少消耗電量為：

（30*3+22*2）*24*12=385920kw.h

年節約電費按工業電0.8元每度計算為：

385920 *0.8=308736元/a。

（三）節約工業蒸汽效益

由于采用循環水供熱，節約蒸汽為：

2t/h*24*120=5760t/a。

按照工業蒸汽240元/t計算，節省蒸汽費用為：

5760*240 =1382400元/a

綜合各項改造因素，每年可節省各項費用為：

133000+308736 +1382400=1824136元/a，約為182 萬元/年。

此項改造工程總投資約200萬元，預計2年能夠收回成本。

五、總結

結合該廠實際情況，由于該廠建廠較早，在節能減排方面有很大的潛力可挖，通過對廢水廢熱的綜合利用，可以取得相當不錯的經濟效果。