鍋爐除渣水系統節水改造及經濟性分析

苑維雙

（北京中唐電設備監理有限公司 北京）

鍋爐除渣水系統水耗偏高的主要原因包括溢流水調整過大、水蒸發量高、含灰廢水外排等。因此，除渣水系統節水改造的重點是循環使用除渣系統用水，同時充分利用處理后的廠內工業廢水或生活污水，提高水的回用率，運行中加強對撈渣機溢流水量的精確調整來減少水耗。除渣水系統運行中由于含灰量的不斷增加，因此也應在系統改造中防止除渣水冷卻器、水泵堵塞情況的發生。

一、鍋爐除渣水系統

某電廠300 MW機組選用2臺DG1025/18.2-Ⅱ4型鍋爐，為亞臨界自然循環汽包爐，采用濕法撈渣機固態連續排渣。系統流程及主要設備參數如下：撈渣機為GBL-12AX45型，正常出力（以干渣計）6 t/h，最大出力（以干渣計）30 t/h，正常冷卻水量54 t/h，冷卻水溫度＜60℃；除渣水冷卻器為SHSW600-0.6-75-2B型，換熱面積100 m2，需用冷卻水流量為200 m3/h；渣倉最大容積140 m3，有效貯存容積96 m3。

撈渣機除渣水為封閉循環系統，包括預沉淀池、蓄水池、2臺除渣水泵、過濾器、冷卻器及相應管道。預沉淀池和蓄水池中含灰水外排，運行中通過手動閥門1控制補入撈渣機的補充水量，補充水使用機組循環水。機組運行中除渣水通過管式換熱器經閉式冷卻水進行冷卻后循環使用，見圖1。

二、除渣水系統存在的問題

圖1 撈渣機系統流程圖

（1）撈渣機除渣水在封閉循環中隨運行時間延長，水中的灰渣濃度增加很快。為防止管式換熱器堵塞和除渣水泵堵塞，蓄水池中的含灰水要大量外排且沒有綜合利用，無法有效實現廢水回用及零排放，同時排水中的灰對環境造成污染。

（2）除了除渣水系統含灰水外排外，撈渣機運行過程中水不斷蒸發，使得循環水大量補充入除渣水系統，導致運行中除渣系統水耗增加。

三、除渣水系統改造方案

（1）在2臺鍋爐中間新增容量為160 m3的緩沖蓄水池，蓄水池采用低位混凝土結構。分別在蓄水池底部向上2 m、3.5 m處分別設置高、低水位信號，信號引入除灰控制室做報警，蓄水池側壁3.8 m處設溢流口，溢流水可就近排入附近污水池，隨污水流入污水處理站。蓄水池頂部鋪6 mm厚花紋鋼板做封閉以防止雜物進入，頂部蓋板設置開合口以便檢查處理故障。

（2）在爐前污水處理站廢水母管上引Φ159 mm×4.5 mm水管至蓄水池，作為蓄水池的補充水。補充水分兩路進入蓄水池，一路采用DN150浮球閥做蓄水池水位控制，浮球閥前設手動門和過濾器以保證浮球閥檢修要求和浮球閥水質，另一路設DN150手動閥在浮球閥檢修時使用。

（3）蓄水池上部新增3臺并列布置的除渣水補充水泵，選型為流量150 t/h、揚程40 m的自吸泵，每臺泵出口處設置逆止閥、手動閥和壓力表。補充水泵采用單獨啟動或聯鎖運行方式，當運行泵跳閘或補水母管壓力低于允許值時備用補充水泵自啟動。

（4）補充水泵出口并聯母管為Φ159 mm×4.5 mm的無縫鋼管，分別連接至2臺鍋爐原撈渣機，補充水手動閥門后的管道采用Φ108 mm×4 mm無縫鋼管。在連接2臺鍋爐原撈渣機補充水管道處設置手動總閥門。

（5）撈渣機的開式補充水管路保留，在新增廢水系統出現故障時作為備用水源。在撈渣機封閉水循環系統的沉淀池上增加1臺80HZW-E1型自吸排污泵，與原安裝的自吸泵并列運行，實現1運1備，以增加回水系統運行的可靠性。

（6）將原撈渣機封閉水循環系統排水至雨水井管路封閉，改為連接至廠內污水處理站廢水管道。

系統改造的方案是在原有除渣水閉式循環的基礎上，增加含灰水處理后作為系統補充水，用以替代原有的循環水補充水；將原有的蓄水池排污改為回收至廢水處理站；增加相應的遠控設備，實現新增系統的自動化運行監控要求；在進行系統改造的同時保留循環水作為備用補充水源，提高系統運行安全性，見圖2。

圖2 改造后的撈渣機系統流程圖

四、系統改造后的調試運行

（1）熱工、電氣測點及信號的傳動。新增系統的測點及信號主要有廢水母管壓力、緩沖水池水位（高水位、低Ⅰ水位、低Ⅱ水位）、3臺廢水補充水泵電流、CRT上的水位報警及母管壓力低報警及首出正確、泵運行及跳閘等狀態的報警及首出正確。

（2）新增蓄水池的補水調試。對蓄水池進行補水，驗證廠內污水處理站來水可靠性，試驗水池補水浮球閥的動作可靠性，試驗水位各報警信號的正確性。

（3）補充水泵的調試。3臺補充水泵采用遠方控制形式（其中1、2號為運行泵，3號為備用泵）。水泵聯啟要求為1、2號泵單泵運行或1、2號泵并列運行，當其中一臺泵跳閘后，自動聯啟3號泵，同時跳閘泵發故障信號；補充水泵出口母管壓力低于0.25 MPa時，發母管壓力低信號，延時10 s備用泵聯啟。通過試驗驗證泵的自動聯啟正常。

（4）DCS上的啟停、保護、報警傳動。試驗在DCS上遠控啟停水泵，驗證各報警、首出正確，各聯鎖動作正常。

（5）系統聯調。系統各設備試驗正常后在機組運行中進行除渣水系統聯調，廠內污水處理站運行正常后使用浮球閥自動控制蓄水池水位，啟動補充水泵使出口母管壓力不低于0.25 MPa，開啟鍋爐撈渣機的補充水閥門，觀察撈渣機溢流水情況并進行水量調整，觀察蓄水池浮球閥的自動補水工作正常，逐步關閉開式循環冷卻水至撈渣機的補充水閥門。系統能夠實現穩定運行，相關信號正常，控制正常，實現運行中可靠使用污水進行撈渣機的補水。

（6）水質分析。對循環水和經廢水處理后污水水質分別化驗，對比化驗結果可知使用處理后的廢水不會對除渣水系統設備造成腐蝕，能夠滿足除渣水系統封閉循環的需要，見表1。

通過改造后除渣水系統的調試運行，驗證了改造后的除渣水閉式循環系統能夠替代原有的系統穩定運行，減少了循環水的補充量，全部使用經處理后的廠內廢水，同時撈渣機含灰水排至廢水處理廠處理，實現了運行中廢水零排放，達到了運行中降低水耗的效果。

表1 水質分析對比結果

五、改造效果

改造前機組正常運行中，撈渣機水系統耗水量為150 t/h，使用循環冷卻水作為除渣水系統補充水，則需通過向循環冷卻水系統補充中水。按機組使用中水價格為2.6元/t，年運行7000 h計算，每年消耗中水量為1 050 000 t，每年所需中水費用為273萬元。

通過對除渣水系統的改造，機組運行期間充分利用廠內污水處理站的廢水作為除渣水系統補水，減少了中水消耗。除渣水系統補充水主要是蒸發損失，使水耗降低至10 t/h以下。每年水消耗所需中水費用降低至18.2萬元，不但實現了廠內廢水的綜合利用，同時提高了除渣水系統運行可靠性。通過除渣水系統一體化改造降低了發電能耗，減少廢水排放對環境的污染，也為企業創造了節水效益。