长期以来,我国大多数发电厂对汽水取样装置 样水未进行分类回收,导致大量含盐量低、水质好 的样水与循环水、排污水一起排入废水收集设备, 最终被当作工业废水进行处理,使废水处理设备负 荷增大且化学药品投入量增加,既浪费资金,又不 利于节能降耗和环境保护。这主要是由以下3个原 因造成的:一是传统的节能减排意识不强;二是样 水量较少,没有引起电厂足够重视;三是早期电厂 的汽水取样点较分散,若设置样水分类回收装置, 会导致系统较繁琐。
随着电力技术的不断发展进步,电厂汽水在线 监督水平及自动化水平不断提高,各种汽水取样管已实现集中布置,使得汽水取样装置样水的回收利 用成为可能。同时,随着工业化的发展,水资源日 益短缺,人们的环保意识逐渐增强,对含盐量低、水 质好的样水进行回收利用已势在必行。
1 萨拉齐电厂汽水取样装置概况神华神东萨拉齐电厂建设有2×300 MW直接空 冷凝汽式汽轮发电机组[1],采用循环流化床锅炉,2 台机组(1 号、2 号)分别于2011-05-12、08-18 投 运。为了监督汽水品质,在汽水循环系统中设有汽 水采样点,并将各监督点取样管道汇总后集中至汽 机房6.3 m平台上,通过型号为SJZ-300的汽水取样 装置实现集中取样。
汽水取样装置设计为每台机组1套,主要由高 温高压架、恒温仪表架及冷却系统组成。在机组运 行中,采用在线仪表自动分析及手工取样实验室分 析2种方式对锅炉给水、炉水、蒸汽、机组凝结水、疏 水及发电机冷却水等水汽品质进行监督,主要取样 点位及手工取样点样水流量见表 1所示。
| 表 1 取样点分布及水样流量明细[2] |
在建设过程中,为保证汽水取样化验的准确 性,该厂设计汽水取样装置各路样水为连续排放状 态,未按分类回收原则进行样水回收设计,在采集 化验之外的非取样时间段,所有取样水经汇流后直 接进入工业废水处理系统,使品质较好的样水与水 质很差的工业水混合,最终全部按废水进行处理, 不仅造成了除盐水的浪费,还增加了废水处理设备 的运行出力和生产成本,造成一定的经济损失。
3 样水回收的必要性及可行性分析 3.1 必要性汽水取样装置各路样水中,炉水在线二氧化硅 表和蒸汽在线钠表所使用样水经加药后,水质差, 不能再回收利用;而其他样水呈碱性,水温一般在 25~35 ℃,含有微量氨及联胺,含盐量很低,比电导 率小于1.0 μS/cm,SiO2质量浓度一般小于20 μg/L, 属纯水级别的水质,可作为除盐水进行回收利用。
经统计,1 台机组可回收取样点流量合计为 10.5 L/min,按机组年利用小时数5500 h计算,2台 机组每年可回收水量约6930 t。按电厂“反渗透+一 级除盐+混床”锅炉补给水制水工艺直接制水成本 15元/t计算,回收利用取样水,每年可节约成本10.4 万元;若考虑制水设备损耗、维护产生的间接制水 成本5元/t,每年可减少损耗及维护费3.5万元。两 项累加,可节约成本14万元/a。
由以上分析可见,对汽水取样装置中的纯水级 别水质按除盐水进行回收利用,既能避免浪费,又 可降低生产成本,很有必要性。
3.2 可行性结合萨拉齐电厂实际情况,样水回收后可考虑 作为除盐水补充于除盐水系统、闭式冷却水系统或 凝结水系统。具体分析如下。
3.2.1 除盐水系统现场样水取样装置位于主机房的汽机6.3 m平 台上,若将样水回收至除盐水系统,不仅距离化学 水处理设备厂房较远,引入的系统管线较长,使材 料费用增加,而且部分管道需要经过地下管网系 统,施工较复杂。
3.2.2 闭式冷却水系统主机房闭式冷却水箱位于炉侧25 m平台上,冷 却水系统无预留的补水口,需在闭式水箱上添加接 入口,方可将回收后样水引入,施工较复杂。
3.2.3 凝结水系统主机房凝汽器热水井有预留的补水口,与现场 取样装置距离较近,方便回收,且施工简单。
由以上分析可见,将汽水取样装置样水回收至 凝汽器热水井最为可行。
4 改造措施 4.1 改造方案[3]按照将汽水取样装置样水回收至凝汽器热水 井的改造思路,对样水回收流程按清污分流、分类 利用原则进行设计,将炉水在线二氧化硅表、蒸汽 在线钠表及手工取样排水槽排水单独引出,仍按照 原方式直接进入工业废水下水道排放;同时新增样 水回收装置,用于将其余各路样水的人工取样及在 线仪表排水统一收集至样水回收箱(见图 1),并在 水箱设计中增加液位开关热工组件,通过高低液位 信号输出,实现高液位启动或低液位自动停运增压 水泵的功能,最终通过增压水泵将水送至凝汽器热 水井,进入凝结水系统直接回收利用。样水回收箱 结构图见图 2,样水回收流程见图 3所示。
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图 1 样水回收装置改造系统图 |
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图 2 样水回收水箱及相应设备结构 |
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图 3 样水回收流程 |
改造后,对于手工取样部分,取样人员可通过 面板前侧活塞式阀门对手工取样系统进行切换,当 需要手动阀取样时,可通过盘前取样管取样,废水 样流至洗手池,不再回收;当手工取样化验结束时, 让样水通过后面的排水管汇流至集中回收管,通过 自流回收至样水回收箱,样水回收箱液位至高限 时,液位控制系统启动水箱排水泵,将收集的样水 排至0 m真空密封水箱,再由水箱回流至排汽装置 热水井,实现样水回收。对于在线仪表部分,可回 收样水通过仪表测量流通池后,汇流至样水回收 管,集中回收至样水回收箱,最终回流至排汽装置 热水井,实现样水回收。
4.2 工程投资按以上改造方案进行工程设计,2台机组所需 材料明细见表 2,预算投资合计约为4万元。
| 表 2 样水回收装置设备材料 |
萨拉齐电厂于2012年5月对汽水取样装置排 水系统进行了改造,汽水取样装置增加了样水回收 装置,改造后的汽水取样装置整体外观整齐,布置 合理。设备实物见图 4、图 5。2012年6月样水回收 装置投运后,样水回收装置运行稳定,日常维护量小。至2013年8月底,累计回收样水约7500 t,节约 生产成本15万元,基本实现了预计目标。
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图 4 不可回收样水集水池排污管 |
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图 5 可回收样水收集管及样水回收箱设备图 |
萨拉齐电厂汽水取样装置样水回收改造总投 资4万元,改造后的样水回收装置结构简单,完全满 足样水按清污分流、分类利用原则进行回收的要 求;改造后,既避免了浪费,又节约生产成本,而且 通用性较强,可在电厂设计及改造中推广应用。
| [1] | 西北电力设计院.神华神东电力萨拉齐发电厂工程初步设计阶段(第1卷)[R].西安:西北电力设计院,2008:1. |
| [2] | 西北电力设计院.神华神东电力萨拉齐发电厂汽水取样设备合同[R].西安:西北电力设计院,2008:20. |
| [3] | 苏州赛华仪控有限公司.神华神东电力萨拉齐电厂样水回收装置方案[R].苏州:苏州赛华仪控有限公司,2012:1-3. |
2014, Vol. 32 






