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分布式能源站锅炉排污水综合利用技术

作者: 时间:2022-10-14 21:19:10 点击:

分布式能源站锅炉排污水综合利用技术


1 、锅炉排污现状

锅炉在运行过程中,锅内水体会不断蒸发浓缩,如果不排污,则会影响锅炉水体水质及传热效率。排污水为机组定排、连排、疏水及事故排水等水体综合体,该水体主要成分为水渣、水垢、污泥等杂质,其中 pH 值、含盐量、碱度、含铁量等指标偏高。大部分能源站将这部分污水处理后排放,二次蒸汽排空,造成资源浪费。其实,该水体可直接利用,或通过沉淀、过滤等处理工艺将其作为厂内其他水源补充,或增设能量回收装置等进行热量回收。

锅炉连排水量占排污水比例最大,由于排污率控制在 5% 以内,以某能源站 14.4MW 单台机组为例,额定蒸发量为 25t/h ,则锅炉排污水流量为 1.25t/h ,每天排放 30t 。定排扩容器工作压力 0.2MPa ,排污水温度 120 ℃,焓值 503.83kJ/kg ,则损失 15114.9kJ( 蒸汽损失的热量不计 ) 。 250 ℃蒸汽焓值为 2878.1kJ/kg ,热费单价为 333 元 /t( 该能源站当前结算的热价 ) ,则每天排污水热量产生的费用计 15114.9 ÷ 2878.1 × 333=1748.8 元。故一年某能源站单台锅炉排污总量为 9900t( 按 330 天计 ) ,损失热量产生的费用 57.7 万元;另外,定排扩容器补加的冷却水成本还未计算在内。如此看来,能源站锅炉排污系统不仅损失大量热量,还增加了运行成本及环境污染。故需进一步改善锅炉运行工况及优化系统工艺,提高能量回收利用率,为能源站创收及减排。

2 、锅炉排污水综合利用技术

2.1

直接利用技术

锅炉排污水碱度比较大, pH 值常为 10 ~ 12 之间。有电厂将其用雾化喷嘴多级喷入烟道,与烟气中的 SOx 与 NOx 反应,可脱硫脱氮;另外,排污水具有一定的温度,可提高硫化物、氮氧化物反应速率及降低烟气温度,有利于烟气的排出扩散。有电厂将排污水汇入蓄热池或者移动蓄能器存储,供给取暖系统。锅炉排污产生的二次蒸汽,可直接去除氧气加热,或作为制冷站补充热源,或混入软化水 / 凝结水 / 除盐水 / 给水系统。

2.2

简单处理利用

有电厂将排污水 (pH=11 ,温度 100 ℃ ) 进入收集池收集,依次经过沉淀、过滤后,水体温度有 80 ~ 90 ℃, pH 平均值为 10.56 ,仍可补给二次采暖管网。有电厂将排污水通过收集池收集降温后再经过沉淀、过滤后,作为脱硫塔工艺水补水或去水力除灰。有电厂将排污水通过换热器加热软化水 / 除盐水 / 给水,减少锅炉燃料消耗;或加热自来水 / 余热水用以居民取暖或洗澡等。这样,还可以减少扩容器冷却水补水量,降低生产成本。锅炉排污产生的蒸汽通过汽泵或冷凝器等设备冷凝,作为电厂凝结水补给或汇入取暖系统。

2.3

深度处理利用

北方较多电厂利用中水作为锅炉补给水水源,锅炉排污水相比中水而言,生化指标较低,杂质成分也没中水复杂,故其利用价值较大。降温的排污水可通过多级过滤 + 膜处理或离子交换树脂技术开展深度处理回用。以下面的工艺流程为例 :


分布式能源站锅炉排污水综合利用技术(图1)

收集池收集的排污水,可结合电厂实际软化水或除盐水工艺作适当调整,不用投入整套设备;同时,也可将反渗透产水回用于循环冷却水系统。

锅炉排污水还可以进入多级降压设备,产生多级蒸汽,进而收集这种品质较差的蒸汽回用于取暖系统或混入补水系统。

3 、锅炉排污水利用技术难点

3.1

水体

锅炉排污水来源较多,水质不稳定。在对排污水综合利用时,应加强对水质监测,避免设备在长期恶劣的环境运行或污染的水质进入锅炉补给水系统。有条件的电厂可以在排污管道上增设取样管,安装电导率表或余氯表来在线监控,保证系统安全。尤其是开展深度处理利用时,该水体最终是要进入锅炉补给水系统的,因此在各个环节应加强对水质监控,必要时可设计旁路进行分流。深度处理工艺可以根据水质实际指标,选择经济性较强的设备设计出技术路线,比如反渗透产水通过阳床 + 阴床 + 混床处理后,能直接达到锅炉补给水,可直接由阳床 + 阴床 + 混床替换反渗透设备。

3.2

蒸汽

锅炉排污水产生的蒸汽品质比主蒸汽差,梯级利用时需要考虑用汽点对品质的需求。比如制冷站对热源的要求较低,可以设计相关管路将排汽输送至制冷站,如果蒸汽压力不够,可以适当补给主蒸汽,以满足用汽需求。蒸汽如果通过热泵或冷凝器回收,应充分考虑蒸汽参数以选择合适的设备材质,避免造成设备损坏。

3.3

流量

锅炉排污水除了连续排污阀是长期维持一定开度外,其他排水阀为定期开启。则扩容器排出来的水量不稳定,故需要进行蓄水,再通过泵输送给用水点。故在泵选型方面应综合考虑,最好统计多个周期内的数据后方可实施。泵选型后,可在泵出口母管上增设流量计,通过调节泵后面的阀门来维持流量,保证系统或用户用水的稳定性。

3.4

水温

有些电厂是直接将锅炉排污水汇入取暖系统,由于水体不稳定会导致水温忽高忽低,影响供暖效果。在排污水汇入取暖系统前需增设一路补水管,通过温度控制来调整补水开度,保证供暖水温。有的电厂是采用换热器回收排污水热量,则需要在热侧 / 冷侧增设温度测点,保证出水侧温度。一旦换热器内部出现管道泄漏,也可以及时发现并处理。

4 、结论

能源站锅炉排污水加以综合利用,可以降低排污量及热污染,提升节能管理水平。另外,将其回用于软化水、除盐水、给水、取暖系统及除氧器、制冷站等设备,降低了来自供热管网蒸汽的供给量,也减少了天然气消耗量及系统加药量,经济效益及社会效益明显。能源站相比传统电厂而言,烟气较洁净,排污量较少。但是,我们应居安思危,充分挖掘节能空间,以应对今后更加严苛的环境要求。

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