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我公司余热发电废水处理及中水利用工程的介绍

作者:冯士国  … 出处:乐投letou网 更新时间:2014/3/27 9:41:29    热     ★★★

 1   余热发电废水处理及中水利用工程背景
    余热发电中水是指水循环过程的锅炉制水、冷凝器循环水及排出的废水和管道漏水等,中水水量的大小取决于制水量、制水间隔和管道渗漏量其中主要来源为锅炉制水环节的外排水。
    我公司日产5000t熟料生产线于2005年7月开始生产,配套的0.9MW余热发电机组于2006年11月开工建设,从2007年10月投入运行后,经过近一年的调试运行,逐步达到并超过了设计能力。但随着发电量的不断提高,水资源的使用和废水排放量也逐渐增加,水资源的再利用和循环使用问题也变得更加突出:一方面每天余热发电中水废水排放量在400~500m3左右,环保压力较大;另一方面,我公司的生料粉磨系统需要每天消耗近400 m3的自来水,水资源消耗压力较大;同时,回转窑系统循环冷却水和余热发电冷凝器的循环水池每天也需补充一定的新鲜水来保证理想的冷却效果。如果能将中水经过一定的处理后用来满足生料粉磨和余热发电循环水的需要,不仅可减少水资源的浪费,还会产生明显的经济效益,达到废水零排放的目的。
    如何充分利用好余热发电排放废水,变废为宝,节约水资源,是我公司节能减排的重要内容,为此,公司与污水处理专业公司合作,进行了回转窑余热发电排放废水处理及中水利用的技术改造,取得了良好的效果。改造后使余热发电排放的废水和生活污水大部分回用到生料磨及增湿塔作喷淋用水,少部分作为发电系统的循环水补充水。既解决了废水的排放问题,也大幅度减少了水资源消耗,一举两得。该项目从2009年11月动工,于2010年5月建成投用。技改总投资78万元。
2  技改方案介绍
    由于生料粉磨和增湿塔喷淋过程对水质的要求不高,只要不会造成管道喷嘴堵塞即可,因此,技改方案中对这部分用水只需配置过滤装置,进行简单处理就能直接应用;而对用于余热发电循环水则要求较高,其水质不仅要洁净,水的硬度也要小于0.3mol/l,因此需要的处理过程相对要复杂一些,技改方案主要采用充分过滤、离子交换等措施来满足余热发电循环水的指标。
    基于以上情况,技改方案分为两个部分:生料粉磨系统中水利用工程和余热发电系统中水循环利用工程,这两个部分共用一个取水口,但水处理工艺各成体系。取水口都选在余热发电中水排放集中的一个下水井处,一路引入供生料粉磨和增湿塔喷淋用水的中水收集池,另一路则进入供余热发电系统循环补充水的中水收集池,然后通过各自的工艺设备进行处理达标后,再由管道输送至用水点。
2.1  生料立磨及增湿塔的中水回用处理
    生料立磨系统用水的作用主要是为了在磨盘上形成稳定的料层,保证磨机的平稳运行,增湿塔的作用主要是对窑尾高温含尘气体喷淋降温,因此均对水质的要求不高,只要去除中水中的杂质、悬浮物,使之不会造成管道和喷水嘴的堵塞即可,因而处理工艺比较简单。系统工艺流程如图1,设备配置见图2。

 

 

                                     图2   中水处理流程图
    如图2,余热发电外排水和经过处理后的生活污水通过各自的管道流至集水池,再由循环泵抽取至过滤罐经过过滤送到清水池,再由输水泵泵送至水箱供生料磨和增湿塔用水。集水池进水管道均装有阀门,可控制流量或检修时截断水路。
    本系统具有以下工艺特点:
  (1)过滤罐及其水泵配置为两套,一用一备;每套管路都可单独完成输水、反冲等流程,互不干涉;可同时进行一套输水、另一套反冲洗流程,保证在反冲洗的同时也有净水的供应;
   (2)安装了水位自动控制装置,除了反冲洗流程外,实现无人操作;
   (3)输水泵采用变频中控控制,方便调节;
   (4)在输水管路上预留了两个开口用于绿化用水,充分利用了水资源;系统排出的污水进入生活污水处理站,没有造成二次污染;
    (5)操作简单,维护方便。
2.2  余热发电及生产循环冷却水的中水回用处理
    余热发电系统由于冷凝器对循环水的水质要求一是洁净,二是硬度<0.3mol/l,并且水的温度不能太高,否则会影响冷却效果。因此处理过程相对复杂,占地面积也较大。为了有效地利用场地,本系统将中水处理的水池建于地下,泵站置于水池之上,既节约了场地,也缩短了管道长度,结构更加紧凑合理。系统工艺流程如图3,设备及管路配置见图4。

 

 
                        图4 余热发电中水回用系统设备及管路配置

    如图4,余热发电生产过程中排放的含盐废水进入中水回用收集池内,经过过滤、脱盐软化后,达标中水进入软化水池,用于水泥生产线循环冷却水的补水及余热发电循环冷却水的补充水。
本系统具有图1工艺的所有特点,同时还有效的利用了地下空间。其中增加一条用于设备循环水的补水管道,过滤罐、软水罐、水泵等也配置为两套,一用一备,每套管路水位自动控制,可单独完成输水和反冲流程,反冲洗和离子再生流程需现场操作。
    上述2项水资源再利用系统的技术改造,加上原有的生活污水处理统,使所有生产生活废水都经过处理并最终应用于生产,完全实现了我公司污水零排放的目标。
3  实际运行情况
    该工程投入运行后,运行稳定可靠,节水效果明显,尤其是在有几次自来水公司出现故障时,没有因为供水问题导致设备停车,间接地提高了设备运行的连续性和可靠性,应对故障的能力增强。
当然,运行初期由于人员对工艺的熟悉程度不够,出现了几次断水的情况,故障原因如下:
   (1)工艺管道堵塞:包括滤网堵塞、底阀堵塞等;
   (2)水泵运行异常:底阀渗漏引起管道进入空气导致水泵空转、水位控制装置失灵;
   (3)中水水量不稳引起断水等;
   (4)操作不熟练误操作导致断水;
    (5)电气故障导致断水。
    以上情况,随着对操作规程及控制系统的完善,经过操作人员的技术培训和运行经验的不断提高和系统的预防性维修保养,该项工程发生以上故障的机率越来越小,系统设备运行稳定。
4  技改经济效益
    自2010年5月投入运行至2012年6月的两年时间,技改产生的节水节电效益累计已达68.26万元。见表1。
  表1依据公司实际运行统计,生料立磨及增湿塔系统日节水量:20×24=480t,余热发电系统日节水量:≥40t,水费2.4元/t;回转窑年运转率:>96%,生料系统相对运转率:90%,用电量:260 kWh/天,电费:0.56元/kWh。
    按此计算,2010年5-12月节水费用:(240×0.96×0.9×480+240×40)×2.4-30191.6=261918.72元,减去其电费支出(240×0.96×0.9×260×0.56=30191.6元)后,实际节省支出261918.72-30191.6=231727.12元;
    2011年1-12月公司按行业协同停窑三次,总计停窑35天。全年共计节水费用:[(365-35)×0.96×0.9×480+(365-35)×40] ×2.4=360138.24元,减去全年电费支出(365-35)×0.96×0.9×260×0.56=41513.5元,实际节省支出318624.74元;
    2012年1-6月协同停窑45天。其节水费用:[(182-45)×0.96×0.9×480+(182-45)×40] ×2.4=149511.94元,减去电费支出(182-45) ×0.96×0.9×260×0.56=17234.38元,实际节省支出132277.56元。
    以上可以看出,我公司这套余热发电废水处理及中水利用工程投入运行两年以来,总计节约用水32.14万吨,并创造了68.26万元的经济效益,表明技改取得了较好的环境效益和经济效益,并在投资回报期内完全收回投资。

  
    这套余热发电中水处理及再利用系统,技术起点高,产水和补水功能完备,操作简单可靠,节能减排效果好,输水环节实现无人操作和中控集中控制。为国内新型干法水泥生产线配套余热发电系统的中水利用和废水零排放提供了很好的示范作用,具有一定推广价值。


 

来源:乐投letou网

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