分布式能源站鍋爐排污水綜合利用技術(shù)

1、鍋爐排污現(xiàn)狀

鍋爐在運(yùn)行過程中，鍋內(nèi)水體會不斷蒸發(fā)濃縮，如果不排污，則會影響鍋爐水體水質(zhì)及傳熱效率。排污水為機(jī)組定排、連排、疏水及事故排水等水體綜合體，該水體主要成分為水渣、水垢、污泥等雜質(zhì)，其中pH值、含鹽量、堿度、含鐵量等指標(biāo)偏高。大部分能源站將這部分污水處理后排放，二次蒸汽排空，造成資源浪費(fèi)。其實(shí)，該水體可直接利用，或通過沉淀、過濾等處理工藝將其作為廠內(nèi)其他水源補(bǔ)充，或增設(shè)能量回收裝置等進(jìn)行熱量回收。

鍋爐連排水量占排污水比例最大，由于排污率控制在5%以內(nèi)，以某能源站14.4MW單臺機(jī)組為例，額定蒸發(fā)量為25t/h，則鍋爐排污水流量為1.25t/h，每天排放30t。定排擴(kuò)容器工作壓力0.2MPa，排污水溫度120℃，焓值503.83kJ/kg，則損失15114.9kJ(蒸汽損失的熱量不計)。250℃蒸汽焓值為2878.1kJ/kg，熱費(fèi)單價為333元/t(該能源站當(dāng)前結(jié)算的熱價)，則每天排污水熱量產(chǎn)生的費(fèi)用計15114.9÷2878.1×333=1748.8元。故一年某能源站單臺鍋爐排污總量為9900t(按330天計)，損失熱量產(chǎn)生的費(fèi)用57.7萬元；另外，定排擴(kuò)容器補(bǔ)加的冷卻水成本還未計算在內(nèi)。如此看來，能源站鍋爐排污系統(tǒng)不僅損失大量熱量，還增加了運(yùn)行成本及環(huán)境污染。故需進(jìn)一步改善鍋爐運(yùn)行工況及優(yōu)化系統(tǒng)工藝，提高能量回收利用率，為能源站創(chuàng)收及減排。

2、鍋爐排污水綜合利用技術(shù)

2.1 直接利用技術(shù)

鍋爐排污水堿度比較大，pH值常為10～12之間。有電廠將其用霧化噴嘴多級噴入煙道，與煙氣中的SOx與NOx反應(yīng)，可脫硫脫氮；另外，排污水具有一定的溫度，可提高硫化物、氮氧化物反應(yīng)速率及降低煙氣溫度，有利于煙氣的排出擴(kuò)散。有電廠將排污水匯入蓄熱池或者移動蓄能器存儲，供給取暖系統(tǒng)。鍋爐排污產(chǎn)生的二次蒸汽，可直接去除氧氣加熱，或作為制冷站補(bǔ)充熱源，或混入軟化水/凝結(jié)水/除鹽水/給水系統(tǒng)。

2.2 簡單處理利用

有電廠將排污水(pH=11，溫度100℃)進(jìn)入收集池收集，依次經(jīng)過沉淀、過濾后，水體溫度有80～90℃，pH平均值為10.56，仍可補(bǔ)給二次采暖管網(wǎng)。有電廠將排污水通過收集池收集降溫后再經(jīng)過沉淀、過濾后，作為脫硫塔工藝水補(bǔ)水或去水力除灰。有電廠將排污水通過換熱器加熱軟化水/除鹽水/給水，減少鍋爐燃料消耗；或加熱自來水/余熱水用以居民取暖或洗澡等。這樣，還可以減少擴(kuò)容器冷卻水補(bǔ)水量，降低生產(chǎn)成本。鍋爐排污產(chǎn)生的蒸汽通過汽泵或冷凝器等設(shè)備冷凝，作為電廠凝結(jié)水補(bǔ)給或匯入取暖系統(tǒng)。

2.3 深度處理利用

北方較多電廠利用中水作為鍋爐補(bǔ)給水水源，鍋爐排污水相比中水而言，生化指標(biāo)較低，雜質(zhì)成分也沒中水復(fù)雜，故其利用價值較大。降溫的排污水可通過多級過濾+膜處理或離子交換樹脂技術(shù)開展深度處理回用。以下面的工藝流程為例:

收集池收集的排污水，可結(jié)合電廠實(shí)際軟化水或除鹽水工藝作適當(dāng)調(diào)整，不用投入整套設(shè)備；同時，也可將反滲透產(chǎn)水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

鍋爐排污水還可以進(jìn)入多級降壓設(shè)備，產(chǎn)生多級蒸汽，進(jìn)而收集這種品質(zhì)較差的蒸汽回用于取暖系統(tǒng)或混入補(bǔ)水系統(tǒng)。

3、鍋爐排污水利用技術(shù)難點(diǎn)

3.1 水體

鍋爐排污水來源較多，水質(zhì)不穩(wěn)定。在對排污水綜合利用時，應(yīng)加強(qiáng)對水質(zhì)監(jiān)測，避免設(shè)備在長期惡劣的環(huán)境運(yùn)行或污染的水質(zhì)進(jìn)入鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)。有條件的電廠可以在排污管道上增設(shè)取樣管，安裝電導(dǎo)率表或余氯表來在線監(jiān)控，保證系統(tǒng)安全。尤其是開展深度處理利用時，該水體最終是要進(jìn)入鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的，因此在各個環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)對水質(zhì)監(jiān)控，必要時可設(shè)計旁路進(jìn)行分流。深度處理工藝可以根據(jù)水質(zhì)實(shí)際指標(biāo)，選擇經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的設(shè)備設(shè)計出技術(shù)路線，比如反滲透產(chǎn)水通過陽床+陰床+混床處理后，能直接達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水，可直接由陽床+陰床+混床替換反滲透設(shè)備。

3.2 蒸汽

鍋爐排污水產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)比主蒸汽差，梯級利用時需要考慮用汽點(diǎn)對品質(zhì)的需求。比如制冷站對熱源的要求較低，可以設(shè)計相關(guān)管路將排汽輸送至制冷站，如果蒸汽壓力不夠，可以適當(dāng)補(bǔ)給主蒸汽，以滿足用汽需求。蒸汽如果通過熱泵或冷凝器回收，應(yīng)充分考慮蒸汽參數(shù)以選擇合適的設(shè)備材質(zhì)，避免造成設(shè)備損壞。

3.3 流量

鍋爐排污水除了連續(xù)排污閥是長期維持一定開度外，其他排水閥為定期開啟。則擴(kuò)容器排出來的水量不穩(wěn)定，故需要進(jìn)行蓄水，再通過泵輸送給用水點(diǎn)。故在泵選型方面應(yīng)綜合考慮，最好統(tǒng)計多個周期內(nèi)的數(shù)據(jù)后方可實(shí)施。泵選型后，可在泵出口母管上增設(shè)流量計，通過調(diào)節(jié)泵后面的閥門來維持流量，保證系統(tǒng)或用戶用水的穩(wěn)定性。

3.4 水溫

有些電廠是直接將鍋爐排污水匯入取暖系統(tǒng)，由于水體不穩(wěn)定會導(dǎo)致水溫忽高忽低，影響供暖效果。在排污水匯入取暖系統(tǒng)前需增設(shè)一路補(bǔ)水管，通過溫度控制來調(diào)整補(bǔ)水開度，保證供暖水溫。有的電廠是采用換熱器回收排污水熱量，則需要在熱側(cè)/冷側(cè)增設(shè)溫度測點(diǎn)，保證出水側(cè)溫度。一旦換熱器內(nèi)部出現(xiàn)管道泄漏，也可以及時發(fā)現(xiàn)并處理。

4、結(jié)論

能源站鍋爐排污水加以綜合利用，可以降低排污量及熱污染，提升節(jié)能管理水平。另外，將其回用于軟化水、除鹽水、給水、取暖系統(tǒng)及除氧器、制冷站等設(shè)備，降低了來自供熱管網(wǎng)蒸汽的供給量，也減少了天然氣消耗量及系統(tǒng)加藥量，經(jīng)濟(jì)效益及社會效益明顯。能源站相比傳統(tǒng)電廠而言，煙氣較潔凈，排污量較少。但是，我們應(yīng)居安思危，充分挖掘節(jié)能空間，以應(yīng)對今后更加嚴(yán)苛的環(huán)境要求。（來源：廣州發(fā)展分布式能源站管理有限公司，廣東陽江市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所）