动力区域水系统循环再利用节能减排改造

马俊英

（天津天铁炼焦化工有限公司动力车间，天津 300301)

动力区域水系统循环再利用节能减排改造

马俊英

（天津天铁炼焦化工有限公司动力车间，天津 300301)

天津天铁炼焦化工有限公司动力车间为实现节能减排、降本增效目的，通过采取对污水回用系统改造、锅炉除尘水系统改造和除盐水站酸碱中和废水回收再利用改造等措施，实现了动力区域水系统的循环再利用，为公司节约新水用量约130 t/h，达到了减少污水外排量和节约生产、生活新水用量的效果，并带来了显著的经济效益和社会效益。

污水 锅炉除尘水 中和池废水 沉淀 过滤 改造

1 引言

根据2010年12月6日第54次市长办公会审议通过的《天津市2011—2013年水环境治理实施计划》，天津市3年内完成水环境治理工程即清水工程，要尽快让中心城区包括郊区的河道水满、水清、水流动起来，实现大天津水清。北塘排水河治理工程是本次清水工程的重要组成部分，作为北塘排水河排放户之一的天津天铁炼焦化工有限公司响应国家政策和天津市水环境治理实施计划，在全公司大力开展节能减排、降本增效工作，先后完成了中水回用系统改造、锅炉除尘水系统改造和除盐水站酸碱中和废水回收再利用改造，最终实现了动力区域水系统的循环再利用，减少了污水外排量和节约了大量的生产、生活新水用量。经过改造，在减轻环保压力和节水方面取得了显著成果。

2 改造前概况

图1 动力区域水系统回收循环再利用节能减排改造平面图

改造前，我公司炼焦车间熄焦用水、回收车间循环水补水、锅炉冲灰和放灰水槽用水等全部用新水，全公司的生产、生活用新水平均约350 t/h。而公司的污水、雨水全部外排，污水外排量平均约300 t/h，全部排往北塘排污河。针对上述现状和当前所面临的环保压力，急需对污水进行回收再利用改造;锅炉除尘水系统从4＃锅炉投产并连续运行以来，出现了外排水量增大的问题，引起污水系统水位上升，流速降低，在管道中积存大量灰泥，已影响到外排水水质，并且因水位上升，在锅炉区域地面积水，对建筑物和环境造成不良影响。因此对除尘水系统也急需进行改造。

3 改造内容

面对当前环保压力和市场经营形势，我公司先后完成了中水回用系统改造、锅炉除尘水系统改造和除盐水站酸碱中和废水回收再利用改造。经过上述改造后，全公司的生产、生活用新水降为平均约200 t/h，污水外排量减为平均约150 t/h，改造系统总平面图如图1所示。

3.1 污水回用系统改造

根据我公司污水排放情况，将厂前区（包括公司办公主楼、公司主浴室、自动化车间、职工宿舍)、回收车间、动力车间、炼焦车间、焦油车间、备煤车间、消防队（包括车队)的生活、淋浴用污水由污水排水管道就近改入雨水排水管道，汇集到雨水集水池，共改动以上7处;另将净化间水处理设施排泥、清洗用废水，锅炉分层给煤系统冷却水、炉排后轴冷却水、锅炉框链除渣机水槽溢流水全部引入雨水管道，汇集到雨水集水池。通过以上改动，几乎将公司的全部可回收利用的污水都汇集到雨水泵站集水池，在雨水集水池安装2台4LP-30排水泵，将汇集的各种废水供给污水回用设备（型号：FA-70、TMG-120，处理水量分别为70 t/h、100 t/h)进行处理，处理后的中水再用泵通过中水管道供到用水点。经回收再利用，达到减少污水外排量平均约100 t/h和节约新水用量平均约100 t/h的效果。改造示意图如图2所示。

图2 污水回用系统改造示意图

3.2 锅炉除尘水系统改造

改造方案为增加一台灰水分离器（型号：TM-100 t/h，处理水量100 t/h)和清水管道，利用原有冲渣泵将冲渣池中未能充分沉淀且含有炉渣和细灰的水打入灰水分离器，经灰水分离器沉淀过滤后的清水排入清水池，再用清水泵通过清水管道送入1＃、2＃和4＃锅炉的水膜除尘器。灰水分离器的排渣仍进入灰渣池，用抓斗抓出。这样就实现了除尘水系统的闭路循环，达到节水25 m3/h和减少外排水的目标[2]。

灰水分离器和污水回用设备都是将沉淀、过滤及反冲洗工序集中于一体的先进高效设备，是在分析、总结当代净水方法的基础上发展起来的先进设备，均由沉淀池、滤池、反冲洗和排泥4部分构成。设备构造如图3所示。水处理流程为：进水→底部配水区→斜管→三角型出水堰→出水渠→滤池进水分配槽→进水管→伞型顶盖→滤料层→承托层→配水系统→底部配水区→连通渠→冲洗水箱→出水渠→出水管→清水池。水流方向如图3中箭头所示。反冲洗采用虹吸自动反洗，过滤初期，清洁滤层阻力很小，进水与处理水量是平衡的，但随着滤料截留杂物越多，进水与出水不能平衡，而使多余的存水进入虹吸上升管，当到达辅助虹吸管时，抽气管将虹吸下降管的空气抽除，从而形成虹吸，使清水自下而上地通过滤层，对滤层进行反洗。当冲洗一段时间后，虹吸破坏斗的虹吸破坏管进气，从而破坏个、虹吸，停止反洗[3]。

3.3 中和池废水改造

将除盐水站酸碱中和池酸碱废水由原来外排改为回收再利用。在中和池中增加2条DN15压缩空气管道进行搅拌，以促进酸碱废水充分中和;用碱微调，使中和池废水pH控制在7～ 10;以旧代新安装排水泵1台（型号：DYA50-160A，Q=36 m3/h，H=38 m)，铺设Ф108管道180 m将中和池废水送往炼焦车间熄焦用，进行回收再利用，共回收中和废水200 t/d。

4 改造后效益分析

4.1 经济效益显著

4.1.1 节约用水的效益

与原改造前相比，锅炉除尘水系统改造节约用新水平均约25 m3/h，中水回用系统改造节约用新水平均约100 m3/h，除盐水站中和池废水回用改造节约用新水平均约100 m3/d。共节约新水用量约130 m3/h。年节约资金为274万元，计算如下（水费为2.8元/t计)：

4.1.2 动力设备平均每年消耗的动力费用和检修费用

图3 污水回用处理设备和灰水分离器构造及工作原理

与改造前相比，中水回用系统增加了4台4LP-30立式排水泵，电机功率15 kW，2开2备;锅炉除尘水系统改造与改造前相比，增加1台IS100-65-200单吸离心泵，电机功率18 kW;除盐水泵中和池废水改造与改造前相比，增加1台DYA50-160A液下泵，电机功率11 kW，通过以上改造，污水泵站与改造前相比，由于污水外排量的减少，由2台污水泵长期运行减为1台污水泵长期运行，污水泵型号6LPT-30，电机功率22 kW。

因此改造后与改造前相比每年增加的电能消耗为（电费按0.7元/kW·h计，并假设全年无间断运行)：

根据检修频率，动力设备检修费用与改造前相比增加了约20万元。

4.1.3 水处理静止设备平均每年的设备使用成本

根据统计分析：新增灰水分离器和污水回用设备均为静止设备，基本不存在机械磨损、疲劳损坏等隐患，性能稳定;设备运行操作简便，无需特殊技术，对原人员稍加培训即可掌握，无需增加维护人员。按每5年为周期清洗、更换部分斜管，清洗、重新筛分滤料计算，一次性投入维护、修理费约3万元/台，故平均每年6 000元/台。故1台灰水分离器和2台污水回用设备年总使用成本约为1.8万元/台。

4.2 间接效益和社会效益

众所周知，环保、节能问题越来越受到重视，系统改造后实现了锅炉除尘水系统、中和池废水和生活淋浴用水等的闭路循环，达到了节水和减少外排水的目标，为公司带来了巨大的间接效益和较大的社会效益。

5 结术语

随着我国经济的迅速发展和环保意识的不断加强，国家开始狠抓节能减排。我公司响应国家政策、天津市水环境治理实施计划，积极开展节能减排项目，通过对中水回用系统改造、锅炉除尘水系统改造和除盐水站酸碱中和废水回收再利用改造，达到了减少污水外排量和节约生产、生活的新水用量的效果。经回收改造再利用，最终实现了动力区域水系统回收循环再利用，为公司节约新水用量约130 t/h，创造的直接经济效益为年270多万元，带来了显著的经济效益和社会效益。作为一家焦化企业，只有在环保工作上超前谋划，超前行动，才能为企业可持续发展增添后劲，进一步实现废水“零排放”，建设低碳社会。

[1]马俊英.锅炉除尘水系统改造[J].天津冶金，2011（5)：39-40.

[2]严煦世，范瑾初.给水工程[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，1999：348-349.

Energy Saving and Emission Reducing Revamp of Water System Recirculation and Recovery at Power Supply Area

Ma Junying
(Tianjin Tiantie Coking and Chemical Co.,Ltd,Tianjin 300301,China)

In order to achieve the goal of energy saving and emission reducing,and to lower cost and improve efficiency,the power supply area of Tianjin Tiantie Coking and Chemical Co.,Ltd took improvement measures for sewage recovery system,the watersystem ofboilerdedusting,and the neutralization and water recirculation system of desalted water station to achieve the recirculation and recovery of water system in power supply area.Waste water discharge was reduced and industry and running water saved by 130 t/h,bringing obvious economic and social effect.

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马俊英（1979—)，女，内蒙古人，工程师，主要从事给排水方面的研究工作。

（收稿 2011-12-19 编辑 潘娜)