化学工作在电厂节能降耗中的作用

姜沛灵，李 军，宋向飞，杨武懿

(大唐华银金竹山火力发电分公司，湖南 娄底 417500)

火力发电厂节能降耗的主要目标有节水、废水零排放、降煤耗油耗、烟气达标排放、固废无害化等。火电厂节水主要有两种途径，一是采用节水型的系统，合理分配补水、减少新鲜水补给量；二是充分回收各种废水，重复利用[1]。

大唐华银金竹山火力发电分公司2台600 MW亚临界汽包炉，一台600 MW超临界直流炉，从2018年起展开节能降耗专题攻关行动，从锅炉、汽机等各方面进行节能评估，制定了22项攻关项目方案，其中化学专业的优化项目有汽水指标和机组补水率优化、废水零排放，需要化学配合的项目有冷端优化、深度配煤掺烧等。

1 汽水指标和机组补水率优化

随着火力发电厂容量的逐渐增大，水汽品质的要求就越高。由于机组启停次数多，调峰幅度大，对机组的汽水指标监控十分重要。开展汽水指标和机组补水率优化，在确保机组安全运行的基础上，提高水汽品质，降低腐蚀、结垢、积盐对水气管道的损害，延长清洗周期；降低机组水耗、酸碱耗，降低成本、减少废水总量。

针对机组的实际运行情况，对以下项目进行了优化管理：

1) 加强机组启停阶段的水质监督，做好机组启动的上水阶段冷态冲洗、热态冲洗、汽机冲转并网的水质监督，加强机组停运期间的保养，减少机组启动耗水。

2) 加强机组运行期间汽水指标检测，加强机组在线仪表的维护和保养，确保汽水品质达到技术标准及《火电机组汽水监督导则》要求。优化控制之前，容易出现偏差和故障的在线仪表主要有硅表、溶解氧表，定子冷却水的pH值容易偏低；优化控制之后，硅和溶解氧的合格率达到99.5%以上(仪表维护期间数据不包含在内)，定子冷却水的pH值合格率达到99.9%。

3) 利用机组大小修机会停机检查处理汽包水位计与汽包实际水位偏差问题，处理汽包内部装置缺陷，控制汽包水位在合理范围，防止汽包水偏高运行而导致蒸汽带水，消除#1、#2机组钠离子短时超标问题。

4) 利用#3机组停机消缺机会，消除#3机组凝结水系统缺陷，解决凝结水溶解氧间断性超标问题，在线溶解氧合格率由原来的90%达到99%；更换#3机组汽水取样架部分流量过大的二次门。

5) 化学闭式循环冷却水、真空泵工作液及其他疏水、排污、泄露等都会造成汽水流失，消除跑、冒、滴、漏，对存在内外漏的阀门、设备进行检修或更换，对各种疏水进行回收处理，有利于降低水耗[2]。在机组检修期间，安排对#1、#2机组闭式水系统泄漏管道进行改造，降低泄漏量；优化运行节水技术措施，防止凝补水箱溢水；加强机炉侧泄漏检查，降低凝汽器补水率，机组正常运行期间补水调门开度小于5%。

6) 加强冷却塔冷却水补水排污管控，确保冷却塔水质合格，防止结垢腐蚀发生。

7) 树脂再生时离子交换水处理工艺过程中最重要的环节，再生效果的好坏不仅对其工作交换容量和交换柱出水水质有直接的影响，而且影响交换柱运行的经济性[3]。加强除盐水制水、再生管控，提高周期制水量，减少自用除盐水量，降低酸碱耗与工业废水处理酸碱消耗、减少工业酸碱废水总量。对比优化控制前，水处理平均酸耗由46.6 g/mol降低到40.16 g/mol，碱耗由89.63 g/mol降低到63.86 g/mol，再生节约用酸13.81%，节约用碱28.75%。

8) 运行优化节水技术措施，减少除盐水损失。开展月度水平衡分析，对照设计值查找差距，降低发电综合水耗。对比17年年度机组补水率，#1、#2机组补水率分别下降了0.1%、0.036%；全厂综合补水率下降了0.15%。

2 废水零排放

为了加强管控，降低安全生产风险，对公司生产区域内各类排水及全厂水平衡的情况进行了摸排调查整理，有效回收利用水资源，以达到“废水零排放”的目标，节能降耗。针对实际生产情况，对以下项目进行了优化管理：

1) 分区域收集公司生产区域内各地下埋管(主要指工业废水、生活污水和雨水管道系统)的施工和竣工图纸资料；参照图纸，对划分区域内的各地下埋管走向、各检查井/阀门井逐个打开检查，查清管道直径、管内介质、流向/源头等参数，并逐个做好记录；整理检查情况，分析与原有图纸资料的偏差，完善、修编系统图/布置图等技术资料；根据检查和整理的资料，分析检查发现的安全生产隐患，分析全厂的水平衡，制定废水回收利用的技术方案。

2) 查清工业废水排口的来水，排水量大主要是由于锅炉定排减温水排水大，关闭1、2号炉定排减温水后，工业废水排口流量已降至正常(约10 t/h)，目前1、2号炉定排坑的水已通过回收系统回收至冷却塔回用；加快完成工业废水系统排水回收和含煤废水系统的改造工作；优化系统的运行，减少工业废水总量；进行工业废水系统排水回用作业锅炉房冲渣水源的可行性论证，力争高效回用。

3) 含煤废水的特点是悬浮物浓度高且水质变化大，应单独处理后循环利用。燃运含煤废水处理后的合格清水，除用于生产区域卫生冲洗外，水量多余时，进行回收至冷却塔再利用的可行性论证；对废水回收系统进行改造施工。

4) 对总排管雨水回收到净化站沉淀池利用项目进行改造施工；结合冷却塔检修，更换#1、2机循水回水管放水门，消除内漏至雨排管的水量；全面清查各消防水、生活水、公用水等地下埋管的渗、漏水情况，安排消除漏点。

5) 目前循环水浓缩倍率普遍控制在3～5倍，且排污水量较大。要减少循环排污水量，常用的措施有两种，一是对循环排污水进行脱盐处理；二是优选药剂，采用更高要求的补充水处理工艺，以大幅提高循环水浓缩倍率[4]。理论上可以达到废水零排放，含煤废水回收系统、雨水排水系统仍在改造施工中。

3 冷端优化

在优化过程中，涉及到化学的工作有：

1) 鉴于循环水阻垢剂对凝汽器的影响大且短时间内不容易显现，如果产生不良后果，则消除的时间也较长。进一步深化循环水阻垢剂使用情况的跟踪和研究，防止凝汽器换热管水侧结垢；发现结垢严重时，及时出具方案进行局部化学清除。

2) 对循环水系统进行长期跟踪化验，及时掌握循环水水质情况，循环水化验由原来的一周一次改为隔天一次。发现水质异常趋势，立即进行分析处理。

4 配煤掺烧

本地煤产量下降，来煤结构及节奏和生产实际需求不匹配，存煤结构阶段性不合理，煤种多，不同煤种的主要指标(热值、挥发分、硫分、灰熔点)相差很大，为了获得较为经济的燃煤配比。应加强煤质管理，在煤质偏离设计煤种偏差较大时，能够及时沟通掌握入炉煤质情况，以便采取相应的调整方案，保证锅炉燃烧的稳定[5]。影响锅炉效率的因素有排烟温度、飞回可燃物、炉膛出口烟气含氧量、空气预热器漏风率、炉底灰渣可燃物、锅炉保温等。锅炉燃烧调整应考虑锅炉飞灰和炉渣含碳量等因素综合优化[6]。

在优化过程中，化学相关的工作是做好入炉煤质化验工作、入厂煤质抽查化验工作和飞灰、炉渣样取样化验工作等，保证化验结果的代表性、准确性、可靠性，为配煤掺烧提供可靠的监督参考数据。