讓節(jié)水型燃煤電廠更環(huán)保
圖為采用目前國(guó)際最先進(jìn)的正滲透廢水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水零排放的華能長(zhǎng)興電廠“上大壓小”工程。
鮮紅彥/攝
編者按燃煤電廠水資源消耗量大，即便采用空冷代替濕冷，大大減少了耗水，但也僅適用于氣溫較低的寒冷地區(qū)。節(jié)水節(jié)能，是燃煤電廠必須直面的挑戰(zhàn)。
近日，在國(guó)家能源局正式授予“國(guó)家煤電節(jié)能減排示范電站”稱號(hào)的三家電廠中，由浙江院設(shè)計(jì)的浙江華能長(zhǎng)興電廠榜上有名，該電廠的廢水零排放項(xiàng)目，連續(xù)獲得國(guó)內(nèi)外含金量極高的科技獎(jiǎng)項(xiàng)，為煤電節(jié)能減排作出了很有說(shuō)服力的示范。
7月7日，中國(guó)能建浙江院完成的“華能長(zhǎng)興電廠廢水零排放”項(xiàng)目獲得國(guó)資委頒發(fā)的“中國(guó)設(shè)備管理創(chuàng)新獎(jiǎng)”；此前，在4月20日舉行的第十屆全球水峰會(huì)上，該項(xiàng)目還榮獲了“全球最佳工業(yè)水處理項(xiàng)目獎(jiǎng)”，同時(shí)，這也是中國(guó)企業(yè)首次獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。
據(jù)了解，全球水峰會(huì)由全球水務(wù)行業(yè)智庫(kù)國(guó)際水務(wù)情報(bào)于2006年創(chuàng)辦，第十屆全球水峰會(huì)于2016年4月在阿聯(lián)酋阿布扎比舉行。全球水獎(jiǎng)以其公正性、專業(yè)性和高國(guó)際化程度被譽(yù)為業(yè)內(nèi)含金量極高的獎(jiǎng)項(xiàng)，年度最佳工業(yè)水處理項(xiàng)目大獎(jiǎng)是本次峰會(huì)頒發(fā)的年度全球水獎(jiǎng)之一。
因地制宜節(jié)約成本
2014年底，華能長(zhǎng)興電廠廢水零排放項(xiàng)目正式啟動(dòng)。
設(shè)計(jì)過(guò)程中，浙江院采用了國(guó)際最前沿的以正滲透技術(shù)為核心的膜分離工藝，將電廠的廢水和水中雜質(zhì)分離，雜質(zhì)可通過(guò)進(jìn)一步加工得到利用，廢水100%回收利用到鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。采用正滲透系統(tǒng)的運(yùn)行能耗比蒸發(fā)濃縮工藝降低50%-70%，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這一技術(shù)可減少企業(yè)約20%的資金投入和約30%的運(yùn)行成本。
“廢水零排放系統(tǒng)建成后，與節(jié)水型燃煤電廠相比，一年可進(jìn)一步減少對(duì)外排水量12.1萬(wàn)噸，減少COD（ChemicalOxygenDemand，化學(xué)需氧量）排放量約13.75噸/年、懸浮物10噸/年，減少鹽類排放量約3600噸/年，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，既實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，又能保護(hù)環(huán)境，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。”華能長(zhǎng)興電廠廢水零排放項(xiàng)目主設(shè)人、浙江院水務(wù)及環(huán)保室高級(jí)工程師童曉凡向大家介紹道。
該項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，電廠主體工程已經(jīng)建成，零排放系統(tǒng)施工空間很小，很多材料又不能承受施工應(yīng)力，零排放車間距離冷卻塔又非常近，施工難度很大。
項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)因地制宜，根據(jù)復(fù)雜的場(chǎng)地條件，對(duì)零排放系統(tǒng)的深度預(yù)處理設(shè)備“量體裁衣”，首先采用上下階梯式布置模式，減少平面占地，增加了排泥傾角，解決了系統(tǒng)易被污泥堵塞的問(wèn)題。另外，在設(shè)備之間采用最簡(jiǎn)潔的過(guò)渡模式，減少了清洗和維護(hù)工作量。
刪繁就簡(jiǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
電廠末端廢水水質(zhì)是廢水零排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，而長(zhǎng)興電廠在投運(yùn)前，采用了水的循環(huán)使用、梯級(jí)利用以及處理后回用等水務(wù)管理技術(shù)，同時(shí)還采用了煙氣超清潔排放等先進(jìn)技術(shù)，使各用水系統(tǒng)排出的廢水水質(zhì)很難確定。
浙江院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)打破原有思路，對(duì)各用水系統(tǒng)分析，先對(duì)末端廢水水質(zhì)進(jìn)行定性分析，再根據(jù)電廠的原水、煤、石灰石品質(zhì)及電廠用水平衡和運(yùn)行工況，確定電廠的鹽類平衡，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了末端廢水中的鹽類物質(zhì)，對(duì)調(diào)整廢水零排放系統(tǒng)設(shè)備和工藝選型起到?jīng)Q定性作用。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)在末端廢水中實(shí)現(xiàn)了固體和液體分離，讓液體全回用于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，充分利用末端廢水的離子特性，實(shí)現(xiàn)離子間架橋、顆粒度長(zhǎng)大，并形成沉淀，實(shí)際運(yùn)行深度預(yù)處理出水硬度降至零，遠(yuǎn)低于預(yù)估值，也使膜、結(jié)晶器的清洗和維護(hù)工作量大大減少。
除此之外，創(chuàng)新設(shè)計(jì)還采用保持濃度恒定和調(diào)整壓力變化的方法，避免汲取液易揮發(fā)的特性改變其滲透壓，從而影響正滲透系統(tǒng)運(yùn)行；還提出產(chǎn)水塔和濃水塔換熱器的蒸汽利用形式，以回收系統(tǒng)余熱，減少蒸汽的利用率。除了系統(tǒng)啟動(dòng)需要外接水源外，零排放系統(tǒng)用水均來(lái)自本系統(tǒng)相應(yīng)階段產(chǎn)水，整套系統(tǒng)的用水實(shí)現(xiàn)了聯(lián)動(dòng)平衡，且運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)需外接水源。
來(lái)自浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)該廠168小時(shí)試運(yùn)行期間的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值顯示：兩臺(tái)機(jī)組，二氧化硫2.91-5.91毫克/立方米，氮氧化物13.6-15.8毫克/立方米，煙塵3.31-3.64毫克/立方米，優(yōu)于我國(guó)目前在役百萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組。電廠投產(chǎn)一年半，回收的末端廢水約10萬(wàn)噸，目前未對(duì)外排放COD。
此次浙江院在華能長(zhǎng)興電廠采用正滲透技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放，是該技術(shù)在國(guó)際上的首次工業(yè)化應(yīng)用。標(biāo)志著我國(guó)高COD、高含鹽水處理技術(shù)走在了世界最前列，為此類工業(yè)污水實(shí)現(xiàn)“零排放”和無(wú)污染綜合利用創(chuàng)造了條件，并將推動(dòng)各電廠實(shí)現(xiàn)廢水零排放，使廢水零排放走向低投資、低能耗且安全穩(wěn)定運(yùn)行的新時(shí)代。
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