600 MW机组渣煤水处理系统运行情况评估

李治国，金伟刚

（浙江省电力试验研究院，杭州 310014）

很多燃煤火力发电厂都建有渣煤水处理装置，并配置灰场作为缓冲。但一些新建燃煤火力发电机组没有灰场，大都采取渣煤水混合处理的模式，渣煤水容易溢流到总排口导致总排口水质超标。针对这种情况，对没有灰场的某燃煤火力发电厂（4×600 MW，3-4号机组）进行了渣煤水系统溢流情况评估，分析了造成渣煤水溢流的原因，对渣煤水处理系统扩容和出水回用等方面提出了相关建议。

1 渣煤水系统运行现状

石子煤密封水、捞渣机链条冲洗水、渣系统轴封水和干灰库杂用水都来自工业水，最终进入灰库浓缩池，灰库浓缩池上清液溢流到回水池，浓缩池和回水池通过底部排污把固体含量大的泥渣水排到沉煤池。煤污水也最终排到沉煤池，处理后出水直接溢流到雨水池排放。

根据全厂水平衡设计图，进入渣煤水处理系统的煤水设计流量为68.5 m3/h，虽然实际煤水流量为46 m3/h，但加上设计时未考虑的渣水排入量，已远远超出该厂现有的渣煤水处理设备容量2×40 m3/h。且渣煤水处理装置处理后出水没有回用，直接外排。

经超声波流量计现场测试，两座沉煤池提升泵的出口流量分别为17 m3/h和26 m3/h，均小于泵额定流量40 m3/h，处理能力偏低。而渣水进入导致沉煤池水位偏高，渣煤水处理系统来不及处理，未经处理的渣煤水直接溢流到雨水沟。

2 系统进出水量评估及水质分析

对3-4号炉渣煤水系统进出水量进行了测试。测试期间4号炉停机，其它机组平均负荷为353 MW，水量平衡图见图1所示。

进入2个沉煤池的渣煤水量总计159 m3/h，其中煤污水量为46 m3/h。由于评估期间正进行全厂的粉尘测试，煤场、输煤栈桥、转运站和碎煤机楼等场地冲洗水用量相当大，所以进入沉煤池的煤水量偏大。

某发电厂曾进行试验，当渣煤水中的Cl-不超过1200 mg/L、Ca2+不超过700 mg/L时，渣煤水出水可作为脱硫工艺水的补充。对该发电厂沉煤池出水水质进行了检测，结果发现渣煤水出水Ca2+为107.24 mg/L，渣煤水出水Cl-为111.12 mg/L，所以在现有的处理条件下，渣煤水出水可以作为脱硫工艺水的补充。

3 渣煤水溢流原因分析

从图1可以看出，进入灰库浓缩池和回水池的渣水主要由渣系统轴封水（71 m3/h）和石子煤密封水（58 m3/h）构成，这两种水量总和达到129 m3/h，大约占发电厂总取水量的1/5，除蒸发、运渣带走外，全部进入渣煤水处理系统，这是造成渣煤水处理系统进水量大的主要原因。

为了降低这两种水量，评估期间进行了试验。在保证设备正常运行的前提下，把相关阀门关小，渣系统轴封水降到了48 m3/h，石子煤密封水降到了35 m3/h，总共降低了46 m3/h，但水量仍偏大。DL/T 5142-2002《火力发电厂除灰设计规程》要求：灰渣泵需要轴封水时，应设专用的轴封水泵。冲渣、冲灰水母管的末端，冲灰水过滤器前后，水力喷射器、冷却水装置及轴封水的人口处，应装设压力表。如某火电厂设置了轴封水泵，而且轴封水入口处有压力监视，经水量测量，4×600 MW机组渣煤水系统轴封水仅为16 m3/h。而该厂的设计不符合规程要求，轴封水直接由工业水泵提供，未设专用的轴封水泵，而且轴封水的入口处，也未装设压力表，导致水量和压力很难控制，运行人员只能保持足够大的流量来防止轴封损坏，所以轴封水量大就在所难免。

目前国内灰渣泵的结构型式及产品质量都在不断改进，不仅叶轮和护套采用了耐磨材料，而且轴封型式也由填料密封改进为副叶轮密封和副叶轮加填料组合式密封等多种密封型式，均无需装设轴封水泵，且节水效果更佳。

4 降低渣煤水系统溢流量的建议

（1）减少渣系统轴封水和石子煤密封水水量，尽可能减少渣煤水处理系统的负担。试验表明，这两种水量通过运行调整是可以减少的，但是要大幅度减少渣系统轴封水，就必须进行设备改造，增设专用的轴封水泵及压力表，加强轴封水到每台泵轴封的压力监视，这样就较易监视轴封水量，在保证设备运行的安全性的同时可以大幅度减少轴封水，既能节约厂区工业水，又能大大缓解渣煤水处理系统的压力。

图1 渣煤水系统水量平衡示意图

（2）将渣煤水处理系统出水用于补充脱硫工艺水。因该厂4×600 MW机组脱硫系统无烟气换热器（GGH）设计，烟气带水量大，工艺水耗量较大，保证值为不超过500 m3/h，目前脱硫工艺水全部来自厂区工业水系统。由于渣煤水处理系统出水和脱硫工艺水水质相近，可将渣煤水处理系统出水作为脱硫工艺水的补充，这样就可以提高废水综合利用率，减少原水取水量，降低发电水耗，又可减少废水的外排，逐步实现废水的零排放，体现经济环保、节能高效的运行模式。如某发电厂把渣溢水作为脱硫工艺水的补充，渣溢水Ca2+浓度控制在700 mg/L以内，Cl-控制在1200 mg/L以内，脱硫设备的腐蚀和堵塞等现象几乎没有出现，实践证明这是一种比较成功的渣溢水回收方式。从水质指标看，该厂渣煤水出水指标好于上述控制指标，应用到脱硫工艺水应该是完全可行的。

（3）对渣煤水处理系统进行扩容。原设计只用于处理煤污水，没有考虑到渣水排入量，设计容量偏小，而且现有设备处理能力也比设备本身额定处理能力小。建议将系统扩容到200 m3/h，同时实现渣煤水处理系统远控操作功能。扩容方式有2种：一是和现有模式相同，渣煤水混合处理，只是把渣煤水系统处理能力增大，渣煤水处理系统处理后出水作为脱硫系统、煤场、转运站以及输煤栈桥等地面冲洗水，不足部分由工业水补足；二是现有设备只用于处理煤水，处理出水作为煤场、转运站以及输煤栈桥等地面冲洗水，新增加处理设备只用于处理渣水，渣水处理后用作脱硫工艺水，渣煤水分开处理，分开回用。这个建议方案需要重新设置渣水池，或者将一个沉煤池隔断，部分用作渣水池，部分用作煤污水池。

5 结语

通过对某火电厂渣煤水系统设计容量、进水量和溢流等情况的分析，可知渣系统轴封水和石子煤密封水量大是造成系统溢流的主要原因，通过分析评估，为今后该类发电厂处理渣煤水系统容量设计提供了参考，提出的对渣系统处理出水回用到脱硫工艺水等建议，具有一定的借鉴意义。

[1] 杨佳珊，黄涛.火电厂废水处理后回用于烟气脱硫系统的可行性[J].东北电力技术，2007（11）∶35-37.

[2] DL/T 5142-2002火电厂除灰设计规程[S].北京：中国电力出版社，2002.