循环水处理系统被迫停运的原因分析

陈增润

（中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475000)

1 循环水处理系统概况

某公司2×600 MW机组为国产超临界燃煤机组，机组锅炉最大连续蒸发量为1 950 t/h，因国家环保需要，采用城市污水处理厂深度处理后的循环水(中水)作为机组循环冷却水水源。为此，全厂共设计了3套循环水处理系统以保障机组用水。这3套系统自2009年5月投运以来，多次发生因某个设备故障而使整个系统被迫停运的事故，系统的安全性和经济性得不到保证，严重影响了机组的达标投产验收。

循环水处理系统的工艺流程为：城市污水处理厂的来水(或黄河水)→石灰混凝机械加速澄清池→单室过滤器→清水池→循环水补充水泵→循环水冷却塔。系统正常出力为2 900 m3/h，系统最大出力为3 200 m3/h。

城市污水处理厂的来水(或黄河水)通过长输管线进入循环水处理系统后，与在机械加速澄清池入口管上投加的凝聚剂(聚合硫酸铁)一同进入机械加速澄清池，再与投加的石灰乳及助凝剂(聚丙烯酰胺)搅拌后，形成一定浓度与高度的泥渣层。废水与泥渣层充分接触，实施软化与澄清过程，调节控制澄清池出水口pH在10.3～10.5，浊度小于15 NTU。在出水管道中投加硫酸，控制出水pH在7.5～8.5，出水经曲径混合槽混合自流至单室过滤器以过滤去除悬浮物。在清水池进水前设有二氧化氯投加点，控制清水游离氯含量在0.1～0.2 mg/L。最终出水经过循环水补充水泵提升至循环水冷却塔。

机械加速澄清池内的泥渣经泥浆输送泵输送至污泥浓缩池进行浓缩。上部清液溢流至回收水池；浓缩污泥则通过浓缩池排泥泵输送至污泥脱水机进行泥水分离。干污泥落至污泥脱水机下部的泥斗，由汽车将泥饼运出；清水则流至回收水池，然后经回收水泵重新输送至机械加速澄清池进行处理。

循环水处理过程中，石灰投加系统的设备有：石灰筒仓(直径为6 m，体积为250 m3)、粉仓疏松振打器、星形给料机、螺旋输送器、石灰乳搅拌箱、石灰乳辅助箱和石灰乳泵。

2 循环水处理系统发生的事故

这3套循环水处理系统自2009年5月投入使用以来发生的事故详情如下。

2009-06-05，1号石灰仓石灰溶解箱搅拌机螺旋桨脱落，导致1号循环水处理系统停运1天。

2009-06-08，1号石灰系统螺旋输送机、给料机严重堵塞，导致1号循环水处理系统停运3天。

2009-06-09，3号机械加速澄清池减速机轴承、链条损坏，造成设备严重漏油，无法运行，导致3号循环水处理系统停运10天。

2009-07-02，1号机械加速澄清池底部排污管堵塞提前大修，在池内清出大量施工所留下的泥块、电铁皮、钢管、角铁、焊工手套、焊条、废钢卷尺等杂物，导致1号循环水处理系统停运14天。

2009-07-16，循环水助凝剂1，2号溶解箱堵塞清理，导致1，2，3号循环水处理系统停运4天。

2009-07-27，3号机械加速澄清池因底部排污管堵塞提前大修，在池内清出大量施工所留下的泥块、电铁皮、钢管、角铁、焊工手套、焊条、废钢卷尺等杂物，导致3号循环水处理系统停运13天。

2009-08-02，1，2号螺旋输粉机堵塞，导致1，2号循环水处理系统停运3天。

2009-08-02，2号机械加速澄清池因搅拌机脱落，底部排污管堵塞提前大修，在2号机械加速澄清池内清出大量泥块、电铁皮、钢管、角铁、焊工手套、焊条、废钢卷尺等杂物，导致2号循环水处理系统停运15天。

2009-08-03，2号电动泥斗开关损坏，无法打开，导致2号循环水处理系统停运6天。

2009-08-05，1号污泥脱水机大电机外壳漏电，导致1号循环水处理系统停运4天。

2009-08-07，1，2号助凝剂计量箱底部堵塞，导致1，2，3号循环水处理系统停运4天。

2009-08-08，3号螺旋输粉机堵塞，导致3号循环水处理系统停运2天。

2009-08-09，1号脱水机进泥管堵塞，导致1号循环水处理系统停运7天。

2009-08-09，1号污泥脱水机不排泥，导致1号循环水处理系统停运2天。

2009-08-09，3号机械加速澄清池搅拌叶轮脱落，导致3号循环水处理系统停运2天。

2009-08-10，1号电动泥斗操作开关损坏，无法打开，导致1号循环水处理系统停运1天。

2009-08-10，3号螺旋输粉机石灰污堵，无法启动，导致3号循环水处理系统停运1天。

2009-08-10，1号石灰乳搅拌箱出口门、冲洗水门，无法关闭，导致1号循环水处理系统停运1天。

2009-08-15，3号污泥脱水机振动大，导致3号循环水处理系统停运3天。

2009-08-18，1号脱水机进泥管法兰连接处漏水严重，导致1号循环水处理系统停运3天。

2009-08-19，2号脱水机进泥门门后轴承密封处漏水严重，冲洗水无法进入脱水机内，导致2号循环水处理系统停运3天。

2009-08-20，1，2号浓缩池排泥泵盘根漏水严重，分别更换盘根，导致1号循环水处理系统停运1天。

2009-08-21，3号脱水机漏水严重，导致3号循环水处理系统停运2天。

2009-08-22，3，4号浓缩池排泥泵不出力，导致2号循环水处理系统停运2天。

2009-08-24，2号石灰乳辅助箱浮球漏水，导致2号循环水处理系统停运1天。

2009-08-26，1号脱水机电动泥斗无法开闭，导致1号循环水处理系统停运3天。

3 循环水处理系统故障原因分析

这3套循环水处理系统采用单元制运行，各系统中的同类设备不能互为备用，多次发生因某设备故障而使整个系统被迫停运的事故，而相邻同类设备却闲置无法利用，设备利用率低。

电厂运行方式中主要有集中母管制、切换母管制、单元制和扩大单元制4种方式。循环水处理系统主要有单元制和母管制2种方式。

3.1 单元制的优缺点

优点：系统简单，便于机、炉集中控制，管道最短，管道附件最少，投资最省，同时管道的压力损失及散热损失小，检修工作量小，系统本身发生事故的可能性也最少。

缺点：相邻单元之间不能切换运行，单元中任何一个设备发生故障，该单元就要被迫停运，运行灵活性差。

3.2 母管制的优缺点

优点：系统的稳定性、安全性较高，某主机故障可以直接切除，而不影响其他机炉的运行。还可以采用一炉多机、一机多炉或多炉多机的方式，做到既有足够的可靠性，又有一定的灵活性，并可以充分利用锅炉的富裕容量进行各炉之间的最佳负荷分配。

缺点：管道长、阀门多、投资增加。它适合于参数不太高，机炉容量不完全配合，以及装有备用锅炉的电厂。

这3套循环水处理系统中的石灰投加系统和泥浆输送系统均采用单元制。

(1) 石灰投加系统：石灰筒仓——星形给料机——螺旋输送器——石灰乳搅拌箱——石灰乳泵(1运1备)——机械加速澄清池。

当石灰投加系统中的任何一个设备检修或故障以及2台石灰乳泵同时故障时，其他同类泵无法替代，迫使该系统停运。

(2) 泥浆输送系统：机械加速澄清池排泥——泥浆输送泵(1运1备)——浓缩池——浓缩池排泥——浓缩池排泥泵(1运1备)——脱水机。

当泥浆输送系统中的任何一个设备检修或故障以及2台泵同时故障时，其他同类泵无法替代，同样迫使该系统停运。

此外，循环水处理系统中采用单元制的系统设备还有硫酸计量泵、聚合硫酸铁计量泵、二氧化氯计量泵、脱水剂计量泵、助凝剂计量泵等。这些系统设备均存在不能被相邻系统利用的问题。

4 应采取的措施

4.1 循环水石灰乳泵出口管由单元制改为母管制

将循环水加石灰系统改为母管制时，特意在石灰乳泵出口母管两端设计法兰盲板，当石灰乳泵出口管道堵塞时，打开盲板用水冲洗即可疏通。石灰乳泵出口改为母管制后，6台石灰乳泵都可以供3个机械加速澄清池。

利用三次设备停运检修的机会完成改造工作。首先将1，2号石灰乳泵出口改造为母管制，增加2，3号石灰乳泵出口联络门和石灰乳至1号机械加速澄清池门；然后将3，4号石灰乳泵出口改造为母管制，增加4，5号石灰乳泵出口联络门和石灰乳至2号机械加速澄清池门；最后将5，6号石灰乳泵出口改造为母管制，增加石灰乳至3号机械加速澄清池门，出口母管与4，5号石灰乳泵出口联络门接通，即完成了出口母管制的改造。改造前后石灰乳泵系统变化情况如图1所示。

图1 改造前后石灰乳泵系统变化情况示意

4.2 泥浆泵进口管道由单元制改为母管制

循环水1，2，3号机械加速澄清池排泥管道改造与泥浆输送泵进口管道改造同步进行。先将3台机械加速澄清池的排泥管道割开，然后分别焊接到1个管子(母管)上，最后将6台泥浆输送泵进口管道全部与该母管相连，焊好全部焊口，完成母管制改造工作。改造后的6台泥浆输送泵均可以将任意机械加速澄清池的泥输送到任意一个浓缩池中，实现泥浆输送泵3运3备。

5 改造效果

5.1 循环水石灰乳泵系统

循环水石灰乳泵系统改为母管制后，运行人员可以很灵活地操作石灰乳泵向相邻的机械加速澄清池加石灰乳。当1，2号石灰乳泵全部故障时，打开2，3号石灰乳泵联络门，由3，4号石灰乳泵向1，2号机械加速澄清池供应石灰乳；当1号石灰仓或石灰乳箱故障时，可用2，3号石灰乳箱通过3，4，5，6号泵向1号机械加速澄清池供石灰乳，使每个机械加速澄清池加石灰乳泵由原来的1运1备变为3运3备，甚至2运4备(用2台泵向3个机械加速澄清池供应石灰乳，4个泵备用)，大大提高了设备的可靠性。

5.2 泥浆输送系统

1～6号泥浆输送泵进口管道由单元制改造为母管制后，经过几个月的运行检验，1～6号泥浆输送泵均可排出1～3号机械加速澄清池的泥，使过去的1运1备变为现在的3运3备，还可以把1号机械加速澄清池的泥输送到2，3号浓缩池中。运行人员可以很灵活地操作泥浆输送泵将机械加速澄清池的泥排出，提高了设备的可靠性。

1 火力发电职业技能培训教材编委会．电厂化学设备检修[M]．北京：中国电力出版社，2005.

2 陈志和．电厂化学设备及系统[M]．北京：中国电力出版社，2006.

3 于瑞生，杜祖坤．电厂化学[M]．北京：中国电力出版社，2006.