燃气分布式能源站化学水系统设计优化

张征++王惠丰

摘 要：本文经对化学水处理系统在方案选择和布置优化两个方面方面进行详细的介绍，着重对比了综合系统和独立系统、联合布置和分散布置之间的特点，并对比分析了其运行功能性和技术经济性，结果表明综合系统和联合布置方案具有设备利用率高、系统占地少、系统公用性高、管路连接短、建筑体积小、一二期结合率高和工程造价低等优点。因此本工程化学水处理系统采用综合系统和联合布置方案。

关键词：化学水处理 综合系统 联合布置 节省占地投资

中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0062-02

节约用水是我国一项长期的基本国策，燃气分布式能源站的水资源论证批复通常要求采用城市污水处理厂的再生水，促进水资源的高效利用和环境保护。

城市再生水作为循环水系统补水的深度处理和能源站化学水相关的锅炉补给水及热网补充水处理系统、循环排污水处理系统及工业废水处理系统整合成一个水处理岛的设计思路符合建设节约型企业的理念。

工艺设计优化过程需综合考虑合并相同功能的设备并集中配电、控制、现场化验、压缩空气等辅助设施，缩短各系统之间的输送管道、电气和热控专业输送至各系统的厂区电缆，降低了泄漏事故率和检修率，使水岛方案具有更为简便的运行操作管理。

1 工程概况

某燃气分布式能源站规划装机容量4×200 MW级燃气-蒸汽联合循环供热机组，分二期建设，一期工程建设2×200 MW级机组。

循环水补充水水源为：城市再生水，水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，如表1所示。

根据循环水运行工况，再生水石灰软化处理水量为330 t/h，循环水旁流石灰软化系统处理水量为200 t/h。循环水旁流处理出水80 t/h作为锅炉补给水处理系统水源，其余返回循环水系统。循环水经旁流处理后浊度<5NTU、pH：7～8.5、甲基橙碱度（以CaCO3计）<200mg/L[1]。

锅炉补给水水源采用经石灰软化后的循环水排污水。锅炉补给水量14 t/h。补水水质标准为：硬度≈0μmol/L、二氧化硅≤20μg/L、电导率（25℃）≤0.2μs/cm[2]。

2 化学水处理系统工艺方案的选择

该厂全部使用再生水作为电厂的补充水，根据再生水的水质特点，结合全厂水量平衡，在处理工艺及布置上要求统一规划以增加设备的公用性、减少设备投资。预留二期的设备扩建位置。

2.1 方案一：综合系统

综合系统是将循环水石灰软化系统、循环水排污水石灰软化系统、锅炉补给水处理系统及热网补充水处理系统等组成同一系统进行综合设计的方案。其核心原则是统一考虑整个化学水系统的水量水质，实现逐级用水和系统备用的目标。

综合系统的主要流程如图1所示。

2.2 方案二：独立系统

独立系统是将循环水石灰软化澄清过滤系统与锅炉补给水处理系统独立运行。其工艺流程如图2所示。

2.3 综合系统与独立系统优缺点对比表（见表2）

2.4 综合系统与独立系统主要设备投资对比表（见表3）

3 化学水处理系统布置方案的选择

3.1 方案一：集中布置

集中布置方案即将锅炉补给水及热网补充水处理、循环水补水石灰软化澄清过滤处理、循环水排污水旁流过滤处理、工业废水处理4个系统的设备和设施按照功能的要求合并同类项后，集中布置在一个综合性的化学水处理区域内，在布置一期设备的同时，考虑到二期扩建新增设备，预留相应扩建新增设备位置。具体布置如下。

PCF过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、EDI装置、石灰筒仓、脱水机、二氧化氯发生装置、主要水泵及加药设备等布置在室内；各类水箱、盐酸贮存罐、硫酸贮存罐、凝聚剂储存罐、酸洗废水池、回收水池、软水池、超滤水箱、一级淡水箱、除盐水箱、机械加速澄清池等布置在室外。

3.2 方案二：分散布置

分散布置即将上述各系统分别布置在不同的区域内，各系统分别预留二期扩建场地。

3.3 集中布置与分散布置的综合对比表

集中布置与分散布置的各项性能指标详见综合对比表（见表4）。

电气设计方面，对水处理岛内中水处理系统、锅炉及热网补给水处理系统、工业废水处理系统和其他电厂水处理系统的75 kW以下小负荷电机列入MCC段，设置在各单元就地，对大于75 kW的设备将考虑由主厂房电气配电间的PC段统一配电，减少各单元变压器设备和就地电气配电间。控制方面，可以整合为水网集中控制系统，采用一个控制室进行集中控制，便于运行管理，可以节省建筑费用[3]。

4 结语

从表3可以看出，综合系统较独立系统相比节省占地945 m2、节省设备投资74.3万元，且综合系统相比独立系统具有系统简单、碳酸盐浓缩倍率低、设备公用率高、运行管理方便等优点，采用综合系统更加安全可靠、经济合理。化学水综合处理系统集中布置比分散布置共节约占地453.4 m2、节约建筑面积115 m2、节约投资61.3万元，而且减少运行人员、方便运行管理等。因此该项目将再生水、循环水旁流水的石灰软化处理系统综合设计，并将处理设施集中布置的方案更加合理。

参考文献

[1] GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范[S].

[2] GB/T12145-1999火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S].

[3] 韩买良.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint

摘 要：本文经对化学水处理系统在方案选择和布置优化两个方面方面进行详细的介绍，着重对比了综合系统和独立系统、联合布置和分散布置之间的特点，并对比分析了其运行功能性和技术经济性，结果表明综合系统和联合布置方案具有设备利用率高、系统占地少、系统公用性高、管路连接短、建筑体积小、一二期结合率高和工程造价低等优点。因此本工程化学水处理系统采用综合系统和联合布置方案。

关键词：化学水处理 综合系统 联合布置 节省占地投资

中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0062-02

节约用水是我国一项长期的基本国策，燃气分布式能源站的水资源论证批复通常要求采用城市污水处理厂的再生水，促进水资源的高效利用和环境保护。

城市再生水作为循环水系统补水的深度处理和能源站化学水相关的锅炉补给水及热网补充水处理系统、循环排污水处理系统及工业废水处理系统整合成一个水处理岛的设计思路符合建设节约型企业的理念。

工艺设计优化过程需综合考虑合并相同功能的设备并集中配电、控制、现场化验、压缩空气等辅助设施，缩短各系统之间的输送管道、电气和热控专业输送至各系统的厂区电缆，降低了泄漏事故率和检修率，使水岛方案具有更为简便的运行操作管理。

1 工程概况

某燃气分布式能源站规划装机容量4×200 MW级燃气-蒸汽联合循环供热机组，分二期建设，一期工程建设2×200 MW级机组。

循环水补充水水源为：城市再生水，水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，如表1所示。

根据循环水运行工况，再生水石灰软化处理水量为330 t/h，循环水旁流石灰软化系统处理水量为200 t/h。循环水旁流处理出水80 t/h作为锅炉补给水处理系统水源，其余返回循环水系统。循环水经旁流处理后浊度<5NTU、pH：7～8.5、甲基橙碱度（以CaCO3计）<200mg/L[1]。

锅炉补给水水源采用经石灰软化后的循环水排污水。锅炉补给水量14 t/h。补水水质标准为：硬度≈0μmol/L、二氧化硅≤20μg/L、电导率（25℃）≤0.2μs/cm[2]。

2 化学水处理系统工艺方案的选择

该厂全部使用再生水作为电厂的补充水，根据再生水的水质特点，结合全厂水量平衡，在处理工艺及布置上要求统一规划以增加设备的公用性、减少设备投资。预留二期的设备扩建位置。

2.1 方案一：综合系统

综合系统是将循环水石灰软化系统、循环水排污水石灰软化系统、锅炉补给水处理系统及热网补充水处理系统等组成同一系统进行综合设计的方案。其核心原则是统一考虑整个化学水系统的水量水质，实现逐级用水和系统备用的目标。

综合系统的主要流程如图1所示。

2.2 方案二：独立系统

独立系统是将循环水石灰软化澄清过滤系统与锅炉补给水处理系统独立运行。其工艺流程如图2所示。

2.3 综合系统与独立系统优缺点对比表（见表2）

2.4 综合系统与独立系统主要设备投资对比表（见表3）

3 化学水处理系统布置方案的选择

3.1 方案一：集中布置

集中布置方案即将锅炉补给水及热网补充水处理、循环水补水石灰软化澄清过滤处理、循环水排污水旁流过滤处理、工业废水处理4个系统的设备和设施按照功能的要求合并同类项后，集中布置在一个综合性的化学水处理区域内，在布置一期设备的同时，考虑到二期扩建新增设备，预留相应扩建新增设备位置。具体布置如下。

PCF过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、EDI装置、石灰筒仓、脱水机、二氧化氯发生装置、主要水泵及加药设备等布置在室内；各类水箱、盐酸贮存罐、硫酸贮存罐、凝聚剂储存罐、酸洗废水池、回收水池、软水池、超滤水箱、一级淡水箱、除盐水箱、机械加速澄清池等布置在室外。

3.2 方案二：分散布置

分散布置即将上述各系统分别布置在不同的区域内，各系统分别预留二期扩建场地。

3.3 集中布置与分散布置的综合对比表

集中布置与分散布置的各项性能指标详见综合对比表（见表4）。

电气设计方面，对水处理岛内中水处理系统、锅炉及热网补给水处理系统、工业废水处理系统和其他电厂水处理系统的75 kW以下小负荷电机列入MCC段，设置在各单元就地，对大于75 kW的设备将考虑由主厂房电气配电间的PC段统一配电，减少各单元变压器设备和就地电气配电间。控制方面，可以整合为水网集中控制系统，采用一个控制室进行集中控制，便于运行管理，可以节省建筑费用[3]。

4 结语

从表3可以看出，综合系统较独立系统相比节省占地945 m2、节省设备投资74.3万元，且综合系统相比独立系统具有系统简单、碳酸盐浓缩倍率低、设备公用率高、运行管理方便等优点，采用综合系统更加安全可靠、经济合理。化学水综合处理系统集中布置比分散布置共节约占地453.4 m2、节约建筑面积115 m2、节约投资61.3万元，而且减少运行人员、方便运行管理等。因此该项目将再生水、循环水旁流水的石灰软化处理系统综合设计，并将处理设施集中布置的方案更加合理。

参考文献

[1] GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范[S].

[2] GB/T12145-1999火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S].

[3] 韩买良.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint

摘 要：本文经对化学水处理系统在方案选择和布置优化两个方面方面进行详细的介绍，着重对比了综合系统和独立系统、联合布置和分散布置之间的特点，并对比分析了其运行功能性和技术经济性，结果表明综合系统和联合布置方案具有设备利用率高、系统占地少、系统公用性高、管路连接短、建筑体积小、一二期结合率高和工程造价低等优点。因此本工程化学水处理系统采用综合系统和联合布置方案。

关键词：化学水处理 综合系统 联合布置 节省占地投资

中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0062-02

节约用水是我国一项长期的基本国策，燃气分布式能源站的水资源论证批复通常要求采用城市污水处理厂的再生水，促进水资源的高效利用和环境保护。

城市再生水作为循环水系统补水的深度处理和能源站化学水相关的锅炉补给水及热网补充水处理系统、循环排污水处理系统及工业废水处理系统整合成一个水处理岛的设计思路符合建设节约型企业的理念。

工艺设计优化过程需综合考虑合并相同功能的设备并集中配电、控制、现场化验、压缩空气等辅助设施，缩短各系统之间的输送管道、电气和热控专业输送至各系统的厂区电缆，降低了泄漏事故率和检修率，使水岛方案具有更为简便的运行操作管理。

1 工程概况

某燃气分布式能源站规划装机容量4×200 MW级燃气-蒸汽联合循环供热机组，分二期建设，一期工程建设2×200 MW级机组。

循环水补充水水源为：城市再生水，水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，如表1所示。

根据循环水运行工况，再生水石灰软化处理水量为330 t/h，循环水旁流石灰软化系统处理水量为200 t/h。循环水旁流处理出水80 t/h作为锅炉补给水处理系统水源，其余返回循环水系统。循环水经旁流处理后浊度<5NTU、pH：7～8.5、甲基橙碱度（以CaCO3计）<200mg/L[1]。

锅炉补给水水源采用经石灰软化后的循环水排污水。锅炉补给水量14 t/h。补水水质标准为：硬度≈0μmol/L、二氧化硅≤20μg/L、电导率（25℃）≤0.2μs/cm[2]。

2 化学水处理系统工艺方案的选择

该厂全部使用再生水作为电厂的补充水，根据再生水的水质特点，结合全厂水量平衡，在处理工艺及布置上要求统一规划以增加设备的公用性、减少设备投资。预留二期的设备扩建位置。

2.1 方案一：综合系统

综合系统是将循环水石灰软化系统、循环水排污水石灰软化系统、锅炉补给水处理系统及热网补充水处理系统等组成同一系统进行综合设计的方案。其核心原则是统一考虑整个化学水系统的水量水质，实现逐级用水和系统备用的目标。

综合系统的主要流程如图1所示。

2.2 方案二：独立系统

独立系统是将循环水石灰软化澄清过滤系统与锅炉补给水处理系统独立运行。其工艺流程如图2所示。

2.3 综合系统与独立系统优缺点对比表（见表2）

2.4 综合系统与独立系统主要设备投资对比表（见表3）

3 化学水处理系统布置方案的选择

3.1 方案一：集中布置

集中布置方案即将锅炉补给水及热网补充水处理、循环水补水石灰软化澄清过滤处理、循环水排污水旁流过滤处理、工业废水处理4个系统的设备和设施按照功能的要求合并同类项后，集中布置在一个综合性的化学水处理区域内，在布置一期设备的同时，考虑到二期扩建新增设备，预留相应扩建新增设备位置。具体布置如下。

PCF过滤器、活性炭过滤器、超滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、EDI装置、石灰筒仓、脱水机、二氧化氯发生装置、主要水泵及加药设备等布置在室内；各类水箱、盐酸贮存罐、硫酸贮存罐、凝聚剂储存罐、酸洗废水池、回收水池、软水池、超滤水箱、一级淡水箱、除盐水箱、机械加速澄清池等布置在室外。

3.2 方案二：分散布置

分散布置即将上述各系统分别布置在不同的区域内，各系统分别预留二期扩建场地。

3.3 集中布置与分散布置的综合对比表

集中布置与分散布置的各项性能指标详见综合对比表（见表4）。

电气设计方面，对水处理岛内中水处理系统、锅炉及热网补给水处理系统、工业废水处理系统和其他电厂水处理系统的75 kW以下小负荷电机列入MCC段，设置在各单元就地，对大于75 kW的设备将考虑由主厂房电气配电间的PC段统一配电，减少各单元变压器设备和就地电气配电间。控制方面，可以整合为水网集中控制系统，采用一个控制室进行集中控制，便于运行管理，可以节省建筑费用[3]。

4 结语

从表3可以看出，综合系统较独立系统相比节省占地945 m2、节省设备投资74.3万元，且综合系统相比独立系统具有系统简单、碳酸盐浓缩倍率低、设备公用率高、运行管理方便等优点，采用综合系统更加安全可靠、经济合理。化学水综合处理系统集中布置比分散布置共节约占地453.4 m2、节约建筑面积115 m2、节约投资61.3万元，而且减少运行人员、方便运行管理等。因此该项目将再生水、循环水旁流水的石灰软化处理系统综合设计，并将处理设施集中布置的方案更加合理。

参考文献

[1] GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范[S].

[2] GB/T12145-1999火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S].

[3] 韩买良.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint