某燃煤背压机组锅炉补给水处理系统方案的技术经济分析

崔基伟，刘炳伟，徐秀萍

(国核电力规划设计研究院有限公司，北京 100095)

为保证电厂锅炉补给水处理系统工艺合理、技术先进，实现安全、经济运行，满足环保要求，以合理的投资获得最大的综合经济效益，选择一个技术先进、经济合理的锅炉补给水处理系统至关重要。

1 建设规模及水源

本文涉及工程为建设3×130 t/h循环流化床锅炉和2×12 MW燃煤背压热电联产机组。

锅炉补给水水源采用循环水排污水，采暖季接自辅机循环冷却水回水管道，温度约为15℃，非采暖季接自机辅机循环冷却水供水管道，因此无需设置生水加热器，减小了设备投资和蒸汽用汽损失。同时降低了循环水的浓缩倍数，改善了循环水的运行工况，提高了水资源的梯级使用率，节约了用水，减少了污水排放量。

水质特点为含盐量：～1200 mg/L、耗氧量、悬浮物和硅的含量较低。

2 锅炉补给水处理系统选择

2.1 系统出力

机组各项水汽损失见表1和表2。

表1 采暖季机组各项正常汽水损失

表2 非采暖季机组各项正常汽水损失

根据表1和表2，机组在采暖季的汽水损失大于非采暖季的汽水损失，故锅炉补给水处理系统出力按采暖季机组汽水损失137 t/h设计；采暖季闭式热水网补充水按20 t/h设计；全厂工业水用量按30 t/h设计。

2.2 系统选择

根据原水水质、循环水运行工况及机组对给水品质的要求，本期锅炉补给水处理系统拟选择以下两个方案进行比选：

方案一：混凝澄清+超滤+反渗透+一级除盐+混床处理工艺；闭式热水网补充水拟采用经加碱调pH后的反渗透出水；工业用水拟采用机械搅拌澄清池出水。

热网补充水处理系统、工业水处理系统与锅炉补给水处理系统合并设计。简要工艺流程如下：

循环水排污水→机械搅拌澄清池→清水池→超滤给水泵→超滤装置→超滤水池→反渗透给水泵→反渗透装置→淡水池→淡水泵→强酸阳离子交换器→强碱阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。

方案二：混凝澄清+超滤+两级反渗透+电除盐处理工艺；闭式热水网补充水拟采用经加碱调pH后的一级反渗透出水；工业用水拟采用机械搅拌澄清池出水。

热网补充水处理系统、工业水处理系统与锅炉补给水处理系统合并设计。简要工艺流程如下：

循环水排污水→机械搅拌澄清池→清水池→超滤给水泵→超滤装置→超滤水池→一级反渗透给水泵→一级反渗透装置→一级淡水池→一级淡水泵→二级反渗透装置→二级淡水池→二级淡水泵→EDI→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。

2.3 主要设备选择

系统的主要设备配置如下：

方案一： 2×265 t/h机械搅拌澄清池+4×70 t/h超滤+4×54 t/h反渗透+2×137 t/h一级除盐+混床。正常运行阶段机械搅拌澄清池1用1备，超滤、反渗透3用1备，一级除盐+混床1用1备，短时最大供汽工况时所有设备同时投运。

方案二： 2×265 t/h机械搅拌澄清池+4×70 t/h超滤+4×58 t/h一级反渗透+4×51 t/h二级反渗透+4×46 t/h EDI。正常运行阶段机械搅拌澄清池1用1备，超滤、一级反渗透、二级反渗透、EDI 3用1备，短时最大供汽工况时所有设备同时投运。

2.4 水处理室布置

方案一：锅炉补给水处理室面积为54 m×19 m，其主跨12.5 m，辅跨6.5 m。锅炉补给水处理室与化验楼、脱水机楼呈L型布置，组成一栋独立的建筑。主跨净高9 m，布置有超滤装置、反渗透装置、化学清洗装置、反渗透加药装置、强酸阳离子交换器、强碱阴离子交换器及混合离子交换器。水处理室辅跨净高7 m，设有水泵间、辅助加药间、酸碱计量间和药品储存间。机械搅拌澄清池、清水池、超滤水池、淡水池、除盐水箱及压缩空气罐等均布置在室外。

方案二：锅炉补给水处理室面积为48 m×18 m，其主跨12 m，辅跨6 m。锅炉补给水处理室与化验楼、脱水机楼呈L型布置，组成一栋独立的建筑。主跨净高9 m，布置超滤装置、一级反渗透、二级反渗透和EDI装置。水处理室辅跨净高7 m，设有水泵间、清洗加药间和药品储存间。机械搅拌澄清池、清水池、超滤水池、淡水池、除盐水箱及压缩空气罐等均布置在室外。

2.5 布置方式

方案一与方案二所述的锅炉补给水处理系统与热网补充水处理系统、工业水处理系统和辅机循环冷却水处理系统四个系统的设备和设施按照功能的要求，在合并相同功能的设备和设施后，集中布置在一个综合性的化学水处理区域内，形成水处理中心。集中布置与分散布置相比具有以下显著的优越性：

(1)合并功能相同的设备和设施，提高了设备和设施的综合利用率，减少了设备和设施总量，减小了建筑体积，节约了占地面积。

(2)大量压缩了三个系统间的厂区联络管道。

(3)电气、控制及通讯集中化，提高了系统运行的安全性和经济性，便于运行管理，减少运行值班人员。

(4)降低了设备及建筑等一次性投资，同时由于工程量减小，缩短了施工周期。

3 水处理方案的经济比较

表3 水处理方案的经济比较

注：(1)年运行小时按5500 h计；(2)电费以：0.21元/kW·h计列；(3)运行人员工资7.36万元/a。

4 结论

方案一和方案二的出水水质均满足机组对给水品质的要求，技术上均可行；方案一基建投资和运行费用分别比方案二低500万元和106.3万元/a，方案一比方案二在经济上更合理，所以选择方案一：“混凝澄清+超滤+反渗透+一级除盐+混床”处理工艺作为本工程锅炉补给水处理系统的推荐方案。