火电厂化学专业节能降耗方法探讨.pdf

经验与探讨 湖南电力 第2 9 卷／ 2 0 0 9 年第1 期 火电厂化学专业节能降耗方法探讨 李维腊 株洲华银火力发 电有限公 司，湖南 株洲4 1 2 o 0 5 摘要 对 火电厂生产过程中化学相关专业节约成本和降低排放的必要性和可行性进行 了探讨 ，并总结了化学相关节能减排的方法和措施。 关键词 火电厂；化学；降耗；方法 中图分类号 T M 6 2 l ； x 7 7 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 _ 0 1 9 8 2 0 o 9 0 I D o 5 6 3 ●- ● -0 0 一 l 刖 吾 火电厂化学专业 的成本控制 ，在设备、设施建 设基本完成后 ，主要从化学专业的各生产运行环节 锅炉补给水处理、炉内水处理、废水处理 、循环水 处理和凝结水精处理及化学设备检修维护等相关过 程或环节中进行控制 。 2 运行环节的降耗 2 ． 1 锅炉补给水处理的降耗方法 锅炉补给水处理运行成本主要包括 化学水处 理的药剂成本和有关材料成本及耗电成本。如何进 行成本的控制 ，需要根据不同时期的运行方式的不 同来加 以严格控制，从而达到降低消耗的目的。 2 ． 1 ． 1 降低预处理药剂的消耗 ， 锅炉水处理 的预处理药剂包括混聚剂 如碱 式氯化铝 、聚合铝等 ，以及助凝剂 如聚丙稀酰 胺等 。其成本控制是 以预处理系统 出水合格为前 提 ，在此原则下尽量节约药剂的使用。 该类 药剂 的用量一般情况下与水源水质有关 以地表水为水源的电厂 ，在春夏丰水季节 ，江河水 比较混浊 ，为了使水质达到合格标准 ，处理药剂可 适当多加入 ；而秋冬季 ，江河水 比较清 ，水中悬浮 物少 ，则可以减少药剂加入量 ，从而减少消耗。 目 前有许多电厂地表水水质较好，源水中只需加入混 聚剂就可以使处理水达到合格，因此可以省去助凝 剂药品的费用，降低了运行成本。 2 ． 1 ． 2 控制树脂再生剂的消耗 离子交换除盐再生处理所用到的主要药剂为酸 收稿 日期 2 o o 8 8 - 1 1 和碱 ，对没有采用膜分离技术进行除盐处理的电厂 来说，此项处理药剂费用 占化学运行的总成本较 大。控制该项成本的关键主要是通过运行调试 ，选 择合适 的酸碱再生剂浓度、再生速度 以及对再生时 间长短 的把握。操作时则应根据不同的季节 ，水质 的不同、水温的不同，树脂与酸碱的反应速率的不 同，来控制再生剂 的浓度、用量以及再生 的流速。 春夏季水温高时，适当缩短再生时间，浓度可以降 低 ，用量适当减少 ；秋冬季水温低时 ，则反之。 再生剂的用量还与交换器的运行周期 和树脂运 行时间有关。当交换器中树脂进行过大反洗后，因 反洗而乱层 ，原来没有被完全交换 的树脂不能充分 利用，此时应适当增加再生剂用量。交换树脂的大 反洗周期应尽可能长一些，以减少 因树脂乱层而造 成酸碱的消耗。要延长交换树脂大反洗的周期则在 交换器进水时尽量减少进水 中的杂质包括悬浮物和 胶体硅含量。 2 ． 1 ． 3 对离子交换树脂进行复苏处理 离子交换树脂容易受到水中铁、铜等金属离子 和有机物、油、胶体硅等的污染 。如果源水上游工 、 【 企业较多，则树脂受污染 的程度会更加严重。树 脂污染后其工作交换容量将逐步降低，应当定期对 树脂进行复苏处理，以恢复其交换容量。复苏处理 的方法可以参照有关资料，一般使用氯化钠、次氯 酸钠、酸或者碱分别进行浸泡处理。实践证明，关 键步骤阳树脂用碱、阴树脂用酸浸泡是必要的。经 过复苏处理的树脂 ，其工作交换容量可以恢复 8 O ％ ～9 0 ％。如果 离子交换树脂运行时间过长 一般在 l O 年以上 ，通过复苏方式不能恢复其交 第2 9卷／ 2 0 0 9 年第 l 期 湖南电力 经验与探讨 换容量时，则应当考虑更换树脂，从而降低再生药 剂的消耗。 2 ． 1 ． 4 延长膜的使用周期 采用膜分离技术进行锅炉补给水除盐处理的电 厂，因膜的价格较高 ，其运行成本主要在膜的购置 费用和膜 的更换施工费用上 。膜 的质量和运行方式 都关系到膜的使用周期 ，各企业应根据膜的性能价 格、处理水质、自用水率和排污率等方面进行全面 比较后加以选择 ，以减少或者降低运行成本 。 2 ． 1 ． 5 利用分时电价 对于实行峰谷分时电价的电厂 ，可 以利用低谷 电价时间安排锅炉补给水处理制水 ，高峰负荷时间 则停止 制水 ，以消耗 低价厂用 电、节约高价厂用 电，争取更多的高价电量上 网。 2 。 2 炉内水处理的降耗方法 2 ． 2 ． 1 合理选择炉 内水处理方式 ‘ 对于超高压 、亚临界锅炉 ，炉 内水处理一般采 用低磷酸盐或者平衡磷酸盐处理。对于超临界及超 超临界锅炉，一般不进行炉内水处理 ，而直接在给 水中加入氨水 ，调整 给水 p H值在规定范围。通过 合理选择炉内水处理的方式 ，有效的节省不必要的 加药消耗 。 2 ． 2 ． 2 尽量减少锅炉排污热损失 一 般情况下，为了减少排污损失 ，亚临界锅炉 的连续排污开度可以调整为 3 ％ ～ 5 ％ ，定期 排污 的周期可以为 5天甚至更长时间。有 的厂担心炉水 水质难以控制而在运行中开大连续排污 ，或者增加 定期排污次觌 ，以保证水汽品质 。事实上 ，增加连 排开度、增加定排次数和缩短定期排污周期对控制 水质效果不是很显著。连排的 目的是排掉炉水中悬 浮物 ，其中主要是汽包水位表面悬浮物 ，增加连排 开度将会加大热力设备的热损失。 以除盐水作锅炉补给水的电厂为例 ，特别是设 有凝结水精处理装置的电厂 ，机组给水水质事实上 是 比较纯净的，增加排污虽然可以进一步保证炉水 的水质 ，降低炉管的结垢速率，但 同时也会增大排 污热损失。相对而言，如果采用长期的小排污，虽 然锅炉结垢速率会有所加快，锅炉正常运行热效率 也因结垢而有所降低，同时锅炉结垢到达一定程度 需将进行化学清洗，此种方法是以锅炉水冷壁结垢 的增加而牺牲其传热效率换取锅炉排污损失的减 少。实践经验证明以牺牲锅炉排污热损失而换取 的炉管热效率的提高与以锅炉水冷壁结垢增加牺牲 其传热效率而换取锅炉排污损失的减少和化学清洗 所花费用及时间影响的经济效益这 2种方式之间， 后者更能节约成本 ，获得较好的经济效益。 2 ． 2 ． 3 采用分析纯及 以上的化学药剂 化学炉内水进行各种处理的目的就是使热力系 统的金属能在整个系统介质中不发生腐蚀、结垢或 积盐现象。在此前题下 ，应尽可能减少给水或炉水 中加入的化学药剂，保持设备内部介质水体纯净又 可以节约因加入药剂而增加的成布费用。 对于亚 临界及以下参数的锅炉 ，进行炉水处理 时 ，加入的化学药剂一般采用分析纯及 以上等级 的 药品，以减少进人系统中的杂质 的量，进一步减少 排污损失 。 2 ． 3 精处理混床运行周期与成本的控制 过去，人们都希望凝结水精处理混床运行周期 ．越长越好 ，氨化运行 时间越长 ，向给水中添加的氨 就越少 ，可以节约氨水购置成本 ，同时也可以减少 凝结水精处理混床树脂再生次数，节约再生树脂所 用酸碱 费用。但是 ，实践证 明，氨化运 行时 间过 长，特别是氨__f 匕 运行后期或者是在树脂再生时有混 脂情况出现的混床投入运行中，混床树脂将会在出 水 中释放某些离子 。例如，分离后 阳树脂 中混有阴 树脂时 ，阳树脂再生时这部分阴树脂将会被阳再生 剂 H C l 再生成 c l 型树脂 ，混床运行初期 ，按照离 子交换顺序 ，就会发生 C l 一 被置换 下来被带到炉水 中，造成炉水氯离 子等超标。现在 ，对 于超高压 、 亚临界机组，L般不让高速混床进行完整过程的氨 化运行 ，而对于超临界、超超临界压的直流炉 ，基 本不让其进入氨化运行阶段，以保证水质的合格。 针对不同参数的机组，其精处理混床运行方式的控 制应进行相应调整，从而有效的降低运行成本，保 障水质 的品质。 2 ． 4 加强循环水、 废水处理成本的管理 2 ． 4 ． 1 循环水处理成本的控制 在电厂循环水一般进行加杀菌灭藻剂和阻垢剂 处理，有的还加酸处理。各种药剂的加入以小型试 验和现场工业试验为基础 ，杀菌灭藻剂的加入主要 以循环水系统不产生大量菌类、藻类为目标。如出 现超过规定的菌类或者藻类生长较快，就应当加大 剂量进行处理。菌类和藻类物质的生长也是与气 候、环境温度有关，应当依据其变化作适当进行调 5 7 经验与探讨 湖南电力 第2 9 卷／ 2 0 0 9 年第1 期 整。有的电厂循环水系统菌类和藻类物质生长并不 多，如北方 电厂 ，1年之 内在夏季集 中加 2次杀菌 灭藻剂即能达到要求。 在循环水处理 中，阻垢处理相对比较重要 ，阻 垢剂加入后 ，循环系统介质发生变化 ，要密切关注 系统设备能否适应。对于应进行循环水品质调节如 加酸处理的电厂 ，加酸量的控制应当进行优化 。零 排放的电厂 ，对循环水要进行离子交换除盐处理 ， 同样要用酸碱作再生剂，此部分同本文的2 ． 1 。循 环水处理系统 中，处理所需各类药剂费用与提高循 环水的循环倍率和补水所需费用率之间应通过技术 经济比较 ，确定最佳方式 ，从而减少成本开支。 2 ． 4 ． 2 废水处理成本的控制 废水一般由酸碱再生废水、化学清洗废水、含 煤油废水及生活废水等组成 ，其处理方式也是加混 凝剂、助凝剂进行混凝沉淀处理和酸碱 中和处理。 要尽量利用废水处理设备让废水 自行进行酸碱中和 处理 ，尽量减少外来酸碱的加入 ，这样既节约药剂 成本开支 ，同时又减少水体中盐类物质的进入 ， 、 为一 一 该水的后续使用创造条件。 3 降低检修环 节消耗 化学设备检修成本在电厂化学总费用中占有 比 较大的份 额，各类设 备 的备 品备件如泵 的机械密 封 、离子交换树脂的中排装置、汽轮机油抗燃油滤 油机滤芯 、各类进 口阀门、各类树脂的补充等 ，价 格都 比较昂贵 ，所需成本费用也较大。 降低设备检修成本 ，首先应当使用高质量 、高 性能的设备 ，在招投标或者设备采购时，严把质量 关 ，防止伪劣产品进人 ；其次要做好设备 的维护保 养 ，定期检查设备的运行状况 ，随时掌握设备运行 的第一手资料 ，有问题随时处理 ，将问题解决在萌 芽状态 ；再次要善于总结 ，对于哪些设备容易出现 问题 ，哪些问题 出现频率高 ，在尽可能短的时间内 掌握清楚 ，形成系统的解决方案。 对于部分化学设备的备品配件， 如泵的机械密 封等用 国产与进 口产品进行对 比，选择性能价格比 优者使用。 水处理系统树脂的补充是一项长期的工作，由 于树脂 易发 生 破 碎 ，一 般 年 补充 率 达 到 5 ％ ～ l O ％，因此要降低更换树脂费用，先要确保树脂的 质量，产品要有资质的单位检验合格证，各项指标 58． 特别是圆球率和耐磨率要达到要求；另外防止运行 控制存在问题而造成树脂破碎或者跑漏。同时，要 从严控制树脂的更换决定 ，是在进行大量试验并论 证的基础上作出的。 为节约成本 ，化学设备 中除部分设备随主机组 如取样 、加药、凝结水精处理、油处理和化学在 线仪表设备 一 同进行大小修 以外 ，其他设 备都 可以采用状态检修 的方式 ，在平常加 强维护的同 时，一旦发现影响运行 的问题 ，立 即组织人力集中 处理 ，在短时间内恢复至正常。此种方式既可以避 免材料的浪费，又可以节省人力。 4降低其他环节消耗 4 ． 1 化学试验成本的控制 化学试验成本主要是各类试验 ，包括正常运行 检测试验、非正 常运行试验 ，以及水 煤油灰渣气 汽等的电厂项 目的测定。此类试验主要成本来 源于化 学 药 品、试 验 仪 器 ，还有 部 分 消 耗 材 料 如滤纸等 以及一些防护用品如 口罩、手套 、防 护眼镜等 ，其中所占费用比例较大的主要是一些药 品，如钼酸铵等 ，价格贵、用量相对 比较大。对于 这类试验用品，电厂以年为单位 ，实行邀请多家厂 商进行招议标形式确定供货商 ，以批量形式定货、 分期分批交货 ，以减少成本开支。 4 ． 2 其他方面的成本控制 机组大修的停炉保养 、热力设备化学清洗、发 电机内冷水 的处理净水装置等等 ，其药品的供应也 可以通过招议标 ，采用定时问、定次数、定价格等 方式进行 ，也可 以采用承包方式 ，减 少中间环节 ， 减少变动成本 。同时还可以和一些信誉好、质量优 的单位签定长期供货合 同或者建立合作伙伴 ，并要 求其在价格方 面给予积极优惠。 5 结 语 在当前以科学发展观统领全局和经济全球化过 程中，特别是当前电煤价格大幅攀升，电力企业全 面亏损 ，节能减排更是每个 电力企业义不容辞的责 任，节能降耗也是其努力实现的目标。电厂化学专 业人员也积极发挥主观能动性 ，总结生产中的各种 经验、在本专业范围内，开展各项有益的探索活 动，节约成本、降低消耗，为节能减排、节能降耗 作出 自己的贡献。