原云霞

（晉城市煤業(yè)集團古書院礦， 山西 晉城 048000）

引言

鍋爐運行中，由于鍋水不斷地蒸發(fā)、濃縮，鍋水中的含鹽量不斷增加。同時，鍋筒底部的爐水所含的泥渣、水垢等到沉積物的濃度也會越來越高。通過定期排污和連續(xù)排污，可使鍋筒內的泥渣等沉積物隨爐水排出爐外，防止鍋筒中集結水垢，影響鍋爐的水循環(huán)和傳熱效率，從而保證鍋爐安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟運行。但是，排污水中除含有少量的水垢、泥沙等沉積物以外，絕大部分是含有大量熱能的軟化水。這部分水的排放，會造成熱能和水資源的浪費。

經(jīng)查閱資料，鍋爐的排污率一般為10%，即1臺10t鍋爐，排污量約為1t／h。

1 項目方案設計

1.1 項目實施背景

晉城煤業(yè)集團古書院礦（以下簡稱古書院礦）共有3個鍋爐房，16臺鍋爐，140t。采暖期為每年11月1日到下一年的4月1日，每年共計5個月，一般運行120t，一個采暖期排污量約為，4萬余t（120t×10%×24h×150d＝439 200t）。

實施前，這些排污水全部排入下水道。其工藝流程如圖1所示：連續(xù)排污水經(jīng)連續(xù)排污膨脹器排入沉淀池，定期排污水直接排入沉淀池，經(jīng)自然沉淀后排入下水道。造成了熱污染，存在著熱能和水資源的浪費。

圖1 排污工藝流程圖

另外，古書院礦的3個鍋爐房共有5臺連續(xù)排污膨脹器，這5臺連續(xù)排污膨脹器已無法正常使用。連續(xù)排污膨脹器作用是將排污水中的蒸汽和水分離，將蒸汽二次回收利用，將水排出?，F(xiàn)在這些膨脹器已不能分離蒸汽和水，蒸汽無法回收利用，連汽帶水直接排至下水道，造成了熱污染，嚴重浪費熱能。

1.2 項目實施思路

為了從排污中減少損失，節(jié)約能源，古書院礦工程科提出了“鍋爐排污水回收與利用”項目，其實也就是如何回收和處理；回收后要用到什么地方兩個問題。制定實施方案前，古書院礦工程科先進行了調查和研究。

首先，了解同行業(yè)在鍋爐排污水回用方面的做法?，F(xiàn)在國內部分熱電廠對鍋爐排污水的回收利用方法為：每臺鍋爐安裝1套排污回收裝置，排污回收裝置由二次換熱器，電動調節(jié)閥，排污控制傳感器組成。連續(xù)排污水進入二次換熱器高溫側進口，換熱后的低溫水用于除塵用水；軟化水進入換熱器的低溫側進口被加熱后進入鍋爐補水箱，供鍋爐補充水使用。這樣，鍋爐運行中的排污水及含有的熱量分別進行回收再利用，同時實現(xiàn)排污自動控制。但這樣的回收方法對于采暖鍋爐而言投資較大，而我們的目標是想用簡單、實用的設備同時回收排污水及水中的熱量，做到投資小，收益大。

其次，考慮將回收處理后的水作為水暖系統(tǒng)的補充用水，并對古書院礦供暖系統(tǒng)2009—2010年采暖期的補水量進行了統(tǒng)計，如表1所示。

表1 采暖期的補水量的統(tǒng)計

由表1看出，一個采暖期古書院礦供暖管網(wǎng)的補水量在10萬t以上，這些水全部是常溫的軟化水。

第三，對鍋爐排污水的水質進行了分析。硬度小 于 0.1mmol／L；pH 值：11；全 堿 度 大 于26mmol／L；水溫：100℃；固體懸浮物：200mg／L。從水質數(shù)據(jù)來看，硬度、pH值、全堿度都可滿足補水水質要求，只有固體懸浮物指標過高，需將渾濁的排污水進行過濾。

經(jīng)過調查研究，結合古書院礦自身的供暖現(xiàn)狀，確定了項目的總體思路：將鍋爐排污水回收處理，處理后的水全部補入供暖管網(wǎng)，處理后的水質必須達到供暖管網(wǎng)的補水水質要求。這樣做的優(yōu)點：第一，排污水的熱量和水資源同時回收；第二，可間接降低煤耗、電耗及設備損耗；第三，可降低制做軟水的鹽耗；第四，抑制管網(wǎng)系統(tǒng)金屬腐蝕，延長管網(wǎng)使用壽命，降低管網(wǎng)維護成本。

1.3 項目實施步驟

1）改造東10t爐的3臺連續(xù)排污膨脹器，安裝水位控制裝置，保持膨脹器內水位，形成水封，將水和蒸汽分開，以恢復膨脹器的應有作用。

2）制定水處理及回用工藝流程如圖2所示。鍋爐排污水先進入低位收集箱，然后通過提升泵提到隔板沉淀池，提升泵可根據(jù)收集箱液位自動運行；排污水在隔板沉淀池中進行20～30min的沉淀，沉淀后的污泥掉入沉淀池底部的收集斗中，清水進入過濾器，經(jīng)微孔陶瓷膜過濾后，進入凈水箱，再通過系統(tǒng)補水泵將水補入供暖管網(wǎng)。陶瓷過濾器需要定期反洗；沉淀在收集斗中的污泥和收集水箱底部的排污管需定期排放，直接排入濕式除渣機的機槽內，隨爐渣一起處理；隔板沉淀池、過濾器、凈水箱做成鋼制設備并進行保溫。整個水處理過程約40min，水溫在整個處理過程中損失約10℃。

圖2 水處理及回用工藝流程圖

3）工藝過程控制。第一，低位收集箱安裝液位控制器，提升泵根據(jù)液位高水位啟動、低水位停止，實現(xiàn)自動運行。第二，安裝陶瓷膜過濾器自動反沖洗控制裝置，每天定時自動反沖洗。第三，保證凈水箱液位，當凈水箱液位低于定值時，自動啟動補水泵，向凈水箱內補充軟水，以滿足采暖管網(wǎng)系統(tǒng)補水需求。

4）工藝要求。第一，陶瓷膜過濾去除濁度。陶瓷過濾膜也稱CT膜，是固態(tài)膜的一種，具有化學穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機溶劑，機械強度大，可反向沖洗，耐高溫，孔徑分布窄，分離效率高，不易堵塞等特點。目前在食品行業(yè)、生物行業(yè)、環(huán)境工程、化學工業(yè)、石油化工、冶金工業(yè)等領域得到了廣泛的應用。陶瓷膜與同類的制品相比，造價昂貴。根據(jù)鍋爐排污水水溫較高的特點，過濾器選用陶瓷過濾膜，過濾精度可達到0.5μm，完全滿足采暖管網(wǎng)用水標準。為便于清洗過濾器內的污垢，設計采用水流由下向上流，過濾膜置于設備的上部，懸掛布置，這樣由于重力的作用，污垢不易吸附于過濾膜外表面，在反洗過濾膜時，也更易清洗。第二，全程保溫。為了達到既定的回收效果，在管道敷設的過程中將管道、水箱全部進行保溫處理，最大程度的降低排污水在流動的過程中的熱損失以及在水箱中的散熱損失，達到鍋爐排污水熱量回收利用的最佳效果。

2 應用實例

1）2010年在古書院礦東10t鍋爐房實施了該項目。該鍋爐房共有8臺10t爐、1臺6t爐。2010年7月至同年10月所有設備包括排污水收集池、經(jīng)過處理后的集水箱、2臺提升泵、陶瓷膜過濾器、2個隔板沉淀池及所有管道全部進行了安裝、調試，3臺連續(xù)排污膨脹器進行了檢修，恢復其正常作用。水處理設備于2010年11月采暖期開始后運行，到目前共運行了4個采暖期。

從運行情況來看，每天可回收利用排污水140t左右，處理后水質情況：硬度不大于0.04mmol／L；濁度不大于5FTU；pH值為9～11；溫度不小于80℃，處理后的水質穩(wěn)定，完全符合供暖系統(tǒng)補水水質要求，達到了既定目標。

2）項目實施前后排污水水質及回用情況對比表見表2。

表2 項目實施前后排污水水質及回用情況對比表

3 經(jīng)濟效益和社會效益分析

3.1 經(jīng)濟效益

1）古書院礦東區(qū)10t鍋爐房每天回收利用排污水140t左右，這些水經(jīng)過處理后水質良好，完全符合供暖系統(tǒng)補水水質要求，以每噸熱水25元計，一個采暖期可節(jié)約資金：

140t／d×150d×25（元／t熱水）＝52.5萬元

項目投入70萬元，不到兩個采暖期就可收回成本。

2）2012年古書院礦西區(qū)鍋爐房實施該項目后，預計每天回收利用排污水70t左右，一個采暖期可節(jié)約資金26.3萬元。

3.2 環(huán)保效益

1）鍋爐排污水回收利用后，減少了排污量和熱污染。

2）節(jié)約了軟水，減少軟化器再生次數(shù)，減少軟化器再生廢水對地下水的污染。

3.3 間接效益

處理后的偏堿度水進入采暖管網(wǎng)系統(tǒng)，可抑制管網(wǎng)系統(tǒng)金屬腐蝕，延長管網(wǎng)使用壽命，降低管網(wǎng)維護成本。

4 結語

該節(jié)能項目的實施，有效提高鍋爐排污水回用率，降低了鍋爐煤耗，減少資源的浪費。與國內其他熱電廠的排污回收利用方案相比，具有實施簡單，投資少的特點，比較適合于燃煤采暖鍋爐。古書院礦東區(qū)10t鍋爐房鍋爐排污水回收利用的成功實施必將為推廣鍋爐節(jié)能減排技術在晉城煤業(yè)集團的應用，為提高鍋爐排污回收率，為鍋爐節(jié)能減排工作作出貢獻。