趙保領(lǐng)

摘要： 近年來，隨著新的水污染防治法律法規(guī)的頒布，相關(guān)部門對垃圾焚燒電廠污/廢水排放指標(biāo)及取用水總量指標(biāo)的控制更為嚴(yán)格。作者在某垃圾焚燒發(fā)電廠工程設(shè)計(jì)中，對全廠水系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致梳理，在污/廢水資源化利用方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文結(jié)合該工程案例對垃圾焚燒發(fā)電廠的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電;給水系統(tǒng);排水系統(tǒng);污/廢水資源化利用

引言：隨著城市生活垃圾的急劇增加，生活垃圾一填了之的粗放化處理方式已不能滿足城鎮(zhèn)的發(fā)展需求。垃圾焚燒發(fā)電是政府近年來在大力推進(jìn)的一種城市生活垃圾處理方式。生活垃圾經(jīng)過高溫焚化，可有效減小體積、消滅各種病原體、將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，還可以將焚燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，最終實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化、資源化和無害化。本文結(jié)合某垃圾焚燒電廠工程實(shí)例，對垃圾焚燒發(fā)電廠給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單介紹。

1工程概況

本工程位于山東省某市，設(shè)計(jì)日處理垃圾1000噸，配套安裝2×500t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐+2×7.5MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，年入廠垃圾約33.4萬噸，篩分去渣后入爐焚燒29.6萬噸，利用蒸汽發(fā)電，扣除廠用電后，年對外供電量可達(dá)8809萬度。

2給水系統(tǒng)

本工程廠用水源由兩路組成，分別為自來水和礦井水。廠內(nèi)給水系統(tǒng)分為生活給水、生產(chǎn)給水、循環(huán)冷卻水、化學(xué)水處理、復(fù)用給水和消防給水。礦井水作為消防用水、循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水、設(shè)備冷卻水、工業(yè)用水等水源;生活用水、化學(xué)水處理水源采用自來水。

2.1生活給水系統(tǒng)

本工程廠內(nèi)不設(shè)生活區(qū)，自來水消耗主要來自辦公人員日常用水、餐廳用水及淋浴用水，其用水定額遵循《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，執(zhí)行如下標(biāo)準(zhǔn)：

1）生活用水：30L/人·班，時(shí)變化系數(shù)為2.0;

2）淋浴用水：60L/人·班，用水時(shí)間為下班后1小時(shí);

3）食堂：25L/人·次， 時(shí)變化系數(shù)為1.5。

綜合泵房內(nèi)設(shè)10m3生活用水箱及變頻加藥給水裝置各1套，二次加壓后供至門衛(wèi)、辦公樓、主廠房淋浴間等生活用水點(diǎn)。

2.2生產(chǎn)給水系統(tǒng)

廠區(qū)生產(chǎn)給水主要分為工業(yè)用水和生產(chǎn)雜用水。工業(yè)用水主要滿足主廠房及其鄰近區(qū)域鍋爐、汽輪機(jī)輔助機(jī)械設(shè)備的冷卻用水、軸封用水及其他用水。生產(chǎn)雜用水一般包括廠區(qū)綠化及地面沖洗用水。

本工程工業(yè)用水儲(chǔ)存于生產(chǎn)&消防水池內(nèi)，泵房內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)工業(yè)水泵（Q=100m3/h，H=56m，N=30kW），1用1備。工業(yè)水系統(tǒng)采用母管制系統(tǒng)，工業(yè)水排水集中排至低位水箱，回收后作為循環(huán)冷卻補(bǔ)水。

本工程生產(chǎn)雜用水全部采用清潔廢水作為水源，詳見復(fù)用水給水系統(tǒng)。

2.3循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要服務(wù)于汽輪機(jī)輔助設(shè)備。本工程循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用間冷開式系統(tǒng)，選用方形逆流機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，設(shè)計(jì)冷卻塔回水最高溫度43℃，給水溫度33℃。本工程選用2臺(tái)N7.5-5.3/470汽輪機(jī)，單臺(tái)最大凝汽量23.3t/h。

為保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并從節(jié)水方面考慮，本工程為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)配置了殺菌劑加藥、緩釋阻垢劑加藥及旁濾裝置。

2.4化學(xué)水處理系統(tǒng)

電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)為電廠熱力系統(tǒng)提供合格的除鹽水，以保證機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本工程余熱鍋爐為中溫次高壓鍋爐，過熱蒸汽壓力為5.5MPa，其除鹽水水質(zhì)應(yīng)滿足《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145-2016）第4.1條相關(guān)要求[1] 。

2.5復(fù)用給水系統(tǒng)

為提高水資源的循環(huán)使用率，根據(jù)各工段對水質(zhì)的要求，本項(xiàng)目將各工段產(chǎn)生的廢水進(jìn)行充分的復(fù)用。

本項(xiàng)目復(fù)用水系統(tǒng)設(shè)置如下：

1）化水處理系統(tǒng)濃水、設(shè)備反洗水收集至濃水箱，該部分廢水主要回用作為垃圾焚燒車間及卸料平臺(tái)沖洗水等對水質(zhì)要求不高用水點(diǎn)。

2）循環(huán)冷卻排污水、鍋爐排污水作為爐渣冷卻、飛灰固化、煙氣脫硫等用水。

3）污水處理站產(chǎn)水作為循環(huán)冷卻補(bǔ)充水，濃縮液回噴鍋爐。

2.6消防給水系統(tǒng)

本工程垃圾焚燒主廠房為丁類高層工業(yè)廠房，根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站防火設(shè)計(jì)規(guī)范》、《垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及《固定消防炮系統(tǒng)滅火設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范要求，本項(xiàng)目設(shè)有室外消火栓、室內(nèi)消火栓及消防炮共3套消防給水系統(tǒng)。

消火栓給水系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，主廠房室內(nèi)滅火用水量為15L/s，室外滅火用水量為35 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2h;消防炮滅火系統(tǒng)用水量為60 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h;一次滅火用水量576m?。

主廠房最高處設(shè)有有效容積12 m?的高位消防水箱及穩(wěn)壓泵，作為初期火災(zāi)消防用水。消防主泵及消防炮主泵均設(shè)置在綜合泵房內(nèi)。消防主泵：Q=50L/s，55m，45kW;消防炮主泵：60L/s，105m，110kW。

3排水系統(tǒng)

本工程排水系統(tǒng)按照清污分流的原則分類排放或回用，根據(jù)污/廢水的水質(zhì)、結(jié)合回用點(diǎn)的水質(zhì)要求，確定最佳的排放去向。本工程排水系統(tǒng)分為生活污水、生產(chǎn)廢水和雨水排水。

3.1生活污水排水系統(tǒng)

本工程生活污水主要來自廠內(nèi)餐廳、衛(wèi)生間及淋浴間排水。餐廳排水經(jīng)隔油池后，衛(wèi)生間排水經(jīng)化糞池簡單處理后，同淋浴間排水一起接入廠區(qū)污水管網(wǎng)，最終排入廠內(nèi)污水處理站。

3.2生產(chǎn)廢水排水系統(tǒng)

廠內(nèi)生產(chǎn)廢水包括：化學(xué)水處理系統(tǒng)濃水及反沖洗水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污水、鍋爐定期及連續(xù)排污水、地面沖洗水、垃圾滲濾液及煙氣脫硫廢水等。

化學(xué)處理系統(tǒng)濃水及反沖洗水收集至濃水箱，作為卸料大廳及廠房地面沖洗水，沖洗水收集至垃圾滲濾液集水坑，最終排入廠內(nèi)污水處理站。

循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污水、鍋爐定期及連續(xù)排污水收集至鍋爐排污回用水池，作為爐渣冷卻、飛灰固化及煙氣脫硫用水。

3.3雨水排水系統(tǒng)

垃圾焚燒電廠廠區(qū)雨水除垃圾運(yùn)輸車道初期污染雨水需單獨(dú)收集處理外，其余區(qū)域雨水可直接排入市政雨水管網(wǎng)。

4污水處理站

本工程污水處理站污水的主要來源為：垃圾滲瀝液、垃圾卸料大廳及廠房地面沖洗排水、垃圾運(yùn)輸通道初期污染雨水、生活污水。根據(jù)項(xiàng)目可研調(diào)研以及我國垃圾現(xiàn)狀，垃圾滲濾液產(chǎn)生量一般為垃圾處理量的15%～30%，本工程污水處理站設(shè)計(jì)處理能力為300m?/d。

本工程污水處理系統(tǒng)包括初沉池、調(diào)節(jié)池、高效厭氧罐、兩級硝化反硝化池、管式超濾膜裝置、納濾膜裝置、DTRO反滲透裝置、污泥脫水設(shè)施、沼氣、反滲透濃縮液和臭氣處理系統(tǒng)等。垃圾滲濾液及其它廢水收集至初沉池，經(jīng)初步沉淀去除懸浮物后，提升至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池停留一段時(shí)間后，提升至厭氧罐進(jìn)行厭氧生化處理，厭氧產(chǎn)生的沼氣預(yù)留綜合利用接口。厭氧池出水進(jìn)入硝化反硝化池，進(jìn)一步降低有機(jī)污染物，接著進(jìn)入管式超濾軟化膜系統(tǒng)、納濾膜系統(tǒng)及DTRO反滲透系統(tǒng)，最終出水作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水。納濾及反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水，收集后，回用于電廠。

5結(jié)語

垃圾焚燒發(fā)電廠的給排水設(shè)計(jì)必須符合國家相關(guān)規(guī)范要求，同時(shí)吸取同行業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。為了踐行節(jié)約用水的環(huán)保理念，在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要加強(qiáng)節(jié)水設(shè)計(jì)，優(yōu)化給水流程，提高各類用水的重復(fù)利用率，在排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要對各類廢水進(jìn)行分質(zhì)分類收集，綜合回用。本文結(jié)合實(shí)際工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對垃圾焚燒發(fā)電廠給排水系統(tǒng)進(jìn)行簡述，希望能夠?qū)︻愃评贌l(fā)電廠的給排水設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量：GB/T 12145-2016[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2016.

[2] 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50049-2011[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2011.

[3] 城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)：GB 19923-2005[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

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