热电厂给水设计中的节水节能措施

严国华
湘氮实业有限公司设计院，湖南　株洲　412005

　　摘要：在热电厂中将氮肥生产排水用于冲渣、除尘，将冷却排水用作软化水的补充水，可大大节省一次用水。将锅炉软化水用作氮肥生产装置换热器的冷却水，回收热能，使软水升温，每年可省标煤2万余吨，创效益500多万元。
　　关键词：热电厂；节水；节能
　　中图分类号：TU993.64
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2000)05-0015-02

　　国内中型氮肥厂均有自备的热电厂供热和发电。目前虽然汽轮机凝汽用水采用了循环冷却水，但还有不少水只一次使用后排放。在水资源日益被污染和减少的情况下，在热电厂给水设计中，如何一水多用，节水降耗，已成为必须研究的问题。

1　湘江氮肥厂热电分厂七期工程设计水量

　　湘江氮肥厂热电分厂现有2台130 t/h和4台75 t/h的锅炉，七期工程初步设计用水量见表1。
　　其中凝汽、冷油器、空冷器共9365 t/h冷却用水采用循环水，循环水损耗为468 t/h（按循环水量的5％计），取样、除尘、水射抽水器、空调用水、各机组的轴承用水为一次新鲜水。另外还有1#～6#机组化学水处理用水量680 t/h，水力冲灰用水量1030 t/h，也为一次新鲜水，因此共需一次新鲜水量为：
　　Q＝680＋1 030＋440＋468＝2618 t/h

2　采取的节水措施

2.1　氮肥生产排水冲灰、除尘
　　锅炉冲灰渣用水、烟道除尘用水量大，对水质要求不高，不必采用一次新鲜水，可以利用其它的水源。我们对氮肥生产中所排出的污水进行水量和水质分析，认为可以用氮肥总排污水冲灰渣烟道除尘，湘江氮肥厂总排水沟连续三年水质水量情况见表2。

　　氮肥生产排出水中含有NH₃·H2O，能和烟道气中的SO₂反应。反应式如下：
　　NH₃·H₂O＋SO₂＝NH₄HSO₃
　　生成的亚硫酸氢氨溶于水中，减少了烟道气SO₂的含量，从而减少烟囱排烟对大气的污染。利用氮肥生产中的污水冲灰渣投资少，而流程简单易上马，只需在总排水沟合适的地方设一个拦沟闸，使沟中水位抬高，让设计水量的水重力流进集水池，然后用泵加压由管道输送到热电分厂锅炉处冲灰渣和作烟道除尘用水。
2.2　将冷却水排水作化学软水的补充水
　　轴承冷却水101m³/h空调冷却水39m³/h，循环水排水540m³/h，三股水汇合到高位水池，经无阀滤池过滤后，由泵加压到软化水处理间作锅炉用的化学软水补充水。热电分厂循环水未加水稳剂，浓缩倍数低，对软化水质及装置没有影响。
　　用上面三股水作化学软水的补充水，不仅每小时节省680t一次水，并且温度比一次水高，节省了能源，减少了除氧器中的蒸汽用量。
2.3　调整后的一次水量
　　总之，通过上面的措施，一次水可大大减少，一次水只需：
　　Q＝540＋37＋140＝717m³/h
　　其中：540t/h—循环水补充水(循环水正常排水＝9365×4％，如果锅炉满负荷运行，则需多排循环水165t，一般情况下锅炉运行负荷低于80％，只补充468t/h就足够了)；
　　　　　37t/h—取样、水射抽水器用水；
　　　　　140t/h—空调、轴承用水。

　　1991年初步设计一次水用量为2618t/h，通过上述措施后，节省了一次水用量约1900 /h，扣除二次利用的成本，每吨水最少可节水费0.15元/t，全年按8000h计算，可省水费：
　　C＝0.15×1900×8000＝228×10⁴元

3　节能措施

　　热电厂锅炉产蒸汽用的软水可以作氮肥生产中换热器的冷却水。此举不仅使软化水升温，还减少了循环水的用量。
　　湘江氮肥厂1991年起将锅炉软化水用作热钾碱脱碳装置的贫液冷却器一冷的冷却水，从而使软化水升温，节省了大量能耗。相当于节省标煤，可增加效益264万元。每吨蒸汽耗标煤按115 kg/t计算，可多产蒸汽121240ｔ，若蒸汽按23元／ｔ计算，可创效益4330.933×10⁴元，见表3。

　　此流程运行10年来，蒸汽供应正常。贫液冷却器一冷中采用软化水冷却，二冷中采用循环水冷却，换热设备运行正常。既减少了循环水用量，又节省了标煤。

4　结论及要说明的问题

4.1　结论
　　① 热电厂锅炉冲灰渣水、烟道除尘器用水可利用氮肥生产过程中的污水；化学软水可用热电厂循环水中的排水和其它没回收的各种冷却水，这样每年可减少水费200多万元，每年可少用一次水1600×10⁴t。
　　② 热电厂的化学软水可作氮肥生产装置中换热设备的冷却水，使软水升温、回收热能、节能降耗。就湘氮厂而言，满负荷运行时，每年可省标煤2万余吨，可创效益500多万元。
　　③ 本文的节水节能措施对国内几十家有自备热电厂的氮肥厂或类似企业具有推广意义。这不仅降低了生产成本，增加了效益，更重要的是减少了用水，保护了环境。
4.2　要说明的问题
　　① 利用氮生产污水冲灰渣，因为污水中含氨，不能用铜阀门，结垢也比较严重应注意注意清洗。
　　② 利用循环水的排水，湘氮厂热电分厂循环水没加水质稳定剂，加水稳剂的循环水的排水要考虑对离子交换装置的影响后，方能确定是否能采用。

作者简介：
严国华(1948-)，男，给排水高级工程师。