高扬
中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 河北省石家庄市 050000
摘要：我国现代化建设在过去的几年中已经取得了显著成就，但与此同时也带来了较为严峻的环境污染问题。电力工业作为国民经济和社会发展的能源基础，减少煤炭消耗、优化能源结构、大力发展清洁能源是重要的发展目标。燃气发电机组采用燃气-蒸汽联合循环发电的方式，具有机组效率高、占地面积小、环境污染小、运行效益好以及快速启停等特点，作为新型的发电模式，已经成为我国发电产业结构调整的重点方向。与燃气机组相配套的化学水处理系统也应符合燃机的清洁、高效以及环境友好性特征，与传统的燃煤电厂在水处理系统选择方面也各具特点，本文分析探讨了燃气机组水处理工艺及优化方向。
关键词：燃气机组；水处理；优化
1燃气机组化学水处理工艺特点
在电厂生产过程中，水是进行能量传递和能量转换的重要介质，水质的波动直接影响着机组的安全稳定运行。相比于传统火电机组，燃气发电机组具有平均热效率高、环境负面影响小、环保效益突出、启动迅速便于调峰等优点，是我国未来电源结构优化调整的重要发展方向。正是由于燃机机组更为清洁高效的特点，水处理系统的选择也应遵循高效、清洁的原则，化学水处理系统可以选择自动化程度高、设备先进智能、环境更为友好的处理工艺。
2燃气机组水处理工艺的选择
2.1再生水深度处理系统
燃气机组一般建设于城市周边，距离人口密集区域较近，生产用水往往会采用市政污水处理厂的产水。经过污水处理厂处理过的再生水虽然可以达到城市污水排放的一级A标准，但是仍不能直接作为生产用水来使用，必须进行再生水的深度处理。一般采用石灰混凝澄清过滤工艺，采用机械加速澄清池+滤池的组合设备，通过投加石灰、絮凝剂和杀菌剂，去除水体中的悬浮物和浊度，降低硬度，达到进一步净化水体的目的。再生水深度处理系统的产水可以作为循环水补充水、全厂工业水和锅炉补给水处理系统的补充水使用。
2.2锅炉补给水处理系统
燃气机组除了担任调峰运行以及常规发电任务外，往往作为工业园区、企业单位、市政采暖供汽来源。因此锅炉补给水处理系统所制取的除盐水除机组正常水汽循环损失和锅炉排污损失外，更多的是用于提供热网补水和工业抽汽。传统的离子交换技术的优点是设备成本和运行成本较低，更适用于处理水量大，水质要求高的项目，但操作繁琐，再生用酸碱耗量大，对环境污染的风险也相应增大，酸碱危险品的运输也容易带来隐患，不适用于燃气机组环境友好的特点。因此燃机机组往往采用全膜法水处理工艺。采用超滤、两级反渗透加EDI电除盐的全膜法工艺，该工艺设备占地面积小、自动化程度高、运行维护工作量小，由于没有酸碱废水的特点，更适合用于燃气机组电厂项目。
2.3凝结水出力系统
蒸汽做工后冷凝下来的凝结水，通过过滤除铁处理，可以直接回用于机组补水。燃机机组的余热锅炉过热蒸汽参数属于高温高压等级，其凝结水往往通过高效的除铁过滤处理后，就可以满足其补水水质需求。因此相比于亚临界以上的机组，无需采用庞大的过滤器+高速混床的处理工艺，没有酸碱废水的产生。常规可以采用滤元式除铁过滤器、电磁式除铁过滤器以及永磁式除铁过滤器等，其中滤元式除铁过滤器由于过滤精度高、系统简单，更适合于燃机机组的凝结水处理。
2.4工业废水处理系统
由于锅炉补给水处理系统采用了全膜法处理工艺，没有酸碱废水的产生，同时过滤器和超滤反洗产生的高浊水会收集并送回至再生水深度处理系统前端回用，因此燃气机组往往不设置集中的工业废水处理设备，而是采用分散处理回用的方式。对于锅炉补给水处理系统中反渗透浓水，由于燃气机组没有脱硫系统消耗，同时也不具备废水零排放的设置条件，因此反渗透浓水会排至污水处理厂统一处理。对于联系循环发电机组的余热锅炉，其锅炉酸洗也均由专业的酸洗公司负责酸洗废液的收集和处理。
3燃气机组水处理系统的优化策略
3.1工艺水资源的梯级利用
电厂是工业用水大户，发电厂的废水资源化利用潜力很大，通过废水的梯级利用，可以有效的节约电厂部分的新鲜补水，具有很大的节水效益。同时，废水回用又可以减少电厂的外排废水量，减轻对周边环境的影响。
根据水在使用过程中受到的污染程度不同，对排水加以区分回收，可以分别回用与不同的系统。水汽循环系统是电厂中最重要的系统，担负着能源转换和传递的功能。蒸汽做工后冷凝下来的凝结水，通过除铁除铁处理，可以直接回用于机组补水。热力系统产生的各类疏水水质较好，含盐量很低，一方面可以通过疏水回收系统回收后再利用。电厂循环水系统的排水水量较大，水体悬浮物和含盐量较高，通过设置循环排污水处理系统对该部分排水处理后回用，可以显著减少电厂的对外排水量。
3.2工艺设备的优化布置
电厂常规化学水处理系统包括原水预处理系统、再生水深度处理系统、锅炉补给水处理系统、循环冷却水处理系统、凝结水精处理、热力系统汽水取样和化学加药、工业废水集中处理等，部分系统设备功能和处理能力相近，容易存在重复配置的情况。例如原水预处理系统的原水池、原水泵与锅炉补给水系统的生水箱、生水泵功能相同，锅炉补给水处理车间废水中和池与工业废水处理系统调节池功能相同，相邻布置的工艺系统仪用压缩空气储罐可以公用，锅炉补给水处理系统、工业废水处理系统、凝结水精处理系统的酸碱储存设备以及树脂再生设备可以公用。
针对部分化学系统中功能相近设备重复设置的问题，通过调配设备的使用周期和设备出力，优化布置方案，采取各系统间设备公用的设计方案，进行设备资源整合，不仅可以节约占地面积，厂区布置合理紧凑，也能降低设备的投资和运行管理费用。
3.3控制系统的智能化发展
电厂水处理系统应向着自动化、智能化的方向发展。通过人机界面监控能够实时监测、记录和分析系统内各设备的运行情况，如水量、水质、设备运行情况、产水指标等重要参数。通过在线仪表实现自动化远程监控和自动调节，控制系统应能够按照工艺运行的要求，自动完成水泵、计量泵等各工艺设备的启停和运行，根据在线仪表的反馈自动调节加药量，全过程无需人工的干预。控制系统除具备故障报警功能外，对于水处理系统内的任何潜在风险具有智能预判功能和预处理方案措施，以保证水处理系统的安全稳定运行。
4结束语
针对燃气机组的运行特点，采用清洁高效的化学水处理系统不仅可以满足机组运行和环保要求，而且可以达到提高生产效率、降低环境污染风险的目的，对于提高燃气机组的稳定安全运行具有十分重要的作用和意义。
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