07阜新金山化学初设说明书.docx
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07阜新金山化学初设说明书
图号
F166C–H-01
阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程
初步设计
第七卷电厂化学部分
说明书
电力工程设计甲级证书证书编号060021-sj
辽宁电力勘测设计院
2005年01月沈阳
阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程
初步设计
第七卷电厂化学部分
说明书
批准:
审核:
校核:
编写:
分卷目录
序号
名称
卷册号
编制人
第1卷
总的部分
21-F166C-A01
张林
第2卷
电力系统部分
21-F166C-X
胡大龙
第3卷
总图运输部分
21-F166C-Z
夏涤非
第4卷
热机部分
21-F166C-J
马宏山
第5卷
运煤部分
21-F166C-M
佟毓翔
第6卷
除灰渣部分
21-F166C-C
王铁英
第7卷
电厂化学部分
21-F166C-H
魏鹏
第8卷
电气部分
21-F166C-D
吴夯
刘英敏
第9卷
热工自动化部分
21-F166C-K
范建军
第10卷
建筑结构部分
21-F166C-T
李学琦
第11卷
采暖通风及空气调节部分
21-F166C-N
常杰飞
第12卷
水工部分
21-F166C-S01
尹子旭
刘绍中
第13卷
环境保护
21-F166C-P
王鑫
第14卷
消防部分
21-F166C-S02
尹子旭
第15卷
劳动安全及工业卫生
21-F1234C-Q01
王鑫
第16卷
节约能源及原材料
21-F166C-Q02
张林
第17卷
施工组织大纲部分
21-F166C-Q03
夏涤非
第18卷
运行组织及设计定员部分
21-F166C-Q04
马宏山
第19卷
概算部分
21-F166C-E
刘琴
第20卷
主要设备材料清册
21-F166C-A02
张林
本卷图纸目录
序
号
图号
图名
1
F166C-H-01
说明书
2
F166C-H-02
化学水处理系统图
3
F166C-H-03
化学水处理平面布置图
4
F166C-H-04
汽水取样系统图
5
F166C-H-05
化学加药系统图
6
F166C-H-06
主厂房化学取样及加药布置图
本卷目录
1概述
2“疏干水”及中水处理系统
3锅炉补给水处理
4循环冷却水处理
5给水、炉水校正处理及汽水取样
6软化水处理
1概述
1.1装机容量及机组情况
阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程的建设规模为4×135兆瓦,总装机容量为540兆瓦。
根据主设备招标情况,工程计划建设2台150兆瓦单抽凝汽式汽轮发电机组及2台150兆瓦凝汽式汽轮发电机组,配置4台480吨/时超高压煤矸石循环流化床锅炉,本期工程建设装机容量为600兆瓦。
全厂规划总容量的考虑原则是暂不明确规划容量,但不排除再次扩建的可能性。
发电机采用空冷。
主蒸汽参数:
13.24Mpa,540℃。
1.2设计依据
⑴辽宁电力勘测设计院“阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程初步设计任务书”
⑵国家发展和改革委员会文件:
发改能源[2004]1343号“国家发展改革委关于辽宁阜新矿业(集团)有限责任公司煤矸石热电厂项目建议书的批复”;
⑶辽宁省电力有限公司文件:
辽电综计[2003]390号“关于阜矿集团煤矸石热电厂新建工程初步可行性研究报告审查意见”;
(4)辽宁电力勘测设计院《阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程可行性研究报告》;
1.3水源及水质
本工程全厂工业水的水源采用经矿务局水处理厂处理后的“疏干水”和阜新市污水处理厂排放的中水。
疏干水水质如下:
疏干水水质分析表表1
项目
单位
指标
总硬度
mmol/L
1.85
总碱度
mmol/L
14.63
钙离子
mg/L
22.04
镁离子
mg/L
9.11
钠离子
mg/L
566.0
氯离子
mg/L
200.0
硫酸根
mg/L
395.65
CODcr
mg/L
6.44
悬浮物
mg/L
10
PH
8.51
溶解性总固体
mg/L
1639
阜新市污水处理厂排放水水质如下(5月份细河高台子取样):
阜新市污水处理厂排放水水质分析表表2
项目
单位
指标
总硬度
mmol/L
7.1
总碱度
mmol/L
9.39
钙离子
mg/L
104.2
镁离子
mg/L
23.1
全铁
mg/L
5.05
钠离子
mg/L
220.2
氯离子
mg/L
155.0
硫酸根
mg/L
206.7
碳酸氢根
mg/L
563.0
阜新市污水处理厂排放水水质分析表表2
全硅
mg/L
16.4
活性硅
mg/L
14.2
胶体硅
mg/L
2.2
CODcr
mg/L
144
BOD
mg/L
13.98
氨氮
mg/L
7.59
悬浮物
mg/L
420
PH
8.23
全固形物
mg/L
1456.5
溶解性总固体
mg/L
1036.5
1.4锅炉给水质量标准
硬度≤1.0μmol/l
PH8.8~9.3
溶氧≤7μg/l
铁≤20μg/l
铜≤5μg/l
油≤0.3mg/l
1.5炉水质量标准
磷酸根2~10mg/l
PH(25℃)9~10
含盐量≤50mg/l
二氧化硅≤1.5mg/l
氯离子≤4mg/l
1.6蒸汽质量标准
钠≤10μg/kg
二氧化硅≤20μg/kg
2“疏干水”及中水处理系统
2.1系统的选择
随着水资源的日益紧张,地表水和地下水的储存量日益减少,而企业对水的需求量则不断增加,这造成了用水量增加和水资源缺乏的矛盾,这个矛盾按常规方法是很难解决的,必须考虑采用新工艺新技术,降低对原水的消耗量,减少废水的排放量,通过对废水进行深度回用处理,重复利用,达到良性循环。
根据国家发改委864文件,鼓励新建、扩建燃煤电站项目采用新技术、新工艺,降低用水量。
在北方缺水地区新建、扩建电厂禁止取用地下水,严格使用地表水,鼓励利用城市污水处理厂的中水或其它废水。
因此,本工程采用经矿务局水处理厂处理后的“疏干水”和阜新市污水处理厂排放的中水,作为全厂工业水的水源。
2.1.1“疏干水”处理系统的选择
由于“疏干水”中含盐量太高(氯离子为220毫克/升),而且COD也较高,如果循环水浓缩倍率为4的话,氯离子含量将达到800毫克/升,此值接近了凝汽器管材(316L不锈钢)的适用水质上限。
而硫酸根将达到1582.6毫克/升,对钢筋混凝土具有中度腐蚀性。
为了防止凝汽器管材及冷却塔钢筋混凝土的腐蚀、结垢等现象的发生,对“疏干水”水要进行脱盐处理,使出水水质满足循环水的水质控制指标及满足其它后续工艺的水质要求。
超滤+反渗透系统可去除水中98%的盐份,使出水含盐量<40毫克/升,完全满足冷却水系统及后续锅炉补给水处理系统的水质要求,所以“疏干水”处理选用超滤+反渗透系统,其工艺流程为:
经混凝、沉淀、过滤的疏干水→自清洗过滤器→外压式超滤装置→超滤水箱→超滤出水升压泵→高压泵→一级反渗透装置→预脱盐水箱→预脱盐水泵→循环水系统及锅炉补给水处理系统
2.1.2中水处理系统的选择
由于中水的COD、悬浮物、氨氮等指标都太高,为了防止凝汽器管材的腐蚀、结垢等现象的发生,对中水要进行深度处理,使出水水质满足循环水的水质控制指标及满足其它后续工艺的水质要求。
深度处理有三种工艺可供选择:
一种是石灰处理,一种是凝聚澄清过滤处理,另一种是浸沒式超滤。
石灰处理工艺对水质的适用范围较广,可以去除碱度,可以降低有机物及细菌含量,可以去除铁、磷及某些重金属等杂质,出水水质比较稳定,在加药的情况下化学耗氧量的去除率为40%。
凝聚澄清过滤处理工艺系统简单,投资小,但要求二级污水出水水质好,污水中工业废水比例小,碱度低。
浸沒式超滤具有占地面积小,操作简便,水质适应性广的特点,悬浮物含量可达10000mg/l,化学耗氧量去除率为85%,水回收率为95%,出水污泥密度指数<2,浸沒式超滤的缺点是价格较高。
浸入式中空纤维超滤膜,膜孔径为0.04m,负压式结构,即水从膜外侧透过过滤膜进入中心管成为产品水。
考虑到本工程中水化学耗氧量高,可用面积较小,前两种工艺化学耗氧量的去除率无法满足后续工艺的要求,且澄清过滤系统布置有困难,因此中水处理选用浸沒式超滤。
加拿大泽能公司和日本旭化成公司的浸沒式超滤膜目前在世界上处于技术领先地位,在欧美、日本、新加坡等几十个发达国家已有几百个成功的应用。
浸沒式超滤设备今年才在国内开始应用,燕山石化全厂废水处理800吨/时的设备已投产,大同二电厂出力720吨/时的设备即将投产,在近阶段应进行现场考查调研,并与甲方一起邀请相关厂家进行中试,与试验效果较好的国外公司一起研究确定加药品种和加药量,优化系统配置,调整好运行操作方式,在施工图开始设计之前确定出适用于本工程中水的处理工艺方案。
2.1.3“疏干水”及中水处理的综合工艺方案
为了使深度处理系统既能适用于“疏干水”又能适用于中水,按最不利的条件考虑,选用浸沒式超滤+反渗透系统作为全厂工业水处理系统。
其工艺流程为:
“疏干水”或中水→自清洗过滤器→浸沒式超滤装置→超滤水箱→超滤出水升压泵→高压泵→一级反渗透装置→预脱盐水箱→循环水系统及锅炉补给水处理系统
2.2系统出力
冷却塔蒸发损失:
998吨/时(夏季正常)
冷却塔蒸发损失:
659吨/时(冬季正常)
冷却塔风吹损失:
72吨/时(夏季正常)
冷却塔风吹损失:
59吨/时(冬季正常)
冷却塔排污损失:
2吨/时(夏季正常)
冷却塔排污损失:
2吨/时(冬季正常)
冷却塔补充水量:
998+72+2=1072吨/时(夏季正常)
冷却塔补充水量:
659+59+2=720吨/时(冬季正常)
锅炉补给水系统需水量:
130.4吨/时(最大),95吨/时(正常)
热网补给水需水量:
60吨/时(采暖期最大)
反渗透系统出水量:
1072+95=1167吨/时(夏季)
反渗透系统出水量:
720+95+60=875吨/时(冬季)
超滤系统出水量:
(1167-10)/0.8=1446.2吨/时(夏季)
超滤系统出水量:
(875-10)/0.8=1081.2吨/时(冬季)
超滤系统进水量:
1522.3吨/时(夏季)
超滤系统进水量:
1138.1吨/时(冬季)
2.3主要设备选择
选用出力800吨/时的连续自清洗过滤器3套,该过滤器具有自动化程度高、能耗低﹑占用场地小﹑维护检修方便等优点。
选用出力为370吨/时的浸没式超滤装置4套。
选用出力为107吨/时的反渗透装置12套。
2.4系统回收率
超滤装置回收率:
≥95%
一级反渗透装置回收率:
≥80%
2.5设备布置
超滤装置布置在过滤间半地下的混凝土池中,车间内设有检修场地、加药间及控制室等;反渗透装置布置在除盐间内,生水泵布置在泵房内,清水池布置在车间室外地下,预脱盐水箱布置在车间室外。
2.6系统连接方式及控制水平
超滤装置及反渗透装置均为自动控制。
3锅炉补给水处理系统
3.1系统出力的计算
锅炉排污损失:
4X480×2%=38.4吨/时
锅炉汽水损失:
4X480×2%=38.4吨/时
启动或事故损失:
480×6%=28.8吨/时
锅炉补给水量:
38.4+38.4=76.8吨/时(正常)
锅炉补给水量:
38.4+38.4+28.8=105.6吨/时(最大)
化学需生水量:
95吨/时(正常),
化学需生水量:
130.4吨/时(最大)
3.2原则性系统的拟定
由于水源为一级反渗透出水,为满足超高压机组的补给水要求,选用系统较为简单的二级反渗透加EDI的全膜法处理系统。
EDI技术是一种将离子交换技术和电渗析技术相结合的新工艺,它的原理是首先通过离子交换树脂将水中的各种离子吸附,产生高纯水;用直流电将水分子裂解为氢离子和氢氧根离子,利用氢离子和氢氧根离子分别再生树脂;被交换下来的各种离子在电流的作用下,分别透过阴阳离子交换膜,被迁移至浓水室排放;从而组成一个完整的连续除盐、连续再生的过程。
EDI的运行中无任何酸碱废液排放,无任何污染环境的废液产生,在环保方面具有极大的优点。
传统的离子交换混床系统必须采用酸碱再生,需设置一套单独的酸碱贮存再生系统和酸碱中和排放系统,而且混床为间断运行,必须设置备用设备,出水水质处于不断的变化中,总有酸碱废液排放至环境中。
总之,EDI装置与传统的混床相比具有以下独有的优点:
——可连续自动运行,无需再生,无化学药品消耗和纯水消耗。
——出水水质可达到10M·cm以上,水质好且水质连续稳定不变。
而混床出水只能达到0.2S/cm,即5M·cm。
——采用标准化的模块装置,占地面积小。
——运行维护简单,运行费用低。
由于EDI特殊的结构特点,因此它必须放置在反渗透装置的后面,而且它对进水的硬度要求很高,为确保EDI运行正常,本工程在EDI前面采用了二级反渗透装置。
其系统工艺流程为:
预脱盐水泵→二级高压泵→二级反渗透装置→反渗透水箱→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房
经上述系统处理后,出水水质可达到:
电阻率(25℃)≥10M·cm
SiO2<0.02mg/l
3.3系统回收率
二级反渗透装置回收率:
≥90%
EDI装置回收率:
≥90%
由于二级反渗透和EDI的浓水排水水质较好,可回收利用,排水回流至超滤水箱,重复使用。
3.3主要设备选择
选用出力为60吨/时的二级反渗透装置2套。
选用出力为55吨/时的EDI装置2套。
3.4设备布置
锅炉补给水处理系统设备中的反渗透水箱、除盐水箱及压缩空气储罐等布置在室外,除盐间内布置二级反渗透设备、EDI设备及升压泵等设备,水处理车间偏厦为二层的化验楼,泵间、加药间、运行控制室、配电间及水、煤、油化验室位于此化验楼内。
3.5系统连接方式及控制水平
二级反渗透装置及EDI装置均为自动控制。
4循环冷却水处理
本工程循环水补水为一级反渗透出水,由于来水含盐量较低,无须加阻垢剂,只设一套杀菌剂投加装置,其设备布置在冷却塔附近的循环水加药间内。
5给水、炉水校正处理及汽水取样
5.1给水和炉水校正处理
给水炉水校正处理的作用是对锅炉炉水和给水进行化学处理,以改善炉水和给水的水工况,使锅炉及热力系统的水质指标达到标准要求,从而防止锅炉结垢和减少锅炉及热力系统金属腐蚀。
5.1.1给水加氨处理
为提高锅炉给水PH值、防止锅炉给水系统发生腐蚀,向给水中加氨。
加药点设在除氧器水箱的下水管上。
加氨采用自动控制,控制信号为给水PH值。
两套加氨装置分别布置在主厂房9.000米层和13.500米层加药间内。
5.1.2给水加丙酮肟处理
为了进一步去除锅炉给水中的溶解氧,防止锅炉给水系统发生氧腐蚀及炉内金属氧化物的沉积,向给水中加入丙酮肟。
加药点设在除氧器水箱的下水管上。
丙酮肟加药装置采用自动控制,控制信号为给水溶解氧值。
两套丙酮肟加药装置分别布置在主厂房9.000米层和13.500米层加药间内。
5.1.3炉水加磷酸盐处理
为防止锅炉水管系统结垢,向炉水中加入磷酸盐,它能与随给水进入汽包的微量钙镁离子发生反应形成悬浮状态的水渣,这种水渣随锅炉排污水一起被排掉。
磷酸盐加药装置采用自动控制,控制信号为炉水磷酸根信号。
两套磷酸盐加药装置分别布置在主厂房9.000米层和13.500米层加药间内。
5.1.4锅炉及热力系统水汽取样
为及时、准确的监督机炉运行中水、汽品质变化情况,诊断系统中的设备故障,以保证电厂机组的安全运行,每台机组设置1套水汽取样分析装置,设置必要的取样点、在线分析仪表、人工取样台、微机控制系统。
每台机组设置一套集中综合汽水取样架,分为高温高压盘和低温仪表盘。
样品水首先到高温高压盘经减压冷却后,再至低温仪表盘,低温仪表盘上设有恒温装置、分析仪表及手操取样阀。
汽水取样冷却水来自闭式循环冷却系统。
水汽取样装置分别布置在主厂房锅炉房9.000米层和13.500米层取样间内。
6采暖热水网的补充水处理系统
热网补充水采用一级反渗透出水,热网补水量为60吨/时。
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