【正文】 污水 的 三種 有效 利用途徑 的研究， 對(duì)撫順石化 公司熱電廠 9 鍋爐排 污 余熱回收技術(shù)進(jìn)行研究，既達(dá)到了節(jié)能的目的，又起到了環(huán)保的效果 。 按人口平均的能源資源占有量來(lái)計(jì)算 ， 我國(guó)又是一個(gè)能源資源貧國(guó) 。 造成這種現(xiàn)象的原因不僅在于技術(shù)的落后 ， 更在于公民節(jié)能意識(shí)的淡薄以及國(guó)家節(jié)能政策落實(shí)的不完善或未落實(shí)等 。 ”單位 GDP能源消耗指標(biāo)寫入五年規(guī)劃 ， 將節(jié)能降耗目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)放在同等重要的位置 ， 并列入全國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總目標(biāo)中 ， 這充分說(shuō)明節(jié)能的重要意義 。 煤炭、石油、天然氣以及水能等能源 ， 在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)條件下已經(jīng)被廣泛使用 ， 稱為常規(guī)能源或傳統(tǒng)能源 。 水能也是可再生能源 。 從能源資源總量來(lái)評(píng)價(jià) ， 可以說(shuō)我國(guó)是能源資源豐富的國(guó)家之一 。 我國(guó)能源資源總體的地區(qū)分布是北多南少、西富東貧 ， 能源品種的地區(qū)分布是北煤、南水和西油氣 .而我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源需求量大的地區(qū)是東部和東南沿海地區(qū) 。等工程對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速發(fā)展將起至關(guān)重要的作用 。 2020年我國(guó)包括核電在內(nèi)的一次能源生產(chǎn)總量構(gòu)成為 ： 原煤占 %， 原油占 %， 天然氣占 %， 水電占 %。 我國(guó)能源資源的特點(diǎn)是富煤貧油 。 我國(guó)煤炭資源的特點(diǎn)是高硫、高灰煤比重大 ， 大部分原煤的灰分含量在 25%左右 ， 約 13%的原煤含硫量高于 2%， 而且高硫煤產(chǎn)量在逐年增加 。 我國(guó)二氧化硫排放量居世界第一位 ， 酸雨覆蓋了近 1/3的國(guó)土 。 大氣中總懸浮物 (TSP)數(shù)量一直處于直線上升的狀態(tài)中 ， 將會(huì)從 2020年的 200萬(wàn)噸增長(zhǎng)到 2020年的 300多萬(wàn)噸 。 論文的研究意義 排污是確保鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要措施 。 這樣隨著排污也把這部分的熱量直接帶走了 。 下面以 撫順石化公司熱電廠 9號(hào) 鍋爐為例，闡述連排污水在 熱電廠范圍內(nèi) 的 綜合 回收 和 利用 。 此課題將圍繞鍋爐排污水回收利用這個(gè)主題，研究如何回收利用鍋爐排污水，同時(shí)對(duì)回收這種能量的措施和方法進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)和良好的效益分析 。 （ 1） 建立鍋爐效率分級(jí)制度 節(jié)能是歐盟國(guó)家的主要政治目標(biāo)之一 ， 不僅每個(gè)國(guó)家制定了鍋爐效率及節(jié)能法規(guī) ， 整個(gè)歐盟還成立了節(jié)能指導(dǎo)委員會(huì) ， 通過(guò)立法推動(dòng)整個(gè)歐盟的節(jié)能工作 。 如 DIN47028規(guī)定的效率 ， 鍋爐負(fù)荷分別為13%、 30%、 39%、 48%和 63%，測(cè)試計(jì)算獲得鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)效率后，按標(biāo)準(zhǔn)效率將 鍋爐進(jìn)行分類 ， 共分為 7級(jí) ， 分別為 ： 1975年制造的恒定供熱溫度鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率為 65%～ 80%； 標(biāo)準(zhǔn)鍋爐 ， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 82%～ 88%； 低溫鍋爐 ， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %； 現(xiàn)代型低溫鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率為 92%～ 95%； 冷凝式鍋爐， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %；改進(jìn)型冷凝式鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率 (75/60℃ )為 101%～ 105%； 改進(jìn)型冷凝式鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率 40/30℃ )為 106%～ 109%。 相應(yīng)的效率導(dǎo)則規(guī)定家用鍋爐不論是比例調(diào)節(jié)方式的鍋爐還是開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)方式的鍋爐 ， 也不論是常規(guī)鍋爐還是冷凝鍋爐，標(biāo)準(zhǔn)效率分成 7級(jí)，即 A(90%及以上 )、 B(86%～ 90%)、 C(82%～ 86%)、 D（ 78%～ 86%)、 E(74%～78%)、 F(70%～ 74%)、 G(70%以下 )， 其中 A～ C為冷凝式鍋爐， D級(jí)是最好的非冷凝式鍋爐 。 美國(guó)采購(gòu)法以及幾個(gè)總統(tǒng)令都規(guī)定政府必須采購(gòu)“能源之 星” 認(rèn)證產(chǎn)品 。 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 但冷凝式鍋爐的投資成本一般為常規(guī)鍋爐的 ～ 2倍 ， 即使發(fā)達(dá)國(guó)家 都認(rèn)為比較昂貴 。 為了鼓勵(lì)推廣節(jié)能 設(shè)備， 購(gòu)置國(guó)家公布的節(jié)能設(shè)備 (1992年公布的節(jié)能 設(shè)備 各有 232個(gè) )， 可以從稅額中扣除設(shè)各購(gòu)置費(fèi)的 7%作為補(bǔ)助 。 （ 4） 其他政策措施 ① 英國(guó) 1） 法律框架 1995 年頒布實(shí)施《家庭節(jié)能法》 ， 要求各級(jí)政府采取切實(shí)措施十年內(nèi)將居民建筑能耗在 1996 年或 1997 年基礎(chǔ)上降低 30%。 碳基金主要用于工業(yè)和交通方面的節(jié)能 ， 如工業(yè)和生活鍋爐等 ； 節(jié)能基金主要用于建筑方面的節(jié)能 。 對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電實(shí)施稅收減免政策 。 6)政府機(jī)構(gòu)節(jié)能 中央政府機(jī)關(guān)建筑物能耗在 1990 年 、 1991 年基礎(chǔ)上降低 20%， 通過(guò)一系列措施 ， 到 1999 年中央政府機(jī)關(guān)降低能耗 %； 衛(wèi)生保健部門 2020 年能耗要在2020 年的基礎(chǔ)上降低 15%。 1998 年該國(guó)政府提出了“國(guó)家能源計(jì)劃”并把節(jié)能和提高能效作為能源政策的核心目標(biāo) 。 3)稅收政策 從 1998 年開(kāi)始實(shí)施二氧化碳 能源稅收政策 ， 計(jì)劃在 2020 年全面實(shí)施 。 開(kāi)展自愿節(jié)能協(xié)議 ，攻府與汽車行業(yè)簽署自愿協(xié)議 ， 規(guī)牢 2020 年機(jī)動(dòng)車輛平均每百千米油耗小于； 與玻璃行業(yè)簽署自愿協(xié)議 ， 要求 2020 年降低溫室氣體排放 10%。 1998 年啟動(dòng)了機(jī)動(dòng)車輛節(jié)能認(rèn)證工作 。 鍋爐不論蒸發(fā)量大小 ， 均既設(shè)定期排污又設(shè)連續(xù)排污；而國(guó)產(chǎn)的蒸汽鍋爐大多數(shù)鍋爐的連續(xù)排污采用手動(dòng)閥門人工控制 。 再加上對(duì)排污的熱量沒(méi)有進(jìn)行有效的回收或回收比例低 ， 成為影響鍋爐運(yùn)行中熱能有效利用的主要因素之一 。 有些地區(qū)鍋爐有排污水回收利用裝置的不足 1/3， 許多鍋爐定期排放高溫?zé)崴峭ㄟ^(guò)排 入 排污降溫 池自然冷卻實(shí)現(xiàn)的， 鍋爐連續(xù)排污高溫?zé)崴柙谂盼劢禍爻貎?nèi)加兌自來(lái)水冷卻 ， 達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后 方可排放 ， 既浪費(fèi)了高溫排污水所攜帶的大量熱能 又浪費(fèi)了連續(xù)排污用的大量的冷卻自來(lái)水 。 定期 排污在常壓閃蒸罐中進(jìn)行 ， 閃蒸出的蒸汽直接排人大氣 ，罐底的冷凝水則排入附近的地溝 。 有的擴(kuò)容器所配的浮漂水位調(diào)節(jié)器經(jīng)?？?，動(dòng)作不靈，大部分熱水都是經(jīng)旁路排入地溝的 。 排污 水的熱量在鍋爐的熱力計(jì)算中歸屬于鍋爐有效吸熱量 ， 因此在進(jìn)行鍋爐節(jié)能分析時(shí)不易引起重視 。 熱電廠廠內(nèi)現(xiàn)狀 鍋爐是電廠能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的首要環(huán)節(jié) ， 鍋爐裝置在供熱供電生產(chǎn) 過(guò)程中占有十分重要的地位 。 采用懸浮式 ， 四角噴燃直流燃燒器 ， 制粉系統(tǒng)為鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式乏氣送粉 ， 鏈條式撈渣機(jī)排渣 ， 9爐為靜電除塵 ， 9爐為干式輸灰 ， 67爐為水力除灰 ， 將灰送到灰場(chǎng) ， 干灰送到磚廠 。 冬季時(shí)在放空管周邊形成汽霧、 冰堆，既浪費(fèi)能量又影響環(huán)境（見(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片） 。 在役鍋爐參數(shù)表 序 號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 參 數(shù) 1 額定蒸汽量 t/h 6爐 7爐 8爐 9爐 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 11 220t/h 220t/h 410t/h 410t/h 2 實(shí)際 平均蒸汽產(chǎn)量 t/h 170 180 360 360 3 實(shí)際 平均蒸汽壓力 Mpa 4 鍋爐連續(xù)排污率 ％ 3 3 5 5 5 定期排污率 ％ 1 1 2 2 6 閥門泄漏率 ％ 1 1 1 1 7 全年平均量 8 排污擴(kuò)容器工作壓力 kg/c ㎡ 連排罐 定排罐 排污擴(kuò)容器最高允許水位 mm 二分之一 9 10 目前狀態(tài) 連排 連排進(jìn)除氧器 定排 定排排空 11 排污排出蒸汽量 t/h 12 有無(wú)液位控制 連排有 /定排無(wú) 圖片 1 定排擴(kuò)容器外排口 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 12 圖片 2 定排 晾曬池 論文的研究目的及內(nèi)容 研究目的 能源在消耗中的使用方式和使用目的 是多種多樣的，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、商業(yè)、公共事業(yè)以及家庭生活等方面 。 目前，對(duì)鍋筒內(nèi) 10MPa、500℃的鍋爐連續(xù)排污水所具有的能量的回收考慮不全面，僅把經(jīng)過(guò)連排擴(kuò)容器所閃蒸形成的二次蒸汽引入除氧器進(jìn)行利用，而大部分具有較大熱量的排污水經(jīng)過(guò)定排擴(kuò)容器直接排放，這部分熱量長(zhǎng)期不能得到有效利用，造成能源的巨大浪費(fèi) 。 并對(duì)撫順石化熱電廠 9 鍋爐排污水去向的現(xiàn)狀進(jìn)行描述 。 通過(guò)這三種途徑對(duì)撫順石化 9 鍋爐排余 熱回收技術(shù)進(jìn)行了研究，即達(dá)到了節(jié)能的目的，又有環(huán)保的功效 。 這些凝結(jié)水經(jīng)給水泵送人鍋爐 ，再次吸熱產(chǎn)生高溫、高 壓蒸汽 。 通過(guò)排污可降低鍋水含鹽量，避免發(fā)生汽水共騰，保證蒸汽品質(zhì) ， 但鍋爐的熱損失和水損失增加；排污可排出積聚在鍋筒和下集箱底部的泥渣、污垢 ， 當(dāng)鍋爐水位過(guò)高時(shí) ， 還可通過(guò)排污降低水位 。 如果排污不足將直接影響鍋水和蒸汽的質(zhì)量 ， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)鍋水共沸、熱力 設(shè)備 結(jié)垢、 爆管等不良現(xiàn)象 ，影響電廠運(yùn)行的安全性 ； 如果排污過(guò)量會(huì)產(chǎn)生工質(zhì)及熱量方面的損失 ， 影響蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 。 鍋爐排污原則 鍋爐排出的高溫高 壓水中 ， 含有從燃料中吸收的大量熱量 ， 因此 ， 鍋爐排污應(yīng)該是在保證鍋水品質(zhì)和蒸汽質(zhì)量的前提下 ， 最大限度地減少鍋爐排污量 ， 以提高鍋爐熱量利用率 ， 降低燃料成本 。 排污管一般為直徑 28～ 60mm的管子 ， 沿鍋筒長(zhǎng)度布置 ， 管上開(kāi)有直徑為 8～ 12mm 間隔均勻的小孔 ， 并與向下引出鍋筒的疏水管連接 。 一臺(tái)鍋爐排污率的高低 ， 主要取決于給水處理效果和鍋爐負(fù)荷大小 。 下面給出幾種提高鍋爐水 質(zhì) 的方法 ： （ 1） 采用氫鈉離子交換器并聯(lián)水處理方式代替單純鈉型軟化方式 ， 降低給水堿度和含鹽量 。 與氫鈉離子并聯(lián)水處理方法相比 ， 該方法工藝簡(jiǎn)單 ， 設(shè)備投資改造規(guī)模小、 運(yùn)行費(fèi)用低 ， 很適合中小型鍋爐房采用 。 鍋爐排污質(zhì)量取決于排污量的多少和排污的方式 ， 而且還要 按照排污的要求進(jìn)行 ， 才能保證排出水量 ， 排污效果好 。 ②少排 。 ③均衡排 。 采用自動(dòng)控制排污節(jié)能裝置 用人工排污只能憑感覺(jué)控制排污量大小 ， 對(duì)于連續(xù)排污可 采用鍋爐自動(dòng)排污 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 16 系統(tǒng)裝置，跟蹤試電導(dǎo)率，全面控制鍋水濃度，反映 鍋水含鹽量 ，使鍋水濃度控制在給定范圍 5%的誤差范圍內(nèi) ， 不但可防止鍋爐含鹽量高而 引發(fā)的鍋爐受熱面事故，而 而且還可避免排污過(guò)量 ， 降低排污率 。 以含鹽量（溶解固形物含量）確定的排污率按下式計(jì)算： %100SS S%100DD bg gppw ????? ?? （ 33） 式中 bS — 鍋爐補(bǔ)給水含鹽量（ mg/L）； gS — 鍋爐允許的含鹽量（ mg/L） 。 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 17 鍋爐連續(xù)排污（ TDS）控制方 法 一般鍋爐都使用終化水作為補(bǔ)給水 ， 溶解于水中的酸、堿、鹽等電解質(zhì)解離成正、負(fù)離子 ， 使電解質(zhì)溶液具有導(dǎo)電能力 ， 其導(dǎo)電能力用電導(dǎo)率 (μ S/cm)表示 。 電導(dǎo)率的設(shè)定值通過(guò)定期測(cè)定鍋水溶解固形物進(jìn)行校對(duì) 。 排污水進(jìn)人擴(kuò)容器后 ， 進(jìn)行擴(kuò)容減壓 ， 一部分排污水迅速變?yōu)檎羝?， 余下的排污水成為壓力接近大氣壓力的飽和熱水 。 每臺(tái)鍋爐的連續(xù)排污管道單獨(dú)接至連續(xù)排污擴(kuò)容器進(jìn)口 。 一般在于室外設(shè)排污降溫池 ， 用冷水混合冷卻 。 該鍋爐排污測(cè)控系統(tǒng)如圖 3 所示 。 鍋水化學(xué)指標(biāo)有 PH、磷酸根、電導(dǎo)率和二氧化硅四個(gè)量 。 閃蒸罐與閃蒸蒸汽回收 回收鍋爐排污中的熱量 ， 最直接的辦法是用排污水直接加熱鍋爐冷補(bǔ)給水 。 圖 4 所示的鍋爐排污熱量回收系統(tǒng)，是閃蒸蒸汽用于加熱給水和 除氧以及剩余污水綜合利用的方案 。 如果把閃蒸蒸汽管直接通人水中 ， 將不可 避免地發(fā)生水擊 ， 產(chǎn)生劇烈的噪聲甚至造成管道和設(shè)各的振動(dòng) 。 圖 6 排污擴(kuò)容器 1— 二次蒸汽導(dǎo)出管濾網(wǎng) 2— 漏斗 3— 分離板 5— 液態(tài)排污導(dǎo)出 管 6— 連接鍋爐總排污管進(jìn)口 當(dāng)閃蒸蒸汽進(jìn)入脫氧器的加熱蒸汽入口時(shí)，在閃蒸罐的蒸汽出口安裝止回 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 23 閥，防止鍋爐排污停止時(shí)脫氧器加熱蒸汽倒灌回閃蒸罐 。 如果直接排放 ， 不僅損失了大量寶貴的熱能 ， 而且污水在如此高的溫度排放也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生熱污染 ， 甚至損壞污水管道 。 在圖 8 中 ， 使閃蒸罐內(nèi)閃蒸后剩余污水通過(guò)一臺(tái)換熱器 ， 換熱器二次側(cè)冷 卻水來(lái)自鍋爐冷補(bǔ)給水箱 。 圖 8 鍋爐排污熱量回收系統(tǒng) 在閃蒸罐底部的剩余排污水出口安裝一臺(tái)浮球疏水閥 ， 起到排水阻汽的作用 。 排污水作為供暖系統(tǒng)補(bǔ)水 。 圖 9 鍋爐排污水采暖系統(tǒng)利用圖 1— 鍋筒 2— 連續(xù)排污擴(kuò)容器 3— 定期排污擴(kuò)容器 4— 面式水 水換熱器 5— 循環(huán)水泵 6— 熱用戶 將排污水直接引入鍋爐廠房采暖系統(tǒng) 鍋爐排污水量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采 暖循環(huán)水量 。 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 26 圖 10 鍋爐排污水與采暖循環(huán) 水連接簡(jiǎn)圖 將排污水排至低位水箱作為采暖系統(tǒng)的循環(huán)水加以利用 將鍋爐的排污水引至蓄熱池內(nèi)的沉淀池內(nèi)，此蓄熱池作為取暖系統(tǒng)的低位水箱，排污多余的水通過(guò)浴池使用后排放出去 。 水中的堿度常以鉀、鈉、鎂的化合物、重碳酸化合物和磷酸等形式存在， 就氫氧化物堿度 和碳酸鹽堿度來(lái)講 ， 它能夠吸收煙氣中的 SOx 并發(fā)生反應(yīng) 。 將鍋爐排污水通入濕式除塵器達(dá)到脫硫效果 濕式除塵器利用鍋爐排污水達(dá)到以廢治廢