电力技术：火力发电厂采用“水岛”布置

　　电力技术：火力发电厂采用“水岛”布置

　　【摘 要】：随着火电厂机组容量的不断增大，锅炉对水质的要求也越来越高，火电厂化学专业的地位日渐突出，为了提高化学专业在火力发电厂中制水、水处理的能力；新建电厂打破传统分散布置的设计方式，将整个供水系统和所有化学水系统进行优化布置，有机地整合到一起，称为“水岛”，从而达到控制电厂用地指标、工程造价的目的。

　　【关键词】：水岛；优化；布置

　　水岛是随着新建火电机组容量的不断增大，化学专业自动化程度、运行可靠性不断提高、水质要求不断提高的基础上发展的起来产物。水岛就是在新建火电厂中将所有非主厂房化学水、污废水和部分水工水，即原水预处理部分、除盐水处理部分、工业废水处理部分、生活污水处理部分、含煤废水处理部分和水工部分的消防系统、工业水系统、生活水系统、辅机冷却水系统等各个功能模块有机地整合成一个 “水岛”，形成一个涵盖整个火电厂水处理的区域。

　　传统的火电厂设计是根据生产、管理功能要求、建设场地条件、园区公路等的位置，以主厂房为中心，将间冷塔、脱硫、机力塔及辅机泵房、煤场、化学水处理、综合水泵房、污废水处理、办公区等按照每个专业各自的需求，根据建筑物的建筑面积和结构的不同，按照就近布置的原则，将除主厂房以外附属建筑、附属设施布置在主厂房周围而没有统筹考虑，系统臃肿，工程造价较高。

　　“水岛”有很多优势，按照模块化设计将原分散布置的各系统的工艺、电气、控制设备可综合利用；布置更加紧凑，节省占地及厂房投资、减少设备之间连接管路长度、避免了设备重复设置，统一管理，从而降低工程造价、便于全厂水系统统一控制和管理；不同单元的水处理流程更加流畅，节省提升动力；水岛集成了9个水系统的模块，可节省3班运行维护人员；整个水处理系统布局合理，自动化水平高，为电厂实施现代化运行管理创造了良好的条件；可以分级、分质供水，综合利用回收废水，达到了节能、减排，降低工程造价的综合效益。

　　1 传统设计分散布置方式为

　　室内建筑物有锅炉补给水处理车间、酸碱贮存库及化验楼，室外部分有工业/消防水池、生活水池、清水箱、淡水箱、除盐水箱及压缩空气储罐、工业/消防水、生活水泵间、生活污水处理间、工业废水处理间等。

　　常规供水系统设计中，厂外补给水进入厂内地下式工业水池、消防水池、地下生活水池，生水泵、生活水泵、工业水泵布置在一个建筑物内，消防水泵单独布置在一个建筑物中，由于地下水池，水泵全部安装在零米一下。

　　2  本工程概况

　　大唐某电厂“上大压小”热电联产扩建工程建设规模2×330MW超临界国产空冷燃煤机组；位于原厂区东侧场地，主厂房固定端朝西，A排朝北，采用三列式布置格局，由北向南依次为升压站—主厂房—煤场；辅助及附属设施区主要规划布置在主厂房西侧，间冷塔布置在主厂房东侧。

　　3  本工程水岛布置情况介绍

　　本工程在设计初期化学专业和供水专业，设计院按照分散设置、就近布置的原则进行设计。为有效降低造价，提高化学专业及供水专业的自动化水平及运行可靠性，借鉴不同火电厂实行水岛的经验，结合本工程实际情况及来水水质情况（本工程采用水库水，水质较好，无原水预处理系统）；本工程将化学专业和供水专业按照相同系统集中布置、相同功能合并的原则，利用模块化设计将供水专业的工业水系统、生活水系统、消防水系统、工业废水处理系统、生活污水处理系统、含煤废水处理系统、煤场雨水系统、辅机冷却水系统与化学专业的锅炉补给水处理系统合并布置在一起，组成“九水合一、四加药”的水岛。

　　锅炉补给水处理车间与供水专业的供水、生活及消防设备合并布置在一独立的建筑区域，包括过滤除盐间、附属设备间、室外水箱、酸碱贮存间、中和池、化验楼及消防泵间等。整个区域的建筑物由北向南呈“]型”布置。

　　锅炉补给水处理车间的过滤除盐间为两层建筑，一层主要布置各类离子交换设备、化学水泵间，供水专业的生活水箱、水泵及工业水泵；二层主要布置超滤、反渗透装置和生水加热器等；在过滤除盐间的北侧是三层建筑物的化验楼，化验楼西侧紧邻的是消防水泵房；过滤除盐间南侧是酸碱间，酸碱间为二层建筑，零米以下设2个300m3废水中和池，一层为综合间，布置有废水泵，罗茨风机、酸碱计量设备等及反渗透加药设备，二层酸碱贮存间，布置有酸、碱贮存槽。在锅炉补给水处理车间室外中间布置有2个2000m3工业、消防水箱，2个2000m3除盐水箱，2个300m3淡水箱，2个300m3清水箱。

　　水岛布置示意图如下：

　　（1）供水系统

　　供水专业在初设阶段，工业、消防和生活水箱为常规的三个独立的地下混凝土结构，经过技术论证、造价对比、运行、维护成本对比，将地下混凝土结构的工业水箱、消防水箱合二为一改为地上钢制水箱，安装成本略有增加，土建成本明显降低，彻底消除了地下水池及地埋管的渗漏及破裂问题，后续运行、维护较为方便，取消了施工复杂的半地下综合水泵房和消防泵房，减少了工业水泵、消防水泵的土建投资；将综合水泵房内的工业水泵、生活水泵布置在锅炉补给水车间的水泵间，减小了综合水泵房的建筑面积，便于水泵集中管理、便于电气、热控集中控制，也减少了电缆长度和控制箱个数；生活水箱布置在锅炉补给水车间内，解决了冬季防冻难的问题；消防水泵在化验楼零米单另设有消防水泵间；采用模块化整合设计，取消常规锅炉补给水系统中的生水泵及生水箱，减少总平面中的建筑物数量，同时大大缩短了各系统间的连接管道的距离。将生水加热器由汽机主厂房布置在锅炉补给水车间的的二层，缩短了管道距离，降低了系统阻力和造价，方便运行人员操作和维护，与预除盐设备运行配合良好。生活污水处理车间与工业废水处理车间合并布置，减少了一个建筑物，污废水处理设备合并布置，有利于管理、维护， 尤其是减少了电气、热控的电缆，控制柜、电源柜等可以合并利用，降低造价。

　　（2）锅炉补给水系统

　　化学专业在初设阶段超滤装置12×80t/h，反渗透装置为6×110t/h；离子交换设备个5台，这些设备都布置在锅炉补给水车间0米（锅炉补给水车间只有一层），造成锅炉补给水车间设备多，占地大。经过技术论证和调研，将锅炉补给水车间设计为二层建筑，将超滤、反渗透装置布置在二层，减小一层占地；将超滤装置优化为6×105t/h，反渗透装置优化为3×135t/h；离子交换设备优化为3台，在保证了设备出力的情况下，减少了设备台数，节省了投资。酸碱间与加药设备合并布置，节省设备投资及占地，减少含酸碱废液和加药废液排放的污染点，便于危险品统一管理，减少人员意外伤害的可能性。

　　（3）凝结水精处理系统

　　本工程为2×330MW超临界表凝式间接空冷燃煤机组，凝结水精处理系统设置2×50%过滤器及3×50%高速混床除盐装置。2台机共用一套体外再生装置。

　　凝结水精处理混床体外再生设备全部为低压设备，再生系统暂按高塔法设计；该系统的特点是设置了一个专门分离树脂的高塔，借反洗的水流使树脂悬浮起来，树脂层达到一定的膨胀率，利用阴、阳树脂的湿真密度差，达到阴阳树脂分层的目的，然后输送到阴、阳树脂再生塔通过酸碱法再生。

　　常规凝结水再生及辅助设备布置在主厂房或集控楼零米，酸碱贮存设备布置在机组排水槽零米，再生产生的废液用管道排至炉后的机组排水槽内。

　　本工程将凝结水体外再生系统及辅助设备布置在两炉中间，2台冲洗水泵和反洗水泵布置在锅炉补给水车间的水泵间，减小了主厂房面积，便于水泵集中管理、便于电气、热控集中控制，减少了电缆长度和控制箱；彻底消除了其对主厂房设备可能产生的酸碱腐蚀；节省设备投资及占地面积，减少含酸、碱废液排放的污染点，减少人员意外伤害的可能性。

　　3、结论

　　水岛是大型火力发电厂发展的必然结果，是满足日益增长的大容量、高参数大型火电厂机组化学部分的必要条件；水岛自动化水程度高，布置更加紧凑，节省占地及厂房投资，减少了设备之间连接管路长度和设备重复设置的问题；酸碱设备和加药的集中设置、统一管理，有效防止了设备的腐蚀。水岛整合减少了运行人员，降低了人工成本，降低工程造价，运行更加可靠，为电厂实施现代化运行管理奠定了坚实的基础。