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电力技术:火力发电厂采用“水岛”布置

来源:未知 2020-09-15 23:16

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

  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。

  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。

  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。

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