熱電熱網(wǎng)疏水回用系統(tǒng)技術(shù)方案

熱網(wǎng)疏水回用系統(tǒng)技術(shù)方案2021年9月12日

目錄TOC\o"1-2"\h\u一、工程概況 3二、方案的選擇 3三、方案設(shè)計(jì)及工藝 41、參考標(biāo)準(zhǔn) 42、設(shè)計(jì)參數(shù) 53、方案說(shuō)明 54、主要工藝說(shuō)明 6四、系統(tǒng)配置及初步預(yù)算〔單套熱網(wǎng)系統(tǒng)〕 8五、經(jīng)濟(jì)性分析 8六、局部業(yè)績(jī) 8一、工程概況天河熱電2×330MW機(jī)組承當(dāng)著石河子市區(qū)的的局部供熱任務(wù)。兩臺(tái)機(jī)組共布置4套熱網(wǎng)換熱器，熱網(wǎng)換熱器的合格疏水由疏水泵進(jìn)入除氧器，以回收相應(yīng)的水和熱量；由于供熱系統(tǒng)屬季節(jié)性投入，非隨機(jī)組連續(xù)投運(yùn)，投入初期由于熱網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)期停運(yùn)或檢修暴露，系統(tǒng)內(nèi)壁氧化等因素，初期水質(zhì)不合格，水中含有大量的鐵氧化物和其它大顆粒雜質(zhì)，使這局部疏水不能直接進(jìn)入除氧器，這種腐蝕產(chǎn)物多為顆粒較大的Fe3O4。三十萬(wàn)供熱機(jī)組疏水品質(zhì)，主要受Fe3O4腐蝕產(chǎn)物的影響。為了滿足給水品質(zhì)，一般需要4-5天時(shí)間進(jìn)展管道沖洗已經(jīng)外排才能到達(dá)合格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這局部疏水卻白白的浪費(fèi)掉，同時(shí)又造成了大量的熱量損失。據(jù)以往經(jīng)歷，每套熱網(wǎng)系統(tǒng)的最大疏水量為200m3/h，經(jīng)測(cè)算，按疏水外排4天計(jì)算，熱網(wǎng)每次投運(yùn)至到達(dá)水質(zhì)合格進(jìn)入除氧器回收，需要外排的含鐵疏水約為200*4*24*=19200噸；除鹽水按15元/噸計(jì)算，19200*15=288000元，每次熱網(wǎng)系統(tǒng)啟動(dòng)需要排放掉將近29萬(wàn)元優(yōu)質(zhì)的高溫除鹽水。

熱網(wǎng)換熱器設(shè)計(jì)溫度為150℃，1升水提高1度所需的熱量是1大卡，外排疏水溫度按120℃計(jì)算，1噸水是1000升，從常溫除鹽水〔水溫按5℃〕提高到120℃所需熱量是〔120-5)*1000=115000大卡的熱量，115000/5000=23公斤煤，按普通燃煤鍋爐的熱效率90%算的話，23公斤/90%=25.6公斤煤。也就是說(shuō)除鹽水從5℃加熱到120℃需要28.75公斤煤炭，每次外排疏水為19200噸，則需要消耗的煤炭為25.6*19200=491520公斤煤炭，合491噸煤?！泊擞?jì)算取燃煤的熱值為5000大卡〕由此可見(jiàn)，每次熱網(wǎng)啟動(dòng)外排疏水到達(dá)合格水質(zhì)，外排疏水這一項(xiàng)將近29萬(wàn)多元，同時(shí)消耗的熱量需要491噸煤炭，在經(jīng)濟(jì)下行、發(fā)電小時(shí)數(shù)逐漸減少、且各發(fā)電廠都無(wú)法滿發(fā)穩(wěn)發(fā)的今天，如何降低發(fā)電本錢，建立成低投入、低消耗、低排放和高效率的節(jié)約型企業(yè)勢(shì)在必行。二、方案的選擇熱網(wǎng)疏水的特性是疏水溫度高，目前熱網(wǎng)疏水回收有兩類典型的方案，一種是對(duì)熱網(wǎng)疏水降溫后進(jìn)入凝結(jié)水或者鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)到達(dá)二次利用的目的；二是疏水高溫處理，通過(guò)高溫除鐵過(guò)濾器截留掉疏水中的鐵再進(jìn)入除氧器。這兩種方案都可以解決熱網(wǎng)疏水正常運(yùn)行時(shí)含鐵超標(biāo)的問(wèn)題，但是前一種方案通過(guò)降溫必然損失一定的熱量，回用后需要再次處理、同時(shí)二次加熱也造成了機(jī)組熱耗的增加；后一種方案不需要降溫，高溫疏水直接處理后回到除氧器作為給水進(jìn)入鍋爐中，這樣不僅減少了鍋水補(bǔ)水量，有效的節(jié)約了水資源，也降低了水處理本錢，同時(shí)不需要再對(duì)熱網(wǎng)疏水進(jìn)展加熱，節(jié)約了燃料本錢，因此，建議選擇直接高溫處理后進(jìn)入除氧器回用。為了解決系統(tǒng)中鐵的問(wèn)題，電廠及國(guó)內(nèi)多家水處理公司都在做相應(yīng)的研究，并出現(xiàn)了多種相關(guān)技術(shù)，比擬成熟的技術(shù)有高溫濾元過(guò)濾器、電磁除鐵過(guò)濾器、永磁除鐵過(guò)濾器等。

電磁除鐵過(guò)濾器系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大；永磁除鐵過(guò)濾器投資過(guò)大，這兩種形式的除鐵效率都不太高，使其使用有很大的局限性。熱網(wǎng)疏水大流量濾元除鐵系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，這種方案的核心在于熱網(wǎng)疏水通過(guò)耐高溫大流量濾元過(guò)濾掉疏水中的的金屬〔Fe3O4〕及硅等固體污染物，有效的保證給水品質(zhì)；同時(shí)，采用密閉系統(tǒng)更有利于高溫疏水資源及其顯熱的全部回收利用本方案可不設(shè)反洗系統(tǒng)，不設(shè)備用，不設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，既可減少土建投資，又可以防止因配套設(shè)備〔如閥門(mén)或控制設(shè)備〕性能出現(xiàn)故障而無(wú)法正常投用的問(wèn)題，同時(shí)減少相關(guān)控制及電氣系統(tǒng)的投資及維護(hù)，使系統(tǒng)故障率降低。方案設(shè)計(jì)及工藝1、參考標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造和材料符合以下最新版本的要求：〔1〕GB150鋼制壓力容器〔2〕壓力容器平安監(jiān)察規(guī)程〔3〕JB2932水處理設(shè)備制造技術(shù)條件〔4〕SDDZ037電廠水處理設(shè)備制造質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)〔5〕GB755-2000旋轉(zhuǎn)電機(jī)額定和性能〔6〕DL/T5137-2001電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵照火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DL5000-2000)和火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T5068-1996)?！?〕每次啟動(dòng)疏水水質(zhì)：疏水溫度：110℃疏水流量：100m3/h疏水水質(zhì)：Fe3O4大量超標(biāo)2、設(shè)計(jì)參數(shù)

每套熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)直徑Ф850mm的立式高溫除鐵過(guò)濾器和前置可清洗粗濾，單臺(tái)出力200m3/h，占地3㎡左右，內(nèi)置15支6寸*40寸5μ大流量濾元，不設(shè)備用，操作簡(jiǎn)單，根據(jù)運(yùn)行壓差濾元定期更換。除鐵過(guò)濾器參數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)設(shè)備出力：200t/h設(shè)計(jì)壓力：2.5MPa過(guò)濾精度：5μ固體顆粒〔鐵銹〕去除率：不小于99%

設(shè)計(jì)出水滿足如下要求：溫度：≤135℃流量：200m3/h出水水質(zhì)：鐵含量≤15μg/L。水回收率：98%

3、方案說(shuō)明熱網(wǎng)疏水高溫除鐵系統(tǒng)，是由高溫除鐵過(guò)濾器、前置粗濾、旁路及電動(dòng)門(mén)、過(guò)濾器進(jìn)出口壓力表以及進(jìn)出口取樣裝置等附件組成。在熱網(wǎng)疏水管道設(shè)置旁路系統(tǒng)，此方案只需在旁路或主回水管道上加裝一臺(tái)除鐵過(guò)濾器和前置粗濾，除鐵過(guò)濾器進(jìn)出口加裝取樣裝置。在熱網(wǎng)投運(yùn)初期，疏水經(jīng)除鐵過(guò)濾器除鐵后進(jìn)入除氧器，并定期取樣，當(dāng)疏水到達(dá)合格水質(zhì)后，可選擇退出除鐵過(guò)濾器，疏水直接進(jìn)入除氧器。除鐵系統(tǒng)工藝圖4、主要工藝說(shuō)明4.1可清洗式前置過(guò)濾器可清洗式前置過(guò)濾器設(shè)計(jì)精度為50μ，在熱網(wǎng)疏水流經(jīng)此過(guò)濾器時(shí)過(guò)濾掉水中較大顆粒〔金屬腐蝕物〕，防止后端除鐵過(guò)濾器濾元的污染，延長(zhǎng)除鐵過(guò)濾器濾元的使用壽命。其大于50%的開(kāi)孔率與直通式構(gòu)造，組合出最大的流量和最小壓差，大大降低了總體的尺寸和重量，當(dāng)過(guò)濾器停頓使用時(shí)，只需一人清理維護(hù)即可。4.2高溫疏水除鐵過(guò)濾器我公司采用的是頗爾pall高溫除鐵技術(shù)。

高溫大流量除鐵過(guò)濾器的構(gòu)造與普通相似，濾殼中可裝多支濾元.可以提供很廣的流量范圍,無(wú)論是啟動(dòng)時(shí)使用還是連續(xù)運(yùn)行.它們的設(shè)計(jì)使得濾元經(jīng)久耐用.大容量的濾元可以最小化、最經(jīng)濟(jì)地配置過(guò)濾器。大流量除鐵過(guò)濾器可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件設(shè)計(jì)成臥式或立式。高溫除鐵過(guò)濾器由于采用的濾元支數(shù)較少，因此在更換時(shí)特別簡(jiǎn)單，一般的情況下只需1小時(shí)即可完成。

除鐵過(guò)濾器配用的濾元為頗爾pall耐高溫大流量折疊濾元，采用特殊材質(zhì)制成，可適應(yīng)與140℃以下的流體過(guò)濾，適用在各種非堿性類高溫流體過(guò)濾，其獨(dú)特外層保護(hù)工法，使產(chǎn)品適合高溫過(guò)濾的需求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他產(chǎn)品，配合超大過(guò)濾面積能最經(jīng)濟(jì)的方式，解決各種高溫過(guò)濾的需求；頗爾pall耐高溫系列濾元具有高耐溫性及無(wú)溶出物的特點(diǎn)，其濾元精度為5μm，提供的濾元β值=5000,即確定精度下一次性通過(guò)過(guò)濾器的顆粒,每5000個(gè)不多于1個(gè)。大流量濾元的水流方向?yàn)閮?nèi)進(jìn)外出式,采用獨(dú)特的平板網(wǎng)籠式構(gòu)造,運(yùn)行中濾元會(huì)因水壓的作用更加密封嚴(yán)密。獨(dú)特的密封構(gòu)造，使系統(tǒng)的嚴(yán)密性得到有效的保證。

除鐵過(guò)濾器的去除率及壓差：

高溫除鐵過(guò)濾器的設(shè)計(jì)說(shuō)明:A、高溫除鐵過(guò)濾器的構(gòu)造示意圖B、高溫除鐵過(guò)濾器通常為臥式壓力容器〔在場(chǎng)地狹窄的環(huán)境下我們可以做成立式〕，采用籠式構(gòu)造,以便檢修或更換濾元時(shí),降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短檢修時(shí)間。C、過(guò)濾器的構(gòu)造為：前部進(jìn)水、后部出水。前部封頭與筒體之間為大法蘭構(gòu)造。前部設(shè)管板以固定濾元，保證濾元密封嚴(yán)密。內(nèi)設(shè)支撐隔板及不銹鋼網(wǎng)籠，保證濾元可靠運(yùn)行。在熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)中，大約超過(guò)90%的金屬污物是顆粒狀的，而其中絕大局部是鐵，其顆粒主要分布在6—25micron。初次啟動(dòng)時(shí)時(shí)將它們除去是非常有效和必要的。高溫除鐵過(guò)濾器可以為機(jī)組正常運(yùn)行提供可靠保障。四、系統(tǒng)配置及初步預(yù)算〔1套〔200t/h〕熱網(wǎng)系統(tǒng)〕序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)價(jià)格〔元〕1可清洗前置過(guò)濾器BYS-17-TFU034165000650002大流量除鐵過(guò)濾器?850304SS200t/h185000850003過(guò)濾濾元40〞*6〞5μ15130001950004管件閥門(mén)一批135000350005管道一批120000200006其他附件儀表、取樣等附件125000250007安裝調(diào)試135000350008合計(jì)460000運(yùn)行費(fèi)用：

由于此種高溫除鐵工藝在運(yùn)行過(guò)程中不需要加藥，未設(shè)置電動(dòng)閥門(mén)，只需在系統(tǒng)啟動(dòng)停頓時(shí)開(kāi)關(guān)閥門(mén)，并在高溫除鐵系統(tǒng)停運(yùn)后，定期清理不銹鋼前置過(guò)濾器即可，因此，運(yùn)行費(fèi)用約等于0元。后期備件費(fèi)用：

高溫過(guò)濾濾芯更換周期為兩個(gè)供熱，共計(jì)195000，則每年的費(fèi)用均攤為19500/2=97500元。五、經(jīng)濟(jì)性分析據(jù)上面測(cè)算，每次熱網(wǎng)系統(tǒng)啟動(dòng)到水質(zhì)合格需要外排水約29萬(wàn)元，外排的熱量需要耗煤490噸，每噸5000大卡的煤炭按550元計(jì)算，需耗煤490*550=269500元，兩項(xiàng)合計(jì)55萬(wàn)元。熱網(wǎng)除鐵過(guò)濾器投資費(fèi)用約46萬(wàn)元，熱網(wǎng)單次啟動(dòng)所浪費(fèi)的水和熱量即可滿足首次投資。后期運(yùn)行費(fèi)用主要是高溫濾元的更換，后期按2年更換一次濾芯萬(wàn)元，每次啟動(dòng)浪費(fèi)水和熱量的費(fèi)用55萬(wàn)-萬(wàn)元=萬(wàn)元；即熱網(wǎng)疏水除鐵過(guò)濾器投運(yùn)后，每年每套熱網(wǎng)系統(tǒng)可節(jié)約萬(wàn)元。

由此可見(jiàn)，熱網(wǎng)疏水的回收利用是有必要的，同時(shí)這種熱網(wǎng)除鐵過(guò)濾工藝也是可行的。此工藝需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況、熱網(wǎng)系統(tǒng)管路布置，參考出水指標(biāo)后做出更詳盡的方案。六、局部業(yè)績(jī)1內(nèi)蒙東源科技4×500MW汽輪機(jī)凝結(jié)水除鐵過(guò)濾4×230t/h除鐵濾元20212華能營(yíng)口電廠熱網(wǎng)疏水高溫除鐵100m3/h高溫除鐵20214新疆新天新能源煤制氣70000T/D中水回用工程〔保安過(guò)濾器〕950m3/h工藝凝液除鐵除鐵濾元20214九江石化550m3/h工藝凝液高溫除鐵高溫除鐵20215雙鴨山龍煤天泰3×165t/h次高溫次高壓循環(huán)流化床凝結(jié)水除鐵120t/h高溫除鐵20216新疆藍(lán)山屯河能源16萬(wàn)噸生物降解保安過(guò)濾、凝結(jié)水除鐵120t