徐俊莉
(广东惠州天然气发电有限公司,广东惠州 516082)
1 现状介绍
广东惠州液化天然气电厂总规划装机容量为6台390MW级机组,分两期建设,电厂一期工程建设3台390MW级燃气-蒸汽联合循环机组,电厂二期工程计划建设3台390MW级燃气-蒸汽联合循环机组。另外,在电厂所在的J3地块上计划建设惠州大亚湾石化区热电项目(4×175MW)。在热点项目建设之前,为满足石化区热用户使用蒸汽的需求,建设2台130t/h燃油锅炉。电厂三台机组于2007年6月全部投产。集中供热锅炉于2006年初开始进行供热。
经过两年来运行实践,电厂提供的废水站废水排放量见下表1:

注:以上统计含一级反渗透浓水排入工业废水处理站处理。
从上表可看出,电厂废水排量较大,并个别月份有较大变化,原因可能是机组调试时的不规律用水及石化区热用户蒸汽用量变化造成。由于电厂废水排放量较大,且根据大亚湾经济石化区的规划,所有企业须将废水集中排放到石化区污水处理厂统一排放。而我厂根据电厂环保规划设计有2×40t/h的工业废水处理站,这些经过处理的废水水质完全达到合格排放或回收利用的要求。因此我厂计划对全厂废水进行回用设计,以减少排放、节约用水,进而降低运行费用。
2.电厂淡水用排水分析
惠州LNG电厂(含发电项目、供热项目)淡水用水、排水和常规燃煤电厂比较有如下特点:1、该电厂是具有2台130t/h燃油锅炉,化学制水量较大,相应化学制水过程中废水产量较大。2、燃煤电厂废水站处理后水可用于输煤系统冲洗、煤场抑尘、除灰渣系统调湿等,废水处理站排水回用于上述用水点后,基本可实现电厂废水零排放;液化天然气电厂没有上述用水点,废水站处理后排水很难实现零排放。
因此,液化天然气电厂节水的主要途径应是尽量减少废水排量,其次考虑处理后废水的回用。
3.电厂化学制水系统设计
广东惠州液化天然气电厂一期3×350MW级燃气-蒸汽联合循环机组和集中供热项目,除盐水处理系统本期设计出力为550t/h、规划中期出力1000t/h、远期出力1500t/h。
除盐水处理系统工艺流程为:净水站来水(浊度≤20mg/L)→超滤装置(UF) →反渗透装置(RO) →混合离子交换器→除盐水箱。考虑到原水悬浮物及含盐量低,系统出力较大,为节约用水,减少系统排污,将超滤反洗水和反渗透浓水进行回收处理利用,工艺流程及水量平衡示意图如下(单位m3/h):

从流程图可知,在设计过程中,化学专业已经采取了多项节水措施:
1)超滤(UF)系统反冲洗水回收,回流至净水处理系统前端再利用。
2)反渗透(RO)系统采用两级,一级RO浓水进入二级RO,减少浓水产量。
4.电厂化学制水现状
电厂现阶段化学除盐水平均产量120m3/h(按照每天24小时制水折算)。设计的二级RO的对一级RO浓水的回收率约为59%。运行时,由于二级RO的源水为一级RO的浓水的影响,二级RO膜前的保安过滤器进水侧压力升高很快,清洗次数较为频繁,自用水量较大。
化水制水系统废水排放量(按仅运行一级RO计算):(102+3+10)×120/550=25.1m3/h。其中超滤反洗水及过滤系统排污水悬浮物含量高、混床再生废水为酸碱废水均无法直接回用,需处理后排放或回用。
一级RO、二级RO浓水水质和工业用水中转动机械轴承冷却水水质指标对照见下表2:

注:1、一、二级RO浓水水质资料由ROSA软件计算得出;
处理后的工业废水水质与《生活杂用水水质标准》水质标准对照如表3:
从上表2、3可以看出,一、二级RO浓水水质指标及处理后的工业废水水质均优于《生活杂用水水质标准》(CJ 25.1-89)。
5 废水改造方案介绍
因目前工业废水处理站为间歇式运行,处理后的工业废水即使可以达到回用标准,但是因目前没有足够容量储水池,导致与厂区绿化、道路冲洗等的时间无法一致,而不能实现回用。因此需要将工业废水引致蓄水池进行蓄水以便随时使用。
一级反渗透浓水作为废水排至废水站和酸碱废水混合,增加了工业废水处理站的处理水量,且一级反渗透浓水完全可以满足回用的水质标准。因此考虑才将一级反渗透浓水直接引致蓄水池。
另外集中供热项目的锅炉连/定排高温排水及泵与风机的冷却水均采用与原水混合冷却后作为清净下水外排,而此部分冷却水对水质要求不高,处理后的工业废水及一级反渗透浓水完全满足冷却要求。
目前电厂建设有4个工业生活消防水池连通使用,为使回用水仅用于绿化、冲洗、冷却等杂用水,而不会进入化学水处理系统,影响锅炉补给水水质,将4个池隔离为2个池。一个装回用水(下称综合水池),一个装预处理后的原水(下称工业消防水池)。
将一级RO浓水、处理后的工业废水直接回收至综合水池,接入目前公司的绿化、生活杂用水管网。改造后,利用目前生产区域的环形供水网,综合水池向全厂绿化冲洗系统、部分工业冷却水系统供水。既可大大提高废水回用率,减少排污费用,同时可以节约大量新鲜用水量。
6.结论
废水回用量计算:
按照前述计算,处理后的工业废水每月产生量约为:23208吨。
按照《建筑给水排水设计手册》 中浇洒道路和绿化用水定额为1.0~2.0L/m2,每天1~3次,根据本地气候条件,此计算取1.0 L/m2.次,每天2次。我厂目前绿化及道路面积约为:220000 m2
因此估算此部分可回用(即节约淡水)水量:
220000 m2 ×1.0 L/m2×2次×30天=13200吨。
另外集中供热项目工业冷却水每月按照设计要求约需:4500吨。
合计可回用废水13200吨+4500吨=17700吨/月。
即同时节约了淡水资源17700吨/月。
另外有此改造基础,大亚湾石化区集团欲购买我方废水进行石化区绿化及道路喷洒,这样将进一步提高废水回用率,为石化区环保事业作贡献。
上述改造方案,不增加机械设备和构筑物,仅增加少量阀门和管道,改造工程量小。可实现减少全厂淡水用量和废水排放量,降低运行费用。实现一水多用、节约水资源和保护环境的目的。
作者简介:徐俊莉 毕业于华北电力大学,环境工程专业,辅修工商管理专业。2005年7月参加工作,任职广东惠州天然气发电有限公司生产经营部生产技术分部,化学及环保工程师。入职以来一直从事发电企业化学、环保技术监督管理工作,曾参与指导多项化学系统改造项目,并组织了惠州LNG电厂一期工程环保竣工验收工作。