电厂节水的重要举措——干除灰、干除渣的综合应用及展望

电厂节水重要举措－－干除灰、干除渣技术应用及废水的“零”排放

——国网北京电力建设研究院刘振强

2006年09月04日14:20:32

编者按：火电厂的水源主要为天然的地下水和地表水。2000年，全国火电厂发电水耗平均为4.2kg/kW.h；经过三年的技术改造（主要是干除灰技术的应用和废水回用），该值已经降至3.2 kg/kW.h；其中，采用干除灰的电厂发电水耗已经降至2.5kg/kwh以下。所谓废水的“零”排放，即电厂将其产生的废水通过处理后回用，可以替代火电厂30%以上的新鲜水，节水潜力巨大；同时又可以减少电厂的废水外排量，减轻对环境的污染。

国内干除灰、干除渣的综合应用及展望

在上世纪80年代中期前，国内灰、渣的输送均采用水力除灰（渣）方式，环境污染严重，耗水量耗，设备维护量大。

在随后的几年中，国内部分新建电厂先后从国外输灰公司引进干式除灰系统及其相关技术，如德国MILLOR公司的双套管密相气力输灰技术、美国UCC公司、英国CLIDY公司的单管密相气力输灰技术。随之干式输灰技术逐渐被广大电厂用户接受并得以迅速推广。进入90年代后期，国内新建电厂输灰系统均采用干式输灰技术，部分运行电厂原有的水力除灰系统也在逐步改造为干式输灰系统，水力除灰技术已经逐渐退出除灰领域。

目前，国内干灰输送技术最有代表性的是国网北京电力建设研究院的双套管密相气力输灰技术和英国CLIDY公司小仓泵单管密相气力输灰技术。双套管气力输灰技术以其独特的双管输送机理和在输送过程中对物料产生不断的紊流和扰动作用，不堵管，在中长距离物料输送领域有着明显的技术优势；双套管密相气力输灰技术获2006年度国家电网公司科技进步一等奖，其关键设备已经完全实现国产化。而在短距离除灰领域，小仓泵单管密相气力输灰技术其经济性占有优势。

在输渣领域，水力除渣技术从最早的灰渣混合排放过渡到浓缩机－渣浆泵－脱水仓系统，但环境污染严重，耗水量耗，设备维护量大的弊端仍难以有效解决。到90年代初，国际上出现了大刮板捞渣机和钢带干式输渣机的技术，除渣技术逐渐向更高浓度水力除渣和干式除渣技术领域过渡。

我国最初成套进口大刮板捞渣机，经过几年的自主创新，除核心部件仍依赖进口外，基本实现了国产化。90年代后期，我国成套进口了钢带干式输渣机产品，并在三河电厂

2×350MW机组应用，由于技术垄断、造价昂贵限制了推广应用。随着拥有我国自主知识产权的干排渣技术出现，以钢带输渣机为主体设备的干排渣技术逐渐被广大用户所接受而得以迅速推广。国网北京电力建设研究院自1999年承接原国电公司科技攻关项目以来，已有40多台套的供货业绩，技术获2005年度国网公司科技进步一等奖，国家发明专利3项，经专

家技术鉴定已达到国际领先水平。目前，干排渣技术已在600MW及以上机组应用，由于其技术经济性的优势，逐步成为市场主流产品。在国外，运行机组在逐步用干排渣技术改造原有刮板捞渣机系统。

在灰渣的综合应用领域，干灰（渣）的应用价值要高于湿灰（渣），灰渣利用已经从最初的道路施工填埋、水泥添加剂逐步向高附加值产品过渡，如高掺量粉煤灰砖、建筑砌块以及真正高附加值的超细灰、飘珠、微珠等。特别是近几年来，粉煤灰的分选技术和相关设备的研究是目前该领域的一个重点研究方向。相比较于干灰，干渣的综合利用价值更高，有着一更为广阔的应用前景。

干除灰、渣设备经过我国技术人员多年的自主创新，基本实现了国产化、替代了进口；经过大量工程应用，证明技术成熟、性能可靠、满足生产运行需要；国产化产品降低工程造价达50%以上；备件及售后服务更具有进口设备无法比拟的优势，大大降低运行费用。

火电厂废水”零”排放系统

火电厂的废水零排放与节水是相辅相成的。所谓废水零排放，主要是指污染物的零排放，即采取措施不向外界排出对环境有任何不良影响的水，进人电厂的水最终以蒸汽的形式进人大气，或是以污泥等适当的形式封闭、填埋处置。实现零排放，电厂必然可以最大限度的提高水的利用率，减少电厂的总用水量，同时最大限度的保护水环境，最终实现电厂经济效益、社会效益的全面改善。

火电厂废水零排放系统主要通过以下几个子系统实现：

火电厂循环水系统的“零”排放

循环水损失主要体现在排污损失上，当浓缩倍率越大，排污损失越少，但浓缩倍率的过分提高并不经济，因此在电厂水系统中，冷却塔仍产生大量排污水。排污水可通过串级使用分别用于作灰渣处置系统补充水、烟气脱硫装置用水、煤处理系统灰尘抑制用水以及其他使用低质水的场合，但由于冷却塔的排污水量要远大于以上低质水用水量，故需采取节水措施对冷却塔排污水进行处理后回用，才能达到节水、减少排放的目的。

除灰系统的“零”排放

水力除灰系统的用水水质要求不高，宜优先使用经废水处理装置处理后合格的排水，不足部分则由循环水系统的排污水补充。水力除灰系统中耗水量大，水质较差，处理难度大、费用高。因此新建电厂设计中大都采用干除灰、除渣技术，不需排水。对于已建电厂的水力除灰系统，其零排放措施是将冲灰水进行沉淀处理后回用，形成闭路循环，使冲灰系统只补水，不排水。

工业用水系统的“零”排放

除油污水单独处理外，电厂的其它工业废水一般集中处理后回用。电厂的工业废水由于水质成分比较复杂，其处理工艺一般采用物理化学法。工业废水集中处理后可回用于煤场喷洒、输煤系统喷洒、干灰搅拌、排渣系统和部分冲洗用水系统，也可以作为循环水系统的补充水。目前已经应用此系统的大型电厂一般都是引进美日等国外的成套技术。

生活污水的“零”排放

电厂生活污水由于BOD含量高、可生化性较好且含盐量不高，一般采用生物处理即可达标，再加上石灰处理、杀菌过滤等深度处理后其出水水质可达到回用水质，即作为循环水系统补给水、冲灰用水、绿化用水等，最终实现生活污水的零排放。目前生活污水的生化处理装置技术比较成熟，大都选用活性污泥法与生物膜法相结合的工艺。国网北京电力建设研究院（原国电电力建设研究所）在山西省侯马发电厂，于国内率先采用城市市政污水及电厂生活污水，经过生物膜流动床处理和石灰＋杀菌过滤处理回用于电厂循环水系统，自2002年投入运行至今运行良好，日处理量为10000m3，产生巨大的经济效益和社会效益。

脱硫废水、含油废水及煤场废水的“零”排放

脱硫废水含有重金属污染物，宜单独进行处理，常用工艺采用“加药混凝沉淀+过滤”，它可将重金属污染物转化成污泥后通过沉淀过滤除去，达标后的污水再汇人厂区工业废水集中处理系统统一回用。含油废水水量小，污染物单一，常用工艺采用“油水分离器+后絮凝过滤”，它可以作为原煤加湿系统和冲灰系统的补水。煤场废水的污染物主要是SS，使用高效混凝剂处理SS，可以使煤场废水形成闭路循环，不排污水。

雨水系统的“零”排放

由于雨水水质较好，处理较简单，电厂所排雨水在极端缺水地方也可考虑回收利用，经过简单的“沉淀＋过滤”工艺后可并入工业废水集中处理系统中统筹考虑。

高浓度废水的处理、处置

高含盐量废水的最终处置一般通过蒸发途径。其他高浓度水可通过特殊的处理技术加以处理，如高浓度锅炉酸洗废液可以通过炉内焚烧处置，也可使用化学氧化剂将其氧化后再作进一步处理或去蒸发池最终处置。

综上所述，电厂废水的零排放技术主要通过选择合适经济的水源、减少用水量、尽量采取清洁生产工艺减少污染物产生量、提高水的利用率、严格监控污染物排放等途径来实现。在零排放系统设计中，可结合当地的地理环境，对电厂的水和废水的来源、流程及其对策有一综合性的考虑，并尽量使用较低质量的水，以降低系统运行的费用、提高水资源的重复利