朔州项目化学专业技术总结.doc

朔州市格瑞特实业有限公司
2×135MW煤矸石综合利用发电工程
化学调试总结

西安热工研究院有限公司
格瑞特调试项目部
2009年9月20日

朔州市格瑞特实业有限公司（以下简称“格瑞特”）煤矸石综合利用电厂位于山西省朔州市，厂区按2×135MW循环流化床、直接空冷发电机组规划建设。电厂采用两台上海锅炉厂生产制造的480t/h循环流化床锅炉（型号SG-480/13.7-M571），配套两台上海汽轮机厂生产的超高压、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机及山东济南发电设备厂的发电机，控制系统采用北京ABB贝利控制有限公司的symphony系统。江西电力设计院承担电厂设计，山东迪尔安装集团有限公司承担设备施工安装，内蒙古康远监理公司负责工程建设监理，西安热工研究院有限公司（以下简称“热工院”）负责机组分系统及整套启动调试。
一、 化学专业主要系统及设备
朔州格瑞特工程采用尾矿排水作为原水，根据该原水硬度、碱度、含盐量高的特点以及超高压机组对于给水水质的要求，锅炉补给水处理系统分为预处理、反渗透和后处理三部分。
预处理主要目的是去除水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。预处理设施主要包括：原水泵、重力式空气擦洗滤池、波节管换热器、自清洗过滤器、UF超滤装置、加药装置。由于原水水温随着季节波动较大，反渗透膜的产水量对温度很敏感，采用换热器调节原水进水温度，保证反渗透（RO）系统在最佳温度范围25℃左右运行。板式换热器出力为150m3/h，最大温升23℃，配合温度控制阀以调节水温。自清洗过滤器的精度为130μm，主要去除水中粒径大于130μm的悬浮物和胶体，保护超滤的正常运行。本系统采用2台出力75m3/h的自清洗过滤器。自清洗过滤器的反洗周期主要是根据压差来设定的，反洗时不影响正常运行。预处理系统的主要处理装置为超滤装置。超SFP超滤装置采用全流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式。分为2套，每套装置设计处理量68m3/h，其运行情况为：运行30～60分钟，反冲洗20～60秒。气洗时间间隔为12-24小时。
反渗透系统承担主要的脱盐任务，包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透装置、氢氧化钠加药装置、二级高压泵、二级反渗透装置等。阻垢剂加药系统在反渗透进水中进水中加入阻垢剂，防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢，堵塞反渗透膜。碱加药装置在一级反渗透产水中加入氢氧化钠，将一级反渗透产水PH值提高至8.0-8.5，在此PH值下，水中的溶解CO2能全部转化成HCO3-离子，由二级反渗透膜脱除。而且能使RO产水的pH值满足EDI装置的进水要求。反渗透系统主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。本工程中，一级、二级反渗透膜采用美国陶氏公司的BW30-400型低压复合膜，单根膜元件的膜面积为400平方英尺（37 m2），最大产水量达到10500GPD（40m3/d），单根膜脱盐率99.5%。预处理产水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后成为产品水，通过产水管道进入后续设备；水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水管排出。化学清洗使用反渗透清洗装置进行，装置包括一台清洗液箱、清洗过滤器、清洗泵以及配套管道、阀门和仪表。当膜组件受污染时,可以用它进行RO系统的化学清洗。
后续处理工艺采用电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺EDI技术，包括EDI给水泵、EDI保安过滤器、EDI装置、除盐水箱、除盐水泵等设备及相关的管道和仪表。二级RO的产品水经过EDI装置可进一步去除水中的阴阳离子，保证纯水水质。单套EDI元件共有20支，产水能力40m3/h，回收率在90%以上，产水电阻率稳定在0.15μs/cm (25℃)以下。
补给水处理系统采用PLC集中控制，通过PLC控制系统完成电气和仪表部分的自动控制，同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态。
凝结水精处理选用中压处理系统。凝结水精处理的主系统如下：主凝结水泵出口凝结水 ® 粉末树脂覆盖过滤器 ® 低压加热器系统。每台机组精处理系统设置1套可处理2 ´ 100% 凝结水量的粉末树脂覆盖过滤器系统，并设置100%的旁路，当进口凝结水水温超过设定值或精处理装置的进出口压差超过设定值时，旁路系统将能自动打开，并切断凝结水精处理系统：当某1台过滤器出口水导电度升高到设定值或进出口压差升高到设定值时，该过滤器即到失效状态，则系统自动投入备用过滤器，失效过滤器退出运行，并进入破膜、清洗、铺膜程序。每台机组设置1套铺料系统及铺膜系统、清洗系统,两台机组共用1套废水收集、输送系统和仪用压缩空气系统。凝结水精处理的设备、铺料及清洗等分别布置在每台机的主厂房内。凝结水精处理系统的自用水直接从除盐水补充水箱吸取，补充水箱布置在主厂房外侧，靠近凝结水精处理设备，其容积为100m3。破膜、清洗过程产生的废水收集至废水贮存池，然后用废水输送泵送至煤场进行处理。
化学加药系统包括：给水加氨、联胺、炉内加磷酸盐、闭式循环冷却水加联胺、凝结水加氨、联胺。所有加药系统均由常州江南环境工程设备有限公司成套设计供货，两台机组设计一套炉内加药处理系统，采用两箱三泵、成套组合设备的运行方式（#1、#3泵正常运行时分别往#1、#2机组加药，其中#2泵为公用备用泵）。给水加氨及凝结水加氨为自动变频控制，其余加药泵为手动控制。所有加药设备均布置在集控楼汽机平台化验室附近。
水汽取样系统及恒温装置系统也是由常州江南设备有限公司设计并制造，采用集中取样装置，每台机组一套，干湿盘分开布置，设备布置在12m汽机平台。取样冷却水来自机务设置的闭式冷却水系统。取样装置配备主要仪表如下：工业电导仪、工业酸度计、水溶氧分析仪、硅酸根表、磷酸根自动分析仪及蒸汽钠表等。
生活污水处理系统采用一体化地埋式处理装置，由北京博睿环境工程设备有限公司成套设计并供货。该一体化污水设备单套设计采用一台钢防腐箱体组成，箱体由水解反应器、两级好氧反应器、二沉池、消毒清水池等组成。具体处理工艺流程如下：生活污水→格栅→调节池→污水提升泵→水解反应器→一级好氧反应器→二级好氧反应器→二沉池→消毒清水池→出水。生活污水自流入格栅池，以格栅拦截大颗粒固体及漂浮物，出水进入调节均衡池。调节池出水经泵提升进入水解反应器，即水解生化池，水解生化池可起到对水质进行预杀菌及降低废水中的有机污染物，改善废水可生化性，同时能高效分解常规处理中不易于降解的高分子特殊成份。水解生化池接受二沉池活性污泥。水解生化池出水至二级好氧反应器进行生化处理，在充氧曝气和生物膜的作用下将有机物降解为二氧化碳和水，出水经二沉池泥水分离后，进入消毒清水水池，消毒后水合格水自流入回用水池。
含煤废水处理设备由南通京源环境工程设备有限公司成套设计及供货，采用混凝、沉淀及过滤工艺为主的一体化处理设备。出水水质：SS≤10mg/l。主要包括：含煤废水提升泵2套，设备本体2套(包括全部内部装置和附件)，絮凝剂及助凝剂配制和投加装置(包括本体、计量泵、加药管道及阀门)，系统内的阀门及附件，控制系统的设备、仪表及电缆等。处理系统采用全自动运行方式，控制柜就地设置，PLC为施耐德产品，保留与化水程控的通讯接口，采用以太网通讯，通讯介质采用光纤，负责提供系统图和控制逻辑说明，实现在化水程控系统人机界面中监控含煤废水处理系统。分别控制煤水提升、反冲洗及排水、加药、煤泥排放等过程。通过切换开关进行控制，完成各设备的启停、设备状态和工艺参数的监视、异常工况的报警、事故工况的联锁保护等功能。
二、 工程情况
l 化学系统里程碑节点完成情况
1、#1机组
序号
工作项目
完成时间
备注
1
锅炉补给水处理系统
2008年7月15日

2
锅炉及炉前化学系统清洗
2008年8月18日

3
炉内加药系统
2008年8月21日

4
汽水取样系统
2008年8月23日

5
生活废水处理系统
2008年11月7日

6
在线仪表投用
2009年3月25日

7
机组整套启动
2008年11月30日

8
通过72+24试运行、移交商业运行
2009年4月1日

9
精处理系统投用
2009年7月13日

2、#2机组
序号
工作项目
完成时间
备注
1
锅炉及炉前化学系统清洗
2009年4月6日

2
炉内加药系统
2009年4月26日

3
汽水取样系统
2009年4月28日

4
循环水处理系统
2009年5月25日

5
整组启动
2009年6月1日

6
在线仪表系统
2009年8月30日

7
通过72+24试运行、移交商业运行
2009年9月2日

8
含煤废水处理系统
2009年9月22日

9
精处理系统
2009年9月26日

l 机组72小时试运期间水汽指标
1、#1机组
（1）72小时试运行期间水汽参数
序号
水质项目
单 位
控制标准
检 测
结 果
1
给

水
溶解氧
μg/L
≤7
7
2
铁
μg/L
≤20
20
3
硬度
μmol/L
≤2.0
0
4
pH(25℃)

9.0～9.5
9.3
5
联胺
μg/L
10～50
40
6
二氧化硅
μg/L
≤20
20
7
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
8
汽
包
炉
水
磷酸根
mg/l
2～8
2
9
pH(25℃)

9～10
9.3
10
二氧化硅
μg/L
450
420
11
蒸

气
钠
μg/kg
≤10
1.0
12
二氧化硅
μg/kg
≤20
10
13
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
14
凝
结
水
溶解氧
μg/L
≤30
100
15
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
16
铁
μg/L
≤15
15
2、#2机组
（1）72小时试运行期间水汽参数
序号
水质项目
单位
控制标准
检测结果
1
给

水
溶解氧
μg/L
≤7
7
2
铁
μg/L
≤20
20
3
硬度
μmol/L
≤2.0
0
4
pH(25℃)

9.0～9.5
9.1
5
联胺
μg/L
10～50
50
6
二氧化硅
μg/L
≤20
20
7
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
8
汽
包
炉
水
磷酸根
mg/l
2～8
2
9
pH(25℃)

9～10
9.12
10
二氧化硅
μg/L
450
1500
11
蒸

气
钠
μg/kg
≤10
1.32
12
二氧化硅
μg/kg
≤20
20
13
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
14
凝
结
水
溶解氧
μg/L
≤30
172
15
阳电导率
μs/cm
≤0.3
0.3
16
铁
μg/L
≤15
15
l #1、#2机组72小时试运期间水汽指标分析
72+24小时试运行期间，水汽指标运行稳定，蒸汽品质合格。炉水硅在前期有超标现象，但随着机组稳定运行时间的延长，呈明显下降趋势，且在一个月以内时间内可降至合理范围。凝结水溶解氧超标，可能与采用凝汽器采用空冷岛有关，空冷岛和空气接触面较大，加上汽机系统的复杂性，可能由于部分管道的泄露导致了溶氧高。通过对凝结水加氨和联胺的控制方式，使得给水及炉水、蒸汽并未因为溶氧超标出现水质恶化的现象。建议在机组大修时彻底检查汽机系统的严密性。
三、 调试及试运中发生的问题及分析
l 炉内加药系统
1. 磷酸盐加药泵、联胺无变频，按照目前设计无法投入自动加药；
2. 磷酸盐加药泵存在不上药的现象，经检查磷酸盐溶液在配制时未完全溶解，出现结晶现象，因而堵塞了磷酸盐加药泵出口逆止阀，造成无法加药，拆除逆止阀清理后正常。
l 汽水取样及在线仪表系统
1. 部分机侧汽水取样管安装有误，经检查核对后变更；
2. 凝结水取样管样水流量较小，存在在线仪表水样与人工取样池水样抢水现象，即使调大取样管一、二次阀门水样仍然偏小，可能与凝结水压力较低或取样通径门较小有关；
3. 恒温装置制冷剂压力不够时，存在因超温原件损坏而导致样水进入在线仪表损坏表计的现象；
4. 高温架取样阀、人工取样池流量阀、针形减压阀等设备元件易损坏，导致样水流量及温度难以调节；
5. 机组再次启动时，由于运行人员未及时开取样排污阀冲洗取样管，启动初期较差的水质情况下，很容易发生取样管堵塞而无样水的现象；
6. 在线仪表对水质要求较高， 在水质较差情况下无法投用，且与人工取样化验结果有差距，需要定期校核，并配备专人维护；
7. 在线DD表树脂装填柱未填充树脂；
l 生活废水处理系统
1. 两台废水提升泵运行一段时间后电机即烧毁，设备选用可能存在质量问题；
2. 两台鼓风机运行一段时间后电机即烧毁，经观察，风机出口止回阀无止回作用，空气滤清器处亦出水，怀疑曝气池池水倒灌，导致风管中存水而使出风口受阻，致电机逐渐发热烧毁。风机在正常运行时用测温枪测得电机处温度高达80℃。
3. 鼓风机皮带反复出现断裂现象，产品存在质量问题；
4. 清水提升泵入口管空气控制器开关故障，致该提升泵无自吸作用，泵无法上水。
l 含煤水处理系统
1. 程序调试期间，发现调节池水液位处于高液位时，高、低液位报警，煤水提升泵无法自动启动，经检查程序调节池液位已与煤水提升泵连锁(高液位启泵、低液位停泵)，原因出在调节池高、低液位浮球开关均为常开接点，联系厂家确认发货错误。将低液位浮球开关改为双触点后高液位时无低液位报警，低液位时有报警，煤水提升泵可连锁启停；
2. 程序调试期间，#1煤水提升泵电机烧毁，缺相运行跳空开，无故障信号，指示面板显示#1煤水提升泵处于正常运行状态，致无法自动切换至#2煤水提升泵运行，分析原因可能为故障接点位置错误
3. 清水池水回用作为栈桥冲洗及煤场喷淋用水，但两台清水泵均无液位连锁控制，而该回用系统运行时无人值守，清水泵出力较大，当清水池液位较低时易导致清水泵空转烧毁；
4. 清水泵泵坑较深，且无排水系统，出口止回阀及法兰处泄露可能导致泵坑淹没，电机进水短路；
l 循环水加药系统
1. 循环水加杀菌剂储罐设计为容量10m3，而根据循环水试验确定的杀菌剂为10%饱和次氯酸钠每天加药量仅为约0.3m3，而饱和次氯酸钠容易的有效期不超过10天，故设计储罐容量过大；
l 原水预处理系统
1. 调试重力式空擦滤池期间，发现滤池出水经常从滤池顶部人孔溢出，而滤池出水口标高约低于顶部人孔0.5m，出口靠自流至化学水池等用户，经出口管道阻力核算，0.5m的落差满足要求。但出口阀门选用为水力控制阀，该水力控制阀一般使用在中、高供水管路，依靠较大的供水压力自动打开阀门出水，并在停泵时自动关闭，主要作用为防止阀门快速启停造成水锤现象。显然，此处靠重力自流的低压给水不符合水力控制阀使用要求，阀门无法打开，故水从滤池顶部人孔溢流。后将该水力控制阀更换为普通闸阀后，问题解决；
2. 原水预处理设施设计为无人值守，自动投运。但该废水池无液位连锁，导致投入自动运行后存在泵坑淹没的风险，且由于该重力式空擦滤池出水至多个用水用户的出口阀门为手动阀，定期需要人工切换，投入自动意义不大；
l 凝结水精处理系统
1. 精处理系统调试期间，运行自动解列时，发现排水沟渠溢流明显，靠近废水池端爆膜水飞溅高度可至3-4m，经检查该排水沟渠至废液池处过流高度仅为不到0.1m，依据设计应为0.4m，为土建时未考虑废液池顶板厚度约0.3m，导致薄膜时带压力的水撞击顶板而飞溅，且因排水不畅导致沟渠溢流。将至废液池排水端顶板瞧除约25cm后该问题解决；
2. 冲洗水泵启动后停止时，发现管路振动明显，且导致管路上连接阀门处法兰滋水，有明显水锤现象。经检查为出口气动阀仪用压力过高（约0.6MPa），导致出口阀开关时速度较快而形成水锤。后经调节仪用压力减压至约0.3-0.4MPa，且加固冲洗水管路支架后问题解决；但降压后存在因仪用气管泄露处较多，致使部分气动阀开关时间较长，而导致程序延滞的现象；
3. 过滤器护膜泵运行一段时间后机械密封处即开始出现泄露，更换机械密封后问题再次出现，怀疑因为凝结水水温较高（接近75℃），护膜保持泵冷却水流量相对过小导致。后因汽机空冷岛增加了冲洗，换热效果明显，使得凝结水水温降至约55℃，更换护膜泵机封后泄露好转，建议此处选用耐高温的机械密封；
4. 凝结水系统所有泵体电机的电气抽屉开关质量较差，多次出现因抽屉开关端子接触不良而导致设备无法正常启停的现象；
5. 旁路电动门在开关过程中出现卡涩，执行机构一直动作，致其发热烧毁。经检查为旁路电动门接线错误，依据厂家提供的图纸，增加了过热、过力矩、限位保护后问题解决；
6. 投运精处理系统后，发现过滤器出口母管流量计读数反而下降，经检查该处出水为下进上出，与别处进水方向相反，安装单位进、出水取样管至变送器H、L端接反，经变更后问题解决；
7. 铺膜回水管至铺膜辅助箱进口管路水平放置，而铺膜辅助箱顶盖未密封，导致回水从缝隙处喷出，打湿铺膜辅助箱附近电机，存在致其短路烧毁的风险；
8. 在线仪表架DD表未设计树脂装填柱；

西安热工院格瑞特调试项目部
化学专业
2009年9月20日
14