冲灰废水回用可行性研究报告.doc

黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司

冲灰水回用
可行性研究报告

黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司安全生产技术部
2010年11月

黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司
冲灰水回用
可行性研究报告

批 准： 赵洪滨
审 核： 朱景山
编 写： 王竟颜

可行性研究报告编制人员

专业
主要编制人
专业（工程师）
热机
战　伟
热机
电气
于　阳
电气
热控
李世强
热控
水工
郭　伟
化学
建筑
庄金海
土建
结构
王竟颜
环保
总图

暖通

技经

目录

第一章 总论

1.1项目名称及承办单位
1.1.1项目名称及性质
(1)项目名称
黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司冲灰废水回用改造工程
(2)项目性质
工业污染防治项目
1.1.2项目承办单位
(1)承办单位名称
黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司
(2)承办单位地址
虎林市虎林镇公安南街21号
(3)项目负责人
赵洪滨
1.1.3项目主管单位
虎林市工业和信息化局
1.2项目承办单位
1.2.1企业性质
黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司为有限责任公司。
1.2.2投资主体公司现状
黑龙江清河泉生物质能源热电有限公司前身为黑龙江清河泉米业有限责任公司，2007年公司投资1.9亿元人民币在虎林市西郊兴建清河泉生物质能源热电有限公司，2009年10月公司出资1.16亿元收购完达山电力集团有限公司（虎林电厂），公司下辖发电供热、粮食加工等3个分公司，现有员工650人，其中专业技术人员320人。公司占地面积近22×104m2，拥有资产3.6亿元，其中固定资产2.7亿元。发电部分分为第一热电厂和第二热电厂。第一热电厂（原虎林电厂）拥有机组规模（2×75t/h +1×65t/h +1×35t/h锅炉、2×12MW+1×12MW机组；第二热电厂拥有机组规模（3×35t/h（原为链条炉改造后实际出力28t/h）锅炉、2×6MW机组，燃料均为生物质稻壳。热网部分分为南部网和北部网。南部网已供采暖面积143×104m2，由第一热电厂供热；北部网已供采暖面积90×104m2，由第二热电厂供热。热电厂总装机容量将达48MW，年发电量1.57×108kWh、年供电量1.31×108kWh；年供热量可达175×104GJ。公司年实现营业收入3亿元、利税3000万元。
1.2.3拟改造项目基本情况
(1)主机设备
第一热电厂现存有的设备时间于1983年，经历数十年的改扩建后已形成四炉三机规模，总装机36MW。2010年经燃煤锅炉燃生物质能改造，实现能源结构优化，节能减排，主机设备规格参数见表1-1。
表1-1 主机设备规格参数表
序号
设备名称
规格
建设日期
备注
1
1#煤粉锅炉
HG-75/39-1
1982年
已完成燃煤锅炉燃生物质能改造

2
2#煤粉锅炉
B＆WB-65/3.82-M
1989年
3
3#循环流化床锅炉
YG-35/3.82-M6
2003年
4
4#循环流化床锅炉
YG-75/3.82-M6
2009年
5
1#凝汽式汽轮机
N12-35-1
1983年
已改可抽20t/h
6
2#凝汽式汽轮机
N12-35-1
1991年
已改可抽20t/h
7
3#双抽式汽轮机
CC12-3.43/0.98/0.49
2005年
低抽40t/h
现时实际运行为四炉三机，四炉总可用蒸发量250t/h，三机凝汽器作为低温加热器，负责处理高温时段负荷，在低温时段则由汽机抽汽供调峰加热器。
(2)主要系统概况
①主厂房布置：1#、2#炉为煤粉炉先期建设，呈典型四列布置，即汽机间、除氧间、煤仓间、锅炉间，3#、4#炉为循环流化床炉，因考虑前后衔接，延续前期工程也仍按四列布置设计。
②热力系统：系统为中压参数蒸汽系统，主机蒸汽参数3.43MPa、435℃，给水温度150℃，主蒸汽采用单母管制。供热为低真空供热系统。
③燃烧系统：目前热电厂燃料主要以生物质能（稻壳）为主，1#、2#炉为煤粉炉，1#炉为前置喷燃， 2#炉为四角喷燃，3#、4#炉为循环流化床炉。1#、2#炉共用一座H=80m、∅=2200mm烟囱，3#、4#炉共用一座H=80m、∅=2500mm烟囱。
④除尘（渣）系统：1#、2#炉采用文丘里水膜除尘系统，已使用二十几年，设备老化、效率低下。3#、4#炉为静电除尘器，3#炉为单室四电场静电除尘器，4#炉亦为单室四电场静电除尘器，设备状况良好，采用水力除灰，灰渣混除方式，经输灰管道，将灰渣输送至贮灰场。
⑤热控系统：1#、2#炉及1#、2#机由于建设时间较久，仪表为DZZⅡ型，控制水平较低。3#、4#炉及3#机为DCS控制系统，控制水平较高。
⑥虎林热电厂现担负143.18×104m2供热负荷，综合采暖热值标69W/m2，本区供热管网始建于1999年，之后又进行了多次扩建，到目前为止管网总长74.860km，其中一级网总长度为7288km，二级网及进户支线总长度为67.572km，管网最大管径为DN700。
(3)产品品种及产量
第一热电厂在2000年为拓展企业发展空间，同时亦为解决城市集中供热问题，经技术改造后实现了热电联产。目前主要产品为电和热，运行模式为以汽机低真空作为基本加热，辅以抽汽调峰加热。运行调度上以供热为主，兼顾发电。近几年的主要产品产量见表1-2。
表1-2 近几年的主要产品产量表
序号
年度
供热量（×104GJ）
发电量（×104MWh）
耗煤量（×104t）
备注
1
2006
128.3027
18.29
23.97

2
2007
110.3019
16.45
22.24

3
2008
107.0354
11.13
16.34

4
2009
115.2133
11.01
17.81

注:①因二热源的建设南、北热网供热面积有所调整，因此2006年、2007年、2008年、2009年度数据受其影响变动较大。②本地实际供热期7个月，大于国家规定供热期。
1.3城市概况
1.3.1地理及地貌
虎林市是黑龙江省东部地区的边境市，属鸡西市管辖。虎林市位于黑龙江省东部，地处穆棱河～兴凯湖低平原区，是三江平原的组成部分。地理位置东经132011′35″～133056′32″，北纬45023′34″～46036′33″。北部与饶河县接壤，西北部与宝清县相连，西部和南部与密山市毗邻，东部和东南部隔乌苏里江、松阿察河与俄罗斯联邦相望，边境线长264km。
虎林市市域总面积为9330km2，虎林镇位于中部偏南，镇中心地理坐标东经123058′，北纬45056′，城区东西宽4.4km，南北长4km，面积17.6km2。
虎林镇北部为丘陵地段，起伏变化较大，最高点海拔高度162.98m，中部为岗阜伏缓坡，海拔高度在80～120m之间。南部为穆棱河一级阶地，地势较平坦，海拔高度在72～85m之间。
虎林镇距鸡西市202km，距省会哈尔滨市772km。
1.3.2水文及工程地质

虎林市境内有乌苏里江、松阿察河、穆棱河和七虎林河等河流。水利资源丰富。其中穆棱河为虎林市境内的一条主河流，距虎林镇南2km，由西向东流入乌苏里江，历年最高水位71.03m，最大流量226m3/s。
镇区地下水属孔隙潜水，水中含铁质较高。地下水埋深1.5m以下。
镇区内地势为北高南低，倾向穆棱河，大部份是厚度不大的沉积亚粘土夹碎石，局部地段有风化较深的结晶片岩及花岗岩，镇北部地基承载力大于20t/m2，镇中部地基承载力在15～20t/m2，镇南部在9～15t/m2。
虎林市是活动性断裂及隙状断裂区。地震基本烈度为6度。基本地震加速度值为0.05g。
1.3.3气象
虎林市属寒温带大陆性季风气候，冬季漫长，严寒少雪；夏季短促，湿热多雨；春季多风，易干；秋季多雨降温迅速，易秋涝早霜。年平均气温3.5℃，1月份最冷，月平均气温为-18.3℃，历年极端最低温度为-36.1℃；7月份最热，月平均气温为21.6℃，极端最高温度为35.2℃，年平均蒸发量为1110.7mm，年平均降水量为566.2mm。降水多集中在6、7、8三个月份，占全年降水量的53%。全年日照 为2274.0h，大于等于10℃积温为2577.0℃，无霜期为141天。年平均相对湿度为70%。年平均风速为3.4m/s，历年最大风速23.0m/s，全年主导风向NNW，受大陆季风影响，在春秋两季多为3～5级偏西风。融雪在2月下旬，结冻期约180天左右，历年最大冻土深度187cm。
采暖期180天，采暖室外计算温度-24℃，采暖期平均室外温度-9.6℃。
1.3.4资源
虎林市是黑龙江省重要的粮食产地之一，1997年经原国家计委批准为全国第一批商品粮食基地县，主要农作物有大豆、小麦、水稻，每年可提供150×104t商品粮。全市林业用地面积456.65×104亩，活立木蓄积1872.96×104m3。其中:东方红、迎春两个森工林业局的林业用地面积263.33×104亩，占全市57.7%，活立木蓄积1107.38×104m3，占全市59.1%，6个国营农场林业用地面积共86.26×104亩，占全市18.9%，活立木蓄积共342.86×104m3，占全市18.3%，市属林场和乡（镇）集体林业用地面积共107.05×104亩，占全市23.4%，活立木蓄积共422.71×104m3，占全市22.6%。全市森林覆盖率为29.1％。境内各种矿产储量达几亿吨，主要有煤、油页岩、泥炭、石油、铁、铜、锌、镍、金、钽、磷、蛇纹岩、石墨、辉长岩、大理岩、粘土、硅石、钾长石、滑石等，其中金矿的品位高，极富开采价值。
1.3.5行政及工业经济
虎林市现有人口29.43万，其中非农业人口19.03万。市辖7镇4乡、85个行政村，区域内驻有省属6个国营农场和2个森工林业局。虎林镇人口6.8万人。
虎林镇是虎林市的政治、经济、文化和信息中心。镇内工业以森工、农副产品加工、电力及热力供应等为主。
2009年全市生产总值实现 73.25 亿元，按可比价格计算比上年增长 12.4%，其中第一产业增加值 40.58 亿元，增长 10.5%；第二产业增加值 12.11亿元，增长 11.76 %；第三产业增加值 19.78 亿元，增长 16.55%。全市人均生产总值实现 24927元。2009年全市地方工业实现总产值22.72 亿元，比上年增长 12.8 %，实现增加值 7.29 亿元，比上年增长13.4 %，其中，市属规模以上工业实现总产值 14.7 亿元，增长18.86%，实现增加值 2.93亿元，增长17.0 %。主要工业类别有医药、食品、森工、建材；主要产品有有刺五加、双黄莲等系列产品，熊胆粉、卵磷脂等系列保健品，蜂蜜系列产品，大米、豆制品、木材、木制家具、水泥、红砖、白灰。
1.3.6农业经济
全市65%的耕地是80年代后开垦的，土壤有机质含量高，是世界上仅有的几块黑土地之一。全市的耕地总面积550×104亩，其中水田396×104亩，粮食年产量220×104t，是国家重要的商品粮基地。
2009年全市农业总产值实现 8.93亿元，按可比价格计算比上年增长11.3%，农业增加值实现43.26亿元，比上年增长 11.2%，全年粮豆薯总产实现315×104t，比上年增长118% 。主要产品有水稻、大豆、小麦、玉米、白瓜籽、红小豆、烤烟、薯类、杂粮、蔬菜、药材、饲草。2009年全市（市属）农业总产值实现25.24亿元，全年粮食总产实现93.32×104t，其中水稻总产量 71.786×104t，大豆总产量12.96×104t。
1.3.7交通条件
密（山）东（方红镇）铁路自密山经由虎林镇直达林区东方红。虎林车站是三级站，年吞吐货运量40×104t。铁路运输可直达密山、鸡西、牡丹江和哈尔滨。
到2010年底，全市公路总里程1203km，公路密度为12.85km/100km2，在公路总里程中，高等级路面135km。
虎林市域范围有省道2条长208km，市道5条长112.9km，区域内公路网络形成以虎林镇为中心，辐射省城各地和7镇4乡85个行政村。其中省级公路有方（正）虎（头）和虎（头）饶（饶河）公路，北到饶河，西到方正、哈尔滨。
水路从虎头镇沿乌苏里江可到达饶河、抚远，经黑龙江、松花江到达同江、佳木斯、哈尔滨等地。
1.4改造工程背景
火力发电厂在燃料燃烧过程中将产生大量的灰和渣，其中一部分颗粒小的粉尘随烟气排往大气，造成大气污染。将烟气中的烟尘分离出来，并将收集的灰、渣及时输送及存放，便于资源循环利用，即是保护环境的需要，也是保证火电厂生产运行的需要，完成这一任务即由火电厂除尘输灰系统完成。
水力除尘输灰系统是火力发电厂仅次于循环冷却水系统的第二大用水系统，湿式除尘和水力除灰系统需要大量的水，因此，优化用水方案，实现节水目标，节约水资源，保护环境，促进节能减排提升社会和企业效益。
保护环境的首要任务
1.5项目编制依据和研究范围
1.5.1编制依据
(1)小型火力发电厂设计规范　　　　　　　　　　 GB　50049－94；
(2)火力发电厂水工设计规范　　　　　　　　　　 DLT5339-2006；
(3)火力发电厂除灰设计规程 DLT5142—2002;
(4)火力发电厂环境保护设计规定　　　　　　　　　 DLGJ102-91；
(5)火力发电厂化学设计技术规程　　　　　　 DL/T 50568-2005；
(6) 火力发电厂节水导则 DL／T783—2001;
(7)尾矿库安全技术规程 AQ2006-2005;
(8) 尾矿库安全监督管理规定 国家安监总局第6号令;
(9) 污水综合排放标准　　　　　　　　　　 GB9878-1996;
(10) 地表水环境质量标准　　　　　　　　　　　　GB3838－2002；
（11）原国家发展计划委员会、原国家经济贸易委员会、建设部联合颁发的《热电联产项目可行性研究技术规定》（2001）。
1.5.2研究范围
灰渣的贮存与输送的研究，冲灰水回用改造工程设想，环境影响，节约水资源，投资估算和经济效益分析。
1.5.3研究不包括范围
(1)改造系统以外部分的研究；
(2)环境影响评估。
1.5.4主要技术原则
(1)符合企业的发展设想，响应国家节能减排的总体方针。
(2)研究除灰（渣）系统用水、排水的要求和特点，分析影响节水的各种因素，制定和实施一系列有效的技术措施，实现节约替代的最优化和最大化。
(3)研究除灰（渣）系统用水、排水对城镇及电厂经济运行的影响。
(4)改造既要考虑除灰（渣）效果亦要考虑环保的要求，实现低成本改造。

(5)应用已被实践证明可行的新技术、新工艺、新材料、新设备。最大限度推广和应用节能设备。
1.6推荐方案概况
1.6.1方案概况
项目单位现有锅炉始建于80年代，当时，湿式除尘及水力除灰在我国火电厂广泛应用，水力除灰操作简便，可实现长距离输送，避免扬尘等优点，但其缺点也十分明显，其一耗水量大；二是冲灰水水质不佳，三是设备磨损大，随着国家环境标准和环保要求的提高，以及技术的进步，现阶段水力除灰系统已明显满足不了环保及节水的要求，因此，对现有除灰系统进行技术改造是必然的。
1.6.2主要技术经济指标
年总发电量 11.0091×104MWh
年总供热量 115.21×104GJ
稻壳年耗量 21.20×104t
年替代标煤量 9.972×104tce
年灰渣排量　　　　　 4×104tce
项目投资 980.98万元
项目内部收益 60万元/a
总投资收益率 6.12%
1.6.3结论
（1）本项目的实施能实现热电厂冲灰水循环利用，提高水的重复利用率，在减少新鲜取水量的同时大幅度降低外排废水，其本身的经济效益并不可观，但项目建成后可产生巨大的环境效益，冲灰废水的减排可大大降低贮灰场排水对穆棱河流域地表水污染，减少穆棱河下游的乌苏里江跨国水体的影响，对区域环境净化起到了重要的作用。
(2)本项目建成可减少新鲜取水量，对本地区水土保持，维护生态环境意义重大，同时可使企业节约大量水资源费，可以有效地拓展企业的获利能力，获得更大的利润空间，使企业走上良性的可持续发展之路。

第二章　改造工程方案
2.1改造原则及方案研究
2.1.1改造原则

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