锅炉高排水和区域雨排水在煤气生产的重复利用

韦茂森

（中国铝业股份有限公司广西分公司热电厂，广西百色 531400）

1 煤气洗涤循环水系统

煤气发生炉洗涤循环水包含双竖管煤气洗涤循环水、洗涤塔洗涤循环水、湿式电除尘器洗涤循环水（图1、表1）。

图1 煤气洗涤循环水系统示意

需要说明的是，2#循环水系统虽然也有明显的蒸发现象，但实际测算系统水量保持平衡。分析认为，是双竖管洗涤后，煤气温度在80 ℃左右，将大量水汽带入煤气系统后部的洗涤塔、电除尘系统，煤气洗涤降温，冷凝水再进入2#循环水系统所致。

2#循环水系统的沉淀池，原设计采用天车抓斗清泥，因为全是稀泥浆，实际上是无法彻底清除的。2006 年9 月改为刮泥吸泥机排泥，刮泥吸泥机流量为240 m3/h，在沉淀池运行一个来回耗时90 min，排泥浆约360 m3/h，增加了补水量。吸出的泥浆再通过潜水泥浆泵输送至锅炉灰渣堆场。一般情况刮泥吸泥机每天运行一个来回。

2 煤气发生炉水夹套用水

中铝广西分公司热电厂的煤气发生炉，型号及数量分别为：TG－3MⅠ型10 台；TG－3MA 型6 台；BG3.0－92（改）2 台；3M 型14台。它们的直径都是3 m，设计蒸发量为700～800 kg/（h·台）。从运行经验来看，实际蒸发量大于800 kg/（h·台），三期煤气发生炉在12 台运行情况，平均软化水上水总流量为11 m3/h。以此推算，全厂煤气发生炉共27 台运行，软化水总消耗量约25 m3/h。

煤气发生炉夹套设计用水水质：SS（Suspended Solid，悬浮物）<20 mg/L，pH=6.5～9.5；总硬度<2.1 mEq/L。

实际软化水生产，一、二、三期工程设计均采用钠离子交换器生产软化水。工艺规程要求软化水硬度≤0.75 mmol/L。

2008 年，一、二期工程软水站改用海天环保全自动钠离子交换器生产软化水。同年也增加了氧化铝蒸发二次回水利用管线，可以使用硬度指标合乎锅炉用水要求的氧化铝蒸发二次回水，但蒸发二次回水供水不是很稳定。

表1 煤气洗涤循环水系统的运行参数

三期软水站以全自动钠离子交换器制软化水，再由给水泵将软化水送到煤气发生炉。

3 区域雨排水和其他废水的回收

煤气生产区域雨排水系统，是区域部份冲地水、卫生清洁废水、雨水的集中排水系统。水中含有煤粉、煤灰、泥，外排会产生一定程度水污染，增加雨排水系统集水池并安装回水泵。

利用好锅炉灰渣场回水补充2#循环水排泥损失水。灰渣场主要是湿式排锅炉灰渣水、热电循环水排放水、煤气2#循环水排泥水。利用好灰渣渗水井水、雨排水和其他废水再利用示意如图2 所示。

图2 煤气生产雨排水和其他废水再利用示意

回用雨排水补充到1#、2#循环水系统，再通过给水系统调剂3 个循环水水量。

工程先后在2007 年、2008 年分别完成。此后，3 个循环水系统基本不用补充工业水。

按3 个循环水系统蒸发损失补水850 m3/d 计算，两个循环水排向灰渣场的泥浆同时得到灰渣场回水补充，不再另计。年重复利用节约新水量为850×365=310 250 m3，节约新水31 万吨。但是这种废水由于水质较差，无法与工业水相比，会给循环水系统带来不少麻烦。

4 锅炉高排水的再利用

锅炉连排水水量约为锅炉给水量的3%，正常生产负荷下，全厂锅炉总蒸发量约800 t/h，连排水量达到约25 t/h（表2）。

表2 锅炉炉水水质

锅炉给水的指标：pH 值为8.8～9.3；硬度≤1 μmol/L。所以，锅炉排水的水质比煤气发生炉水夹套设计要求的水质要好得多。

2011 年6 月，建好高排水集水池、输水管线，配备两台水泵（一用一备），将高排水输送到造气三期软水箱。由于水池偏小、输送泵流量较大，集水池很快抽干。造气三期软水箱有效容量只有20 m3（水箱最大容积23.5 m3，其高、宽、长分别为2.0 m、2.8 m 和4.2 m），容纳量少，供多了溢流浪费、停水马上造成软水箱水位下降，所以供水不稳定。

改造方案：①造气三期软水箱取消溢流，只留排气口；②高排水集水池水泵增加变频调速和浮阀液位计自动控制泵启停。2011 年8 月后，实现了稳定供水。

目前，高排水单供造气三期软水站，水量有富裕，但是要供造气全部软水应该有点不足。使用高排水，煤气发生炉水夹套排污量应该增加，但是可以采取全保造气三期区域用高排水，部份补给造气一、二期高排水，保留现在的造气一、二期区域氧化铝蒸发二次回水补水管，调节补水量。

煤气发生炉夹套使用锅炉高排水后，仍应保留造气一、二期区域氧化铝蒸发二次回水补水管，作为补充调节水源。同时现有全自动钠离子交换器仍保持备用状态，作为紧急情况下的软化水生产设施。

按每年330 d 计算，高排水利用水量为25 t/h×24 h/d×330 d/a＝198 000 t/a。因此利用量很可观。

5 锅炉高排水和区域雨排水重复利用存在的技术、经济问题

重复利用水利用的是上一级工序不能再利用的废水，其水质已经劣化，再利用肯定会存在问题。

5.1 锅炉高排水重复利用存在问题及解决思路

锅炉高排水本身含有较高的磷酸根、硅酸根离子，具备形成水垢的条件。而且在高pH 值条件，磷酸钙沉淀细密牢固，不能让水垢在煤气发生炉夹套、蒸气集散器形成、附着。

煤气发生炉夹套用软化水，产生蒸汽用于煤气生产，全部消耗掉。与锅炉供汽有冷凝回水不同，这种消耗的结果是夹套软化水中的溶解盐不断浓缩，终会结垢影响换热。

防止结垢的办法有两个：一是在软水中加入低压锅炉缓蚀阻垢剂，阻止水垢形成、破坏脱落旧垢块、大大提高结垢的最低浓度；二是通过定时排污排出夹套水垢、溶解盐，预防夹套结垢。

5.2 区域雨排水重复利用存在的技术问题

雨排水、冲地水、清洁卫生废水，主要含悬浮物（煤粉、灰渣、泥土）高、不含盐，回收后经过沉淀处理，对煤气洗涤循环水系统没有什么影响。

灰渣场渗水井回水、灰渣场回水存在含盐高、钙镁离子浓度高的问题。2007～2008 年，分析结果是总硬度为3.8～9.3 mmol/L，远远超过工业水2～2.5 mmol/L 的标准。

煤气洗涤1#循环水用工业水补充的时候，冷却塔填料结垢堵塞被迫更换，一般是2.0～2.5 年。自2008 年采用雨排水补充循环水后，这个周期缩短到1.0～1.5 年。1#循环水冷却塔更换一次填料、连带清理约需费用65～70 万元，造成了不小损失。

5.3 经济效益和环境效益、社会效益分析

（1）雨排水回水利用。年利用废水31 万吨，结垢堵塞造成冷却塔调料寿命缩短一半，换一次填料费用是65～70 万元。单独计算经济效益是得不偿失。只是减少了自然水体取水量，有一定的环境效益。如果使用缓蚀阻垢剂控制结垢，粗算用了药剂后，经济效益持平，只有环境和社会效益。

（2）高排水在煤气发生炉再利用。年利用水量19.8 万吨，软化水如果按3 元/吨计算，也很可观。另外，每年还可以减少约150 t 的钠离子交换器再生用工业盐、造气的约22 万吨新水消耗。即便再增加阻垢剂使用，也是合算的。所以，高排水在煤气发生炉夹套使用，有一定的经济效益和社会效益、环境效益。