水泥熟料生產(chǎn)線余熱發(fā)電廢水零排放綜合利用實(shí)例

王權(quán)，秦學(xué)恒

1 引言

我國環(huán)保政策與水資源保護(hù)政策愈加嚴(yán)格，如何在保護(hù)環(huán)境與水資源的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)效益最大化已成為各個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)必須面對的課題。我公司在統(tǒng)籌分析水泥生產(chǎn)工藝與余熱發(fā)電生產(chǎn)工藝的前提下，形成了一整套余熱發(fā)電水資源利用方案，實(shí)現(xiàn)了余熱發(fā)電廢水零排放。

2 余熱發(fā)電系統(tǒng)外排廢水來源

我公司2×5 000t/d熟料生產(chǎn)線配套余熱發(fā)電系統(tǒng)于2009年建成投產(chǎn)，共4臺余熱回收鍋爐，配1臺設(shè)計(jì)發(fā)電功率為16 800kW的補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定功率為18MW。該余熱發(fā)電系統(tǒng)的外排水主要由如下幾個(gè)方面組成：

（1）冷卻塔循環(huán)水池排污水

該項(xiàng)目循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)有冷卻塔，敞開式循環(huán)運(yùn)行，用于穩(wěn)定冷卻循環(huán)水的水溫。為保證循環(huán)水水質(zhì)，系統(tǒng)內(nèi)投加相應(yīng)的阻垢劑和防腐劑，并定期換水。根據(jù)冷卻水水質(zhì)、水處理廠家提供的循環(huán)水處理方案，為保證4倍的濃縮倍率，冷卻塔循環(huán)水池每天需外排污水700t。

（2）化水車間純水制取裝置再生產(chǎn)生的廢水

化水車間純水制取裝置再生產(chǎn)生的廢水經(jīng)中和池中和后，每天排污25t。

（3）四臺鍋爐連續(xù)排污水

根據(jù)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，四臺鍋爐每小時(shí)排污水5t，每日排污水120t。

（4）軸封加熱器外排化學(xué)水

原設(shè)計(jì)軸封加熱器回水為單級水封，水封壓力不足，回收軸封加熱器外排水至凝汽器導(dǎo)致凝汽器真空降低1kPa左右，因此，為保證凝汽器真空，軸封加熱器被迫每天外排水12t。

3 實(shí)現(xiàn)廢水零排放擬采取的措施

針對以上幾方面的外排廢水，為了實(shí)現(xiàn)外排廢水全部回收利用達(dá)到零排放的目標(biāo)，結(jié)合熟料生產(chǎn)線用水與余熱發(fā)電外排水的互補(bǔ)性，我們采取了如下的改造方案，改造后的余熱發(fā)電系統(tǒng)廢水綜合利用示意圖見圖1。

（1）冷卻塔循環(huán)水池?fù)Q水

在生產(chǎn)過程中，為保證窯尾袋收塵器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須將200℃的窯尾廢氣溫度降到130℃左右，這就需要通過增濕塔進(jìn)行噴水降溫。經(jīng)計(jì)算，每條熟料生產(chǎn)線噴水量大約400t/d左右，兩條熟料生產(chǎn)線增濕塔噴水達(dá)到800t/d。原設(shè)計(jì)中，增濕塔噴水補(bǔ)水直接取自地下水，經(jīng)研究，我們將增濕塔水池補(bǔ)水從地下水直接補(bǔ)充改造為從冷卻塔水池取水補(bǔ)充，增加一臺流量40t/h潛污泵。原應(yīng)補(bǔ)給增濕塔的地下水補(bǔ)入冷卻塔水池，從而在滿足熟料生產(chǎn)線工藝要求的同時(shí)，冷卻塔每天換水800t，既達(dá)到了冷卻循環(huán)水水質(zhì)處理廠家的要求，又實(shí)現(xiàn)了冷卻塔零排放的目標(biāo)。

（2）化水車間純水制取再生產(chǎn)生的廢水

原設(shè)計(jì)為經(jīng)中和池中和后排入下水井，改造過程中，我們增加了一條由中和池到冷卻循環(huán)水池的輸水管線，將純水制取產(chǎn)生的廢水，經(jīng)中和池中和后，由原中和池排污水泵排到冷卻循環(huán)水池，實(shí)現(xiàn)了廢水無外排，且無需增加設(shè)備。

（3）四臺鍋爐連續(xù)排污廢水

圖1 改造后余熱發(fā)電系統(tǒng)廢水綜合利用示意圖

圖2 軸封改造方案原理圖

根據(jù)就近處理的原則，將兩臺窯尾鍋爐的連續(xù)排污水直接引入熟料生產(chǎn)線增濕塔水池，噴入熟料生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，通過管線將兩臺窯頭鍋爐的連續(xù)排污水引入化水車間中和池，隨中和池廢水一起排到冷卻循環(huán)水池，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐連續(xù)排污無外排。該項(xiàng)改造利用鍋爐汽包0.7MPa的壓力可將連續(xù)排污水直接排入增濕塔水池與中和池水池，無需增加設(shè)備。

（4）軸封加熱器外排水

軸封加熱器外排水為化學(xué)水，為將該化學(xué)水回收，根據(jù)凝汽器真空-90kPa計(jì)算，我們對軸封加熱器排水單級水封進(jìn)行了改造，增加了一套多級水封。改造后，回收該外排水入凝汽器，凝汽器真空無變化，實(shí)現(xiàn)了軸封加熱器無外排水，如圖2所示。

4 改造效果

我公司綜合考慮熟料生產(chǎn)線與余熱發(fā)電用水性質(zhì)的互補(bǔ)性，將余熱發(fā)電外排水通過多種方案最終引入熟料生產(chǎn)線增濕塔，在滿足熟料生產(chǎn)線生產(chǎn)需要的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了余熱發(fā)電系統(tǒng)廢水零排放。

改造運(yùn)行一年以來，熟料生產(chǎn)線與余熱發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，窯尾廢氣排放指標(biāo)無影響，每天回收利用余熱發(fā)電系統(tǒng)外排水900余噸，按每噸補(bǔ)充水成本4.5元計(jì)算，每天可節(jié)約成本4 050元，按每年運(yùn)轉(zhuǎn)300d計(jì)算，年可節(jié)約成本121萬元?！?/p>