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[摘 要]本文阐述水处理由于生产扩建导致设备容量不足，怎样通过相关测算进行经济性设计以及相关增容后的可能导致的异常运行预想。
[关键词]汽水损失 供水缺口 安全性预想
中图分类号：O572.21+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0050-01
概述
氧化铝自备电厂水处理系统为3*100T/H反渗透加二级除盐系统构建而成，平均制水245 t/h，峰值制水在300t/h，目前由于氧化铝整体改扩建，产量扩大两倍，此时制水能力不能满足需要，根据氧化铝需求的负荷，自备电厂本次新增2台130t/h锅炉，配备25MW抽凝汽轮发电机组和4MW高背压式汽轮发电机组各一台，最终形成2X25MW+1X4MW机组规模。水处理设备系统增容按照供汽负荷，从供水缺口、生产工艺、水汽平衡、水质水源情况综合考虑，尽量利用一期其余设备余量，提高设备利用率，减少重复性投资，在充分保证安全生产的前提下，以期达到制水系统简单、合理与可靠。
水处理设备增容计算
水处理设备的全部出力应该是电厂正常运行时的水汽损耗及机组启动或者事故需要的损失之和。氧化铝自备电厂主要是以供汽为主，发电为辅，以汽定电，我们在考虑水处理系统的设计时，主要是分析氧化铝负荷需求和各方面的消耗，特别是工艺回水与发电汽平衡中的特点，找出关键点，再考虑现有设备的利用率，增加相应的设备，完成增容设计。
一、关于水负荷的计算
1、氧化铝负荷的要求与内部损耗（不带汽轮机时）
在氧化铝二期投产以后，按照1000kt/a产能蒸汽热负荷计算，所需蒸汽量为一期高压用气量平均85t/h，最大为90t/h，低压用气量平均70t/h，最大为100t/h；二期高压用气量平均118t/h，最大为136t/h，低压用气量平均106.5t/h，最大为132.5t/h，共计需求总汽量481.3 t/h，按照此基础数据那么需要启动至少四炉才能满足需要，按《火力發电厂化学水设计技术规程》电厂汽水损失如下：
厂内汽水损失按照3%，排污损失2%，厂内自用气损失5%，对外供气（以60%的回水合格率进行计算）损失40%，锅炉启动事故损失10%计算，平均损失量226.6，最大损失量273.2，此时的损耗量已经达到一期反渗透设备满负荷运转，其中一旦有一套反渗透异常或者回水稍有波动，就会造成生产链断裂，故需要新增设备增容，建议至少增容一套反渗透作为切换使用。
2、最大效益运行，四炉三机
在实际运行过程中，锅炉在低负荷条件下燃烧会造成热效率的降低，为提高设备效率，在设计时采用了热电联产，即在锅炉高负荷的情况下，利用余汽做功，同时对蒸汽进行减温减压处理，达到保证供热和提供廉价电力的目的。
机炉参数负荷说明
YG-130/9.81-M高温高压循环流化床蒸汽锅炉产气量： 五台（4开1备）
平均负荷：128.8575×4=515.43 t/h；最大负荷：145.5525×4=582.21 t/h
B25-8.83/0.98背压机（低背压运行）进汽量：平均：185.0t/h最大：198.5 t/h
B4-8.83/6.4背压机（高背压运行）进汽量：平均：193.43t/h最大：213.13t/h
C25-8.83/0.785抽凝机（额定、最大工况运行）进汽量：平均：137.0t/h 最大：152.5t/h
热电厂JGⅠ高加用气（一组）： 平均/最大：2.88t/h
热电厂JGⅡ高加用气（一组）：平均/最大：11.13t/h
氧化铝厂高压溶出生产用汽量（包括管网损失） ：平均：213.15t/h 最大：237.3 t/h
氧化铝厂生产、生活及采暖用汽量（包括管网损失）：平均：185.33t/h最大：244.13t/h2.自备热电厂自用蒸汽量：除盐水加热用蒸汽：平均2.5t/h除氧器用蒸汽：平均11.3t/h
合计：平均：199.13t/h 最大：257.93t/h
相关计算：
按照蒸汽负荷计算当锅炉开最大负荷时，给水量为=582.21/90%（按照10%的汽水损失计算）=646.9t/h，回水量为=高压供气*60%+低压供气*40%=142.4+103.2=245.6t/h，供水缺口为=给水量-回水量=401.3t/h
冷凝负荷为：103t/h，再加上事故损耗为设计量10%，则可以计算出除盐水产量需要达到，平均：275t/h最大为310t/h，根据以上的情况分析，也需要增加一套RO 形成三用一备与四用相结合体系。
二、其余设备的配套情况（按照满负荷运行）
在上述的计算中，我们确立了增加一套反渗透即可满足运行，那么当最大负荷即四套反渗透同时启动时，需要新水520T/H，计算其余辅助设备容量：
按照生产工艺流程，生水池→生水泵→管道混合器（加絮凝剂、杀菌剂）→多介质过滤器→活性炭过滤器→管道混合器（加阻垢剂）→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→锅炉给水
在反渗透前需要流量为不少于520 t/h，反渗透后最大流量为400，考虑到反渗透制水量衰减，在一般运行过程中反渗透平均产水93 t/h，这样除阴阳床在短时间超负荷外，其余设备都能满足使用，设备增容只需增加一套RO，极大地减少了投资，增加了设备效率。
运行安全性预想
三、关于事故状态使用时间的计算
93*4*X+1200=573*X X=6小时
即在工艺回水出现故障时，处理时间仅为六小时
四、处置措施
1、在尽可能短的时间内调整影响到工艺回水指标的水源，采取切断污染源的方式，对槽罐可能造成的污染进行分离式设计与取样，使工艺回水在短时间内达到合格。
2、对制水的水源进行更换为市政污水处理厂RO出水，将原有的反渗透回收率提高至85-90%，则制水能力可提升至480T/H以上，并且增加相应管道对阴阳混床进行分离，可使制水能力基本满足至事故用水。此项技改已经完成，并经过了验证。
结语
通过设计计算与安全性预想，综合考虑，充分合理地利用现有资源，在安全、运行费用、施工投资等各方面，寻求一种经济效益的最佳切入点，即只需建设一套RO即可满足扩建后的生产，节省了大量的资金。
参考文献
[1] SDGJ2-85火力发电厂化学水处理设计技术规定[S].
[2] DL/T 5068-2006《火力发电厂化学水处理设计技术规定》[S].
[3] 王淑勤，赵毅.电厂化学技术.中国电力出版社，2007，3：98-111.
[关键词]汽水损失 供水缺口 安全性预想
中图分类号：O572.21+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0050-01
概述
氧化铝自备电厂水处理系统为3*100T/H反渗透加二级除盐系统构建而成，平均制水245 t/h，峰值制水在300t/h，目前由于氧化铝整体改扩建，产量扩大两倍，此时制水能力不能满足需要，根据氧化铝需求的负荷，自备电厂本次新增2台130t/h锅炉，配备25MW抽凝汽轮发电机组和4MW高背压式汽轮发电机组各一台，最终形成2X25MW+1X4MW机组规模。水处理设备系统增容按照供汽负荷，从供水缺口、生产工艺、水汽平衡、水质水源情况综合考虑，尽量利用一期其余设备余量，提高设备利用率，减少重复性投资，在充分保证安全生产的前提下，以期达到制水系统简单、合理与可靠。
水处理设备增容计算
水处理设备的全部出力应该是电厂正常运行时的水汽损耗及机组启动或者事故需要的损失之和。氧化铝自备电厂主要是以供汽为主，发电为辅，以汽定电，我们在考虑水处理系统的设计时，主要是分析氧化铝负荷需求和各方面的消耗，特别是工艺回水与发电汽平衡中的特点，找出关键点，再考虑现有设备的利用率，增加相应的设备，完成增容设计。
一、关于水负荷的计算
1、氧化铝负荷的要求与内部损耗（不带汽轮机时）
在氧化铝二期投产以后，按照1000kt/a产能蒸汽热负荷计算，所需蒸汽量为一期高压用气量平均85t/h，最大为90t/h，低压用气量平均70t/h，最大为100t/h；二期高压用气量平均118t/h，最大为136t/h，低压用气量平均106.5t/h，最大为132.5t/h，共计需求总汽量481.3 t/h，按照此基础数据那么需要启动至少四炉才能满足需要，按《火力發电厂化学水设计技术规程》电厂汽水损失如下：
厂内汽水损失按照3%，排污损失2%，厂内自用气损失5%，对外供气（以60%的回水合格率进行计算）损失40%，锅炉启动事故损失10%计算，平均损失量226.6，最大损失量273.2，此时的损耗量已经达到一期反渗透设备满负荷运转，其中一旦有一套反渗透异常或者回水稍有波动，就会造成生产链断裂，故需要新增设备增容，建议至少增容一套反渗透作为切换使用。
2、最大效益运行，四炉三机
在实际运行过程中，锅炉在低负荷条件下燃烧会造成热效率的降低，为提高设备效率，在设计时采用了热电联产，即在锅炉高负荷的情况下，利用余汽做功，同时对蒸汽进行减温减压处理，达到保证供热和提供廉价电力的目的。
机炉参数负荷说明
YG-130/9.81-M高温高压循环流化床蒸汽锅炉产气量： 五台（4开1备）
平均负荷：128.8575×4=515.43 t/h；最大负荷：145.5525×4=582.21 t/h
B25-8.83/0.98背压机（低背压运行）进汽量：平均：185.0t/h最大：198.5 t/h
B4-8.83/6.4背压机（高背压运行）进汽量：平均：193.43t/h最大：213.13t/h
C25-8.83/0.785抽凝机（额定、最大工况运行）进汽量：平均：137.0t/h 最大：152.5t/h
热电厂JGⅠ高加用气（一组）： 平均/最大：2.88t/h
热电厂JGⅡ高加用气（一组）：平均/最大：11.13t/h
氧化铝厂高压溶出生产用汽量（包括管网损失） ：平均：213.15t/h 最大：237.3 t/h
氧化铝厂生产、生活及采暖用汽量（包括管网损失）：平均：185.33t/h最大：244.13t/h2.自备热电厂自用蒸汽量：除盐水加热用蒸汽：平均2.5t/h除氧器用蒸汽：平均11.3t/h
合计：平均：199.13t/h 最大：257.93t/h
相关计算：
按照蒸汽负荷计算当锅炉开最大负荷时，给水量为=582.21/90%（按照10%的汽水损失计算）=646.9t/h，回水量为=高压供气*60%+低压供气*40%=142.4+103.2=245.6t/h，供水缺口为=给水量-回水量=401.3t/h
冷凝负荷为：103t/h，再加上事故损耗为设计量10%，则可以计算出除盐水产量需要达到，平均：275t/h最大为310t/h，根据以上的情况分析，也需要增加一套RO 形成三用一备与四用相结合体系。
二、其余设备的配套情况（按照满负荷运行）
在上述的计算中，我们确立了增加一套反渗透即可满足运行，那么当最大负荷即四套反渗透同时启动时，需要新水520T/H，计算其余辅助设备容量：
按照生产工艺流程，生水池→生水泵→管道混合器（加絮凝剂、杀菌剂）→多介质过滤器→活性炭过滤器→管道混合器（加阻垢剂）→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→锅炉给水
在反渗透前需要流量为不少于520 t/h，反渗透后最大流量为400，考虑到反渗透制水量衰减，在一般运行过程中反渗透平均产水93 t/h，这样除阴阳床在短时间超负荷外，其余设备都能满足使用，设备增容只需增加一套RO，极大地减少了投资，增加了设备效率。
运行安全性预想
三、关于事故状态使用时间的计算
93*4*X+1200=573*X X=6小时
即在工艺回水出现故障时，处理时间仅为六小时
四、处置措施
1、在尽可能短的时间内调整影响到工艺回水指标的水源，采取切断污染源的方式，对槽罐可能造成的污染进行分离式设计与取样，使工艺回水在短时间内达到合格。
2、对制水的水源进行更换为市政污水处理厂RO出水，将原有的反渗透回收率提高至85-90%，则制水能力可提升至480T/H以上，并且增加相应管道对阴阳混床进行分离，可使制水能力基本满足至事故用水。此项技改已经完成，并经过了验证。
结语
通过设计计算与安全性预想，综合考虑，充分合理地利用现有资源，在安全、运行费用、施工投资等各方面，寻求一种经济效益的最佳切入点，即只需建设一套RO即可满足扩建后的生产，节省了大量的资金。
参考文献
[1] SDGJ2-85火力发电厂化学水处理设计技术规定[S].
[2] DL/T 5068-2006《火力发电厂化学水处理设计技术规定》[S].
[3] 王淑勤，赵毅.电厂化学技术.中国电力出版社，2007，3：98-111.