混床离子交换和EDI在电厂锅炉补给水处理中的分析对比

摘要:通过对几个电厂的调研,本文从产水质量、运行成本、环境保护等几方面,对混床离子交换和EDI在电厂锅炉补给水处理中进行了分析对比。

关键词:锅炉;混床;EDI

0、前言

近期,我公司对邯郸热电厂、码头电厂、德州发电厂、冀州热电厂、衡水热电厂等几家电厂(热电厂)做了细致的专访、调研,采集了一些数据,通过对这些数据的综合处理,掌握了第一手资料。对混床离子交换和EDI在电厂锅炉补给水处理中的分析对比,有了更加清晰的认识,现将两种处理方法的产水质量及费用等情况比较如下:

1、产水质量

按照国家对电厂锅炉补水的要求,电导率在0.2μ.S/cm以下。现国内电厂多采用传统的混床系统,产水电导率一般在0.2-0.3μ.S/cm之间,补水中还存在不少诸如钙、镁、铁、硅等之类的有害物质。EDI产水电导率可达到0.07-0.1μ.S/cm,比混床产水水质高2-3倍,且产水中的硅、铁均小于2μg/L,显而易见、用EDI补水较混床补水可最大限度地减少钙、镁及硅结垢,从而可大大延长锅炉、管道及汽轮发电机的使用寿命。

2、运行成本

混床系统不仅需混床,同时还必备酸、碱贮罐等。我们初步了解,一座60万千瓦/小时的发电厂(按每小时补水40―60T计),仅水处理部分的混床、树脂及酸、碱贮罐等,初期投资1000多万元。而具同等补水能力的EDI系统投资只需300万元左右。

经过对几座电厂的分析综合,得知现有技术条件下,混床系统要补1吨水的成本在6―12元之间,如果按8元计。一座60万千瓦/小时的电厂按每年工作360天计算,锅炉补水量按60T/小时计,一年的混床部分投入为:60×24×360×8=414.7万元。

而同等补水能力的EDI系统的费用如下:

折旧费:按3年折旧(事实上不止3年),1吨补水的待摊折旧费用为300万元÷3÷360÷24÷60=1.93元。

电耗:产1吨水耗电,⑴EDI本身0.1千瓦时,⑵配属部分(包括两台10千瓦水泵,一台2.5千瓦脱气泵及各种检测仪表)的耗电为:(2×10+2.5+1)÷60=0.4千瓦时。

电费:①和②用电按市价0.5元/千瓦时计,吨补水总耗电费用为(0.1+0.4)×0.5=0.25元。

总费用:综合以上①和③,EDI系统产1吨补水的直接费用为1.93+0.25=2.18元。

以60万千瓦/小时的电厂为例,每年用EDI系统补水的费用仅为:2.18×60×24×360=113万元。比混床系统每年可节省414.7-113=301.7万元。另外,因减少结垢而对锅炉、管道及汽轮发电机等所产生的保护效益均不计在内。

3、环境保护

混床系统运行一段时间后,需用酸、碱溶液再生失效的离子交换树脂,这样必然带来酸、碱的大量排放,对环境造成污染。事实上,发电厂的污染源主要分为两部分,一是燃煤产生的粉尘及硫化物,二是水处理部分所必须排放的酸、碱废液。据了解,一座中型电厂每年为此要付出近百万元的环保治理费。

而EDI是靠自身的电再生,根本无需外部的酸、碱再生,从而不会对环境造成丝毫污染。

4、占用土地

以上述电厂为例,其混床系统(包括酸、碱贮罐等)保守估计占地在1000平方米之多,而具同等补水能力的EDI系统,充其量占地不会超过50平方米,较混床系统大大减少了土地的占用,在“寸土寸金”的今天,其社会经济效益可向而知。

5、节约用水

一般电厂的锅炉补水,用于冲洗再生树脂的自用水率为6-10%,若按8%计,还以60万千瓦/小时电厂为例,一年仅此一项就用水:60×24×360×8%=4.1万吨,而这些水均需随酸、碱废液排掉。

EDI系统的水回收率为95%以上,即使排放的5%的浓水,也只是其中的盐份含量高点,完全可用做对盐份要求不高的冷却水或冲灰水。也就是说,EDI系统完全可以做到零排放。

从以上可以看出,EDI系统代替混床系统后,一座60万千瓦/小时的电厂,一年即可节约近4万吨水。如果这些水用于日常饮用,可解决近6千户三口之家一年的饮用水(每户每年按饮用水7吨计)。一个十万人的中小城市,只需要改造6个中型电厂,节约下的水即可满足引用需求。这在水资源匮乏、“水比油贵”的时下,是多么的难能可贵。

6、管理及自动化操作

混床系统的操作及出水检测,需靠人工直接完成,同时,由于其使用一段时间后即失效,这就增加了操作工艺的繁琐程度。

而EDI系统完全可以实现各种检测数据的在线检测,不必靠直接操作,同时,由于多个模块并联接入系统,即使有个别损坏,亦可简单的从系统中拿掉,而不影响系统其它部分正常工作。诸如此类的优点使得系统的操作、管理可完全实现自动化。同时,由于减少操作人员,在一定程度上亦可降低生产成本。

随着各电厂对锅炉补水水质要求的提高,作为高纯度纯水制备的EDI,显现出蓬勃发展的趋势,另一方面由上述分析可以得出,EDI代替混床后,一个60万千瓦/小时的发电厂每年可直接节省资金将近400万元,全国现有大、中、小型电厂、热电厂及企业自备电厂近3000余家,可以预见使用EDI系统后,仅电力系统每年即可为国家节约一百多亿的资金。由于补水纯度提高而给设备带来的保护效益及环保、土地效益等若计入的话,效益更是不可估量。

综合以上所述,可见,EDI与混床相比,具有产水质量高、初期投资少、运行成本低、无污染、占地少、节约用水、可实现自动化管理等特点。

可以预见,随着EDI技术的日臻成熟,EDI代替混床补水,是不可避免的大势所趋。

参考文献:

1.李培元,火力发电厂水处理及水质控制。北京:中国电力出版社,2000。

2.钱达中,发电厂水处理工程。北京:中国电力出版社,2002。

3、许立国,火电厂水处理技术。北京:中国电力出版社,2006。