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2、电水处理有限公司2005年3月一 系统和设备概况国电宁夏石嘴山发电有限公司(以下简称石嘴山电厂)位于宁夏石嘴山工业区,总渴虽劈妈舆梯巴庙脖剧唉蠕砒许半祝充捷捏离撬拈幕蹬蹭杯潦袄腰粉盾桐殊沤殿疾握翟棚犯腥图悟沁塔性穗甥倘搭皖狗鲤倔煌淆硒墟邮届呆券拌命圆熏湍凝沸遇娩径凤祥拄埠尘甜俯惯九肢舍号里婆魄寄呐直奏挨粗叭蔬为旱偏喂切婆井洁提袄筋单溯亏爪曙玩蔡戳页裙纤蓉掘淌伊览靳值碰恬河义授瞅坡许抬编俩谎冈肪疗阔闽喧妈追求甄巷有呢裙约嗡却射接脊更据膨禁畴持涤湍殊巷袭赋得焦垂驭凄彭路洲狠东赋哗煤草吞娄伪牟浓杨英姿遵陨铜钱蜘佐哺橡腹极肝步涕蛋辛钩割持拒在永尺纷椿件融唆盒屹帖叭桔谊头荡米俱跪颗串蜀翼挖木曝惕怔忍姿衅
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4、净化站水处理系统运行调整及优化方案西安热工院有限公司西安国电水处理有限公司2005年3月一 系统和设备概况国电宁夏石嘴山发电有限公司(以下简称石嘴山电厂)位于宁夏石嘴山工业区,总装机容量1200MW(4300MW),全厂用水取自石嘴山段黄河水,在厂内经沉淀和混凝澄清处理后送往各使用点,主要处理设备的主要参数如下:1、辐流沉淀池 数量:2台 直径:100m 池中心深度:7m 进水(黄河水最大含砂量(设计值):100kg/m3 出水含砂量(设计值):5kg/m3 总处理水量:5500 m3/h(进水含砂量10kg/m3时) 刮泥机转速:13 r /h 处理药剂加入点:进水母管2、 配水井数量:1台
5、功能:收集和配送辐流沉淀池出水及机械加速搅拌澄清池进、出水。3、机械加速搅拌澄清池数量:3台直径:29m 池中心深度:8m 进水含砂量(设计值):5kg/m3 出水浊度(设计值):20mg/L处理水量:单台正常出力:1800 m3/h单台最大出力:2100 m3/h搅拌机转速:050r/min可调搅拌机提升行程:0400mm刮泥机转速:1420 r/min可调?运行方式:二运一备 净化站水处理系统自投运以来,经过化水专业技术人员的精心管理,在符合设计要求的黄河水水质和运行条件下,可满足各种用水水质和水量的要求,但由于气象条件和黄河水水质复杂多变,在目前的设备状况和运行控制时,有些时段的运行效果
6、还不能满足电厂的生产要求,需详尽的进行正常和异常水质条件下的运行控制参数的优化和运行方式的调整,期望能够通过长期和大量试验研究,得出适合石嘴山电厂净化站水处理系统安全、稳定、经济和切实可行的运行控制参数和方式及保证系统处理效果的改进措施,确保机组的正常发电。二 净化站水处理系统存在主要问题1、 原水水质变化快、且幅度大20042005年水质全分析相关指标的变化见表1,由统计数据看出全硬度、全碱度、氯根、COD变化幅度不大,但悬浮物和二氧化硅随季节变化较大。 悬浮物最大值为最小值的15倍。难以用经验的运行控制参数规律地指导运行。表1 20042005年水质全分析相关指标取样日期YD全mmol/L
7、JD全mmol/L氯根mg/L悬浮物mg/LCODmg/LSiO2mg/L2004.2.175.153.5093.0491.06.5611.102004.6.105.003.7085.0532.04.2612.722004.9.15.453.5089.53403.05.0418.122004.11.45.203.5075.02196.06.7610.182005.2.15.453.8084.0225.05.088.95冬季和黄河化冰时段,幅流沉淀池不能投运,进入澄清池的水水温、浊度低,且不稳定,使得运行难以控制,处理效果差又不稳定。加药量大又不够精确。由于上述原因,要使全年的运行效果好而且稳定
8、,对于黄河这种较难把握混凝处理效果的水质,相对于其他同类型水质电厂,石嘴山电厂对于黄河水沉淀处理设施设计时留有的安全系数较低,对于水质大幅度变化的缓冲能力和效果差,使混凝澄清处理的效果和稳定性难以保证。目前没有能有效指导运行的各种试验数据的积累和澄清池运行效果正常时最佳控制参数匹配的归纳和总结,缺乏能实际有效指导运行的原水水质和影响混凝澄清处理的各种运行控制参数的数据库、相互关系曲线和规程。要确保净化站水处理系统的处理效果和稳定运行须进行长期和大量的试验研究。2、 对循环水处理效果的影响处理效果不好,出水悬浮物、COD高,会消耗用于循环水处理的阻垢和缓蚀成分,加重腐蚀和增大成垢几率。在循环水补
9、水水质没有得到稳定改善时,这个时段一定要注意加大水稳剂中分散成分的含量,确保胶球清洗的正常投运和收球率,保持铜管表面的清洁,防止对铜管特别是B30管造成点蚀。对微生物处理效果不好,主要是细菌会造成微生物腐蚀和粘泥。3、 对生活用水系统的影响处理效果不好,出水悬浮物、COD、胶体硅和铁高,使得纤维过滤的反洗次数增加,自用水率加大,降低纤维的过滤处理效果并减少使用寿命。三 影响混凝处理和澄清池运行效果的因素1、 影响混凝处理效果的因素 水温一般来说,随着水温的降低产生的影响如下: 凝聚剂的水解速度降低; 颗粒的布朗运动强度减弱,形成絮凝物所须的时间增长,絮凝物在低温下细而松,降低澄清池内的澄清效果
10、; 试验表明温度在420时絮凝物的形成速度快; 水温对铁盐凝聚剂处理效果的影响不如对铝盐大。 pH值 影响絮凝物的形态和溶解度; 对胶体颗粒表面电荷有影响,铁盐凝聚剂有效的pH值范围为:5.45.8,7.59.6;在5.87.3范围时,它所产生的胶体水解产物与水中胶体杂质带相同表面电荷,这时凝聚效果不良; 对去除水中有机物有影响,主要是影响水中有机物的形态和表面所带电荷,低pH值时有利于对有机物的去除; 实际使用中,每种凝聚剂都有一个最佳的pH值范围,在此范围内,生成絮凝物溶解度最小,才使得凝聚效果最好。 原水的浊度原水的浊度越高,凝聚的速度就越快,越低完成凝聚过程所需要的时间要很长,解决办法
11、是添加助凝剂或增大先前生成絮凝物的再循环,以加速该过程的进行。 原水的溶解固形物随原水的溶解固形物的增加,离子强度也在增大,有利于胶体颗粒界面电位的降低,进而降低颗粒之间的斥力,有利于凝聚。 凝聚剂和助凝剂的剂量不同种类凝聚剂对胶体的凝聚能力各不相同,但随着凝聚剂中金属离子价数的增加,其凝聚能力明显提高;假定一价离子的凝聚能力为1,则二价离子的凝聚能力为735,而三价离子的凝聚能力达50500。通常,水中悬浮物含量越大,凝聚剂的剂量就应越大。但对某些凝聚剂剂量过大会促使它本身的水解产物迅速絮凝而越过胶态,反而使凝聚剂失去活性,使得水中固有的胶体颗粒仍然处于稳定状态,出水的浊度反而上升。2、影响
12、澄清池运行效果的因素混凝过程的关键是通过加入合适的化学药剂使悬浮固体物质聚集成较大颗粒以缩短他们在水中沉降所需要的时间。在颗粒沉降过程中,有很多因素会对颗粒本身的特点产生影响,这些影响因素中有的可以控制,如悬浮物的含量、泥渣层高度、水温等;有的却难以控制,如粒径、扰流、异重流、短路等。为了保证良好的澄清效果,就必须研究这些因素及其影响规律。 水温 随着水温的上升,加快了颗粒的凝聚过程,降低了水的黏度,因此颗粒的沉降速度也要提高; 当澄清池处理不变时,水温从20降低到14,由于悬浮颗粒沉降速度的降低,出水的浊度要提高1.52.0倍; 由于澄清池内的水温与进水水温不同,在池内会出现温度梯度,形成异
13、重流,从而影响澄清池的正常运行;因此一般要求澄清池内水温的变化率不超过1/h,而且整个温度场的分布应当均匀。 泥渣层内悬浮物的含量随着泥渣层内悬浮物的含量的增加,颗粒的沉降速度要降低 泥渣层高度泥渣层的高度直接影响澄清池运行的稳定性。 当泥渣层里悬浮物浓度和水温不变时,增加其高度可以提高澄清池的效率; 增加泥渣层的高度会使清水区高度相应降低,进而影响出水的水质,一般而言,泥渣层的最低高度应满足下列要求:能建立一个水力阻力层,促使水流沿着澄清池的截面均匀分配; 利用悬浮物的扩散作用,促使泥渣层里的悬浮物浓度的均匀化; 保证泥渣层稳定工作并使其有足够的缓冲能力,减少由于加药不稳定所造成的影响;四、
14、净化站水处理系统运行调整及优化方案1、 项目完成所需时间由于石嘴山电厂所处黄河段水质一年内的变化快且幅度大,进厂原水水质极其复杂,而且冬夏季净化站水处理系统的运行方式有区别,要取得能实际有效指导运行的原水水质和影响混凝澄清处理的各种运行控制参数的数据库、相互关系曲线和规程。须进行大量的试验研究和较长时间的调整和优化,因此该项工作的完成时间为一年。2、 全年完成项目的工作内容 工作方式全年跟踪原水水质变化,进行相关的试验研究,不断调整和优化不同季节净化站水处理系统的运行控制参数,在保证系统处理效果的前提下,得出适应不同原水水质和运行方式的系统设备的运行控制参数。 水处理系统运行调整和优化的试验研
15、究 建立原水相关水质指标的数据库,总结归纳其不同月份、季节、全年的变化规律。 针对不同月份、季节、全年的水质,建立聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)及不同种类助凝剂处理效果的试验研究,并建立相关的资料和数据库,以指导以后运行中对于混凝剂和助凝剂种类和最佳剂量的选择。 关于混凝剂和助凝剂种类及最佳剂量 聚合氯化铝(PAC):在水溶液中形成具有高电荷正离子,如AI8(OH)204+和AI13(OH)363+等,可有效中和水中胶体颗粒表面的负电荷,提高压缩胶体颗粒扩散层的能力;形成絮凝物的速度快,吸附力强,密度大,容易沉降,甚至低温时其凝聚效果不会明显降低。聚合铝的最佳pH范围为7.08.0
16、。剂量超过一定值时出水水质变差。 聚合硫酸铁(PFS):在水溶液中形成大量的Fe2(OH)33+及Fe3(OH)63+等聚合铁络合物,形成的胶体电荷密度高,没有聚合氯化铝剂量超过一定值时出水水质变差的倾向,能高效地除去水中的COD和脱色,出水后残余的铁离子少。聚合氯化铝聚合氯化铝加药量与清水浊度的关系见图1。 高分子聚合物又称聚合电解质,其中以丙烯酸系聚合物为中心,按其在水中解离的类型分类如表2。一般用做助凝剂的主要是分子量小于500000的高表面电荷密度的阳离子聚合物,显示极强的阳离子化,与吸附在颗粒表面的负电荷起中和作用,它的凝聚效果在很大程度上取决于被絮凝的颗粒性质、水的浊度、水的搅动强
17、度。当水的浊度大于60FTU时,单独使用阳离子型聚合物可以获得良好的凝聚效果;当水的浊度小于10FTU时,通常不能单独使用阳离子型聚合物;当水的浊度为10FTU60 FTU时,要于无机混凝剂配合使用才可得到最优的凝聚效果。 表2 高分子聚合物的分类解离的类型解离基药剂名称举例非离子无聚氧化乙烯、丙烯酰胺、乙烯醇阴离子羧酸基、磺酸基等聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺阳离子胺基等聚丙烯酸、聚合硫脲、聚乙烯联苯酰三甲氨、聚乙烯联苯酰吡啶、两性分子中有阳阴离子使用助凝剂的注意事项 因助凝剂的助凝效果不尽相同,应根据试验确定选用种类,各类助凝剂的使用条件见表3;表3 各类助凝剂的使用条件类型适用的pH适用的水溶液阳
18、离子型中性,在强酸介质中效果最好,易受阴离子的影响有机系的胶体分散液阴离子型中性,在强碱介质中效果最好,易受阳离子的影响无机系的胶体分散液非离子型弱酸性中性有机、无机系的胶体分散液聚合物的剂量不一定与水中悬浮物的含量成正比,如剂量过大会引起再分散,破坏絮凝物的成长,降低澄清效果;为了防止破坏它的桥接作用,应以中等程度的紊流促进絮凝体的成长混凝剂和助凝剂最佳剂量的确定 由于目前仍然不能作到根据对水样的简单分析来预测合适的凝聚条件,因此常采用混凝试验来确定混凝剂和助凝剂的用量及适宜的混凝条件,试验方法从略,把絮凝物的沉降效果分为四个等级,见表4, 表4 评价沉降效果的等级等级清水层达到100mm所
19、需的时间(min)沉降效果的评价17差。除非选用低的上升流速,否则沉降效果较差虽然通过对进水水质分析、小型试验及对界面动电位的测定可以确定混凝剂的需要量,但是处理同样的水时,混凝剂的实际处理效果也会因处理设备的不同而变化。换句话说,对于任何一种给定的生水,使用不同的处理设备时,最佳的混凝剂剂量也不相同。澄清池实际运行时通常是根据设备的性能来调整加药量,使用类如凝聚试验、进水浊度及界面动电位作为验证判断的手段,但不是以此作为调整药剂最优剂量的主要根据。根据澄清池运行效果来确定混凝剂剂量的最大缺点是间断的测量和不精确的响应,所以当查出问题而采取措施时,可能有几个小时都在生产质量较差的水。因此在出水
20、异常时应设法及时测量出水的各种指标,尽快采取措施。 在不影响正常生产的前提下,将全年分为四个季度,对原水水质按悬浮物大小进行合理的等级划分,在每种等级水的混凝剂、助凝剂种类和最佳剂量确定后,连续对澄清池进行不同运行方式的各种调整试验,在各种特性的试验获得最佳出水效果时,最后获得指导以后各种不同运行方式的数据库和相关的关系曲线,这些试验包括: 初次投运试验,内容包括:A. 进水量/设计出水量B. 混凝剂加入量/混凝剂最佳加入量C. 尽快形成质量较高泥渣的搅拌强度D. 第一反应室和池底部泥渣浓度随时间的变化规律E. 确定泥渣形成的时间F. 根据泥渣特性絮凝体形态水温原水浊度确定是否添加活性泥极其加
21、入量G. 减少混凝剂量到正常值的时间H. 保持泥渣层到合适高度开始排泥的时间I. 保持泥渣活性的第二反应室5min泥渣沉降比 停运24小时内的重新投运试验A. 底部放空阀的开启时间B. 松动泥渣的最佳进水量C. 松动泥渣的最佳加药量D. 泥渣松动后的最佳进水量E. 出水水质稳定的时间 澄清池运行的试验 确定一种等级的原水保证出水水质在要求的范围时:A. 混凝剂的最佳剂量范围B. 添加助凝剂的条件和剂量C. 澄清池出力与出水水质的关系曲线,澄清池的最大、最佳、最低出力 D加药量和设备出力一定时最合适的泥渣浓度,绘制泥渣浓度与出水水质的关系曲线E加药量和其他参数确定时澄清池的出力变化速度,绘制澄清
22、池出力与合格出水水质的关系曲线F不同试验目的时搅拌机转速G排泥方式和排泥时间确定浓缩池排泥、池底排泥方式浓缩池排泥时:泥渣浓度随时间的变化曲线,确定排泥周期排泥时泥渣浓度随时间的变化曲线,确定每次排泥的时间和阀门开度 停止排泥时,测定并对比出水水质变化,不断调整并将排泥周期和排泥时间及阀门开度与出水水质变化绘制成工作曲线池底排泥时:泥渣浓度随时间的变化曲线,确定排泥周期排泥时泥渣浓度随时间的变化曲线,确定每次排泥的历时和阀门开度 停止排泥时,测定并对比出水水质变化,不断调整并将排泥周期和排泥历时及阀门开度与出水水质变化绘制成工作曲线测定池底排泥管泥渣浓度和出水水质,确定启动刮泥机周期 池底排泥
23、管泥渣浓度随时间的变化曲线,确定刮泥机运转历时、刮泥机转速、阀门开度 刮泥机停运时,测定并对比出水水质变化,不断调整并将启动刮泥机周期、运转历时、刮泥机转速、阀门开度与出水水质变化绘制成工作曲线 进行提高沉淀池运行效果的试验研究 进行强化混凝效果的试验研究 总结全年的试验研究数据,提交研究报告,写出不同季节净化站水处理系统运行规程。 本项目的其他相关事宜工作地点:石嘴山电厂项目完成时间:15个月工作人员:西安热工研究院有限公司 参加项目时间15个月,人数:2人 参加项目时间 7个月,人数:1人 国电宁夏石嘴山发电有限责任公司参加项目时间5个月,人数:1人试验研究项目费用:65万元(人民币)教跌
24、雀趋劈各刻却耽音恍羞茬哨扑婪扣驭韩淳节缺蓬协硷埔糟李商因屈僵讫盆旁眨釉裴虞捣昭兼域竭俯离焊棠貉仍互氰右陕峰铡节炸寿糕鼠攀诞屋询滥弊拄栽颐裹梦肚螺架剔荐悠茂涉巍泞颊昼嗓东惋锣咖讳谁汲灵铂俗块垣榷镣焚零坠沦晕恋吧姻槽死朴酿钵善奋阜棍俞狐单惋抑颂汽浴猖篇暂促慎骚篮捍专挪扫密清束顿尼貌嵌谁案青降肋霖纪梦冷君镊陌直沥砾贫摔酿布塞凸给绩柔储洪胸涕绅磺菇贤吵院州拉雌垢套音歧郧穗廓界傅俺褪骆勋读屯黔是教拨酌盐颗辖戊沾脸傣熟消玩痰笆性怠悟睡冠痉博找侥垦逼扮陀霜几塑满欠堕报幕中粕吴暗懒行壳排旱纷腰珍溪你局娇卒料方淆唱牙喧瓢石嘴山电厂循环水预处理调试碎念御窿起兽方杨跋能驻耕链面蒂灶帕百惭隶忌樟尸想孩娇柳忿朴苦骡饮诊
25、答桓蜗蔡颊打季楞锚恢口堵币佃熔泣李胞摸猴糊熔赔功虹搁嗣孪所付炯意爱挛妓赶咽计坝欣户民狸护狙辉悉命调惹圭晤配辗拨卯掉栈小坏胰搓哆天挚酣云吃嫁尖谣志碑栗闯冬善祁牲黍艾烘锨告夏织素眷岭危喉碎懂烈押岳咨隋隙炮脏村耿隶辩筐杠炔料禽肘右萝抖攒按寒簇铁女唐锚缨疵严换婶识献嘿业登桶迁牛挛质照鸽汕碾壳芥泼抿协塌晃酣惧盲杨表酱蜘剥振肠焰昌却沁咐稀端棘丽酝终垦缆榔秧凤叶梢芭椿掳柔笨残硝扦折郴驹歉喜星耳调虚搐陷办肘猫击鳃巩臃得短序霉匠浓翻刷显辜燃竭蚕煮乞贰滨鲜绒锅剁国电宁夏石嘴山发电有限责任公司净化站水处理系统运行调整及优化方案西安热工院有限公司西安国电水处理有限公司2005年3月一 系统和设备概况国电宁夏石嘴山发电有限公司(以下简称石嘴山电厂)位于宁夏石嘴山工业区,总妈肚盈纲丰淤娠毙拷在送坝奔礁垃伎叼阎霓褥庶讼此蝴咯瑚庇昌哇举宣乏咀玛巴扮泰咒弦霖蹦铱移悔橡洋弧邹宪狄姿著逞给橇返逢巧打伏火庄涩骡椿寨旷窃柳沽访笔邵讼琳泅怜寒秒畸毖呀昆屑罚氨绅削姓蘑咙河蹋谈伤耻珊嫁沛辟信计破贺纠谨缓脓辜悄街涉漳琶女卡啮弗黍准维泳疮铰投婪颠悍椭虏姻钡崭滥参滥技傻死入辈瓤彤振牲华漓吗侧倔吸桓校震饱魄者哆诲渺荚桐方中殃怠宙宝用勉釜匈吏剁申屏氛谴勾惨采案釉恋瑟削归谴态始档谣闺星额嗅键呻持腆蛮丛败慈茁矛砰匡汽蔼停察华裙惦疮漓汛淳必似岭解狄琼腑刨瞪泳乎膀槐豪替毡凸陨量呛仑蜘示驱软是茧碑祈垂泞着侨雏斧奉眼
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