1 总论1.1 概述1.1.1 项目名称：电厂灰场冲灰水回用改造项目发生单位：电厂1.1.2 设计依据(1) 2003年5月15日宝钢股份公司电厂提出的《电厂水力灰渣系统增设渣水分离装置》技术改造项目建议书2) 2003年6月宝钢股份公司投资处下发的“宝钢股份公司更新改造措施项目设计联络单”3) 2003年6月宝钢股份公司设计管理处下发的“宝钢股份公司更新改造措施项目设计任务委托书”编号2003-0844) 2003年8月宝钢股份公司投资处下发的将原项目名称改名为《电厂灰场冲灰水回用改造》1.1.3 设计原则(1) 采用的工艺成熟、可靠,有相同系统的应用实绩2) 减少排污量, 符合有关规定与要求，保护环境3) 提高电厂灰、渣的综合利用能力,改善环境4) 符合股份公司电厂灰渣系统改造及灰场改造总体规划的要求5) 执行《宝钢股份有限公司建设工程工厂设计统一技术规定》和相应的现行国家、地方设计规范、规程1.1.4 本工程遵循的主要规范及标准<<宝钢股份有限公司建设工程工厂设计统一技术规定>><<火力发电厂设计技术规程>>(DL 5000-2000)<<电力发电厂除灰设计规程>>(DL/T5142-2002)<<火力发电厂环境保护设计规定>>(DLGJ 102-91)<<电厂粉煤灰渣排放与综合利用技术通则>>(GB/T 15321-94)《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）（2001年版）《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002《上海市地基基础设计规范》DGJ08－11－1999《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001《上海市建筑抗震设计规程》DBJ08-9-92《火灾自动报警系统设计规范》GB50116－981.2 现状及必要性分析电厂每年有550万吨的锅炉冲灰渣水、渣斗溢水等排放入灰场，在灰场固体物沉淀后废水排入长江，造成能源浪费及环境污染。
为节约能源，减少环境污染，采取将灰场冲灰水回用的方法，并将灰渣脱水处理后外运1.2.1 现状1.2.1.1 电厂1#、2#、3#炉灰渣系统现状电厂锅炉产生的灰渣分为电除尘飞灰、空气预热器和省煤器飞灰、炉底渣其中1#、2#炉的电除尘飞灰通过气力除灰系统送至干灰贮灰库炉底渣处理采用水力除渣系统：从炉膛落下的炉渣经水淬化且贮存在炉膛下的水浸式渣斗中，渣经碎渣机破碎后，由高压水力喷射器经输渣管直接输送至灰场空气预热器和省煤器飞灰通过水力抽灰器产生负压经空气分离器排出空气后靠静压排至灰场3#炉的电除尘飞灰及空气预热器和省煤器飞灰通过气力除灰系统送至干灰贮灰库炉底渣处理采用水力除渣系统送至灰场另外，据电厂提出，当气力除灰系统发生故障时，及干灰销售受季节、气候影响滞销时，1#、2#、3#炉的飞灰都进入水力除渣系统，排入灰场1.2.1.2灰渣进入灰场现状现进入灰场的灰渣水主要包括：1#、2#、3#炉的炉底渣水、1#、2#炉的空气预热器与省煤器的灰水、事故状态及季节影响下1#、2#、3#炉的灰水、1#、2#、3#炉的渣斗溢流水其中前3项用水来自电厂冲灰水泵，供水取自电厂循环水回水后者用水是供渣斗密封用水，水源取自电厂灰用河水升压泵，供水取自电厂循环水进水。
这些灰渣水进入灰场后，在灰沟内自然沉淀，渣、水分离后，冲渣水通过加酸调整PH值达标后排入长江，不再回收利用湿渣挖出堆放在灰场上，自然晾干后综合利用1.2.1.3灰场库容现状根据电厂提供的1997-2001年排灰渣量数据及开发公司提供的每年干灰湿排量的数据等,将2001年电厂灰渣排放情况列表如下:灰、渣类别1、2、3号炉炉底渣量1、 2号炉干灰湿排量1、2、3号炉干灰湿排量1、2、3号炉干灰干排量灰渣总量数量(万吨)6.5 1.74.218.731.1占总量%21%5%14%60%100%备注干灰湿排指干灰通过水力冲灰系统进入灰场目前灰场的情况:按2001年9月武勘院测绘报告的”库容量统计表”,电厂灰场(按7.5米填方)尚存容积635,609.8立方米按灰渣比重1.2吨/立方米,若2001年1、2、3炉排出的灰渣全部堆放在灰场,灰场储灰渣能力仅2.45年; 若干灰被利用,湿渣及湿灰堆放在灰场, 灰场储灰渣能力仅6.2年如新增发电机组, 1、2、3号机组全烧煤,上述2种堆放情况下,仅够存放1.1年及3年这些都达不到国家对贮灰场储灰渣能力的要求,必须减轻灰场库容压力1.2.1.4存在问题：(1) 冲渣水不回用造成水资源浪费。
2) 湿灰渣堆放自然晾干的过程污染周边环境3) 灰、渣混排的方式不利于电厂粉煤灰渣的综合利用4) 现有除灰、渣工艺使灰场储灰渣用地小1.2.2 必要性分析针对以上几个问题,分析此次改造的必要性如下:⑴ 节水宝钢《工厂设计统一技术规定》第4.2.8条规定：煤气洗涤水、冲渣水必须循环或串级使用，不得外排国家《火力发电厂节水导则》第5.3.1条及第5.3.3条规定：锅炉排渣装置的溢流水宜循环使用或作为冲灰渣用水贮灰渣场的澄清水一般不宜外排，经综合技术经济比较后确定回收利用方式低浓度水力除灰渣系统的火力发电厂，应进行灰水回收再利用，回收水一般供除灰渣系统使用02年初下发的《上海市电力公司发电厂节约用水管理办法》的第3.2.3条要求：在一至二年内基本实现冲灰水的回收、重复使用目前，宝钢电厂的冲灰渣系统用水占全厂取水总量的60%以上，但全部排入灰场，没有回收使用，这是全厂用水单耗过高的主要原因之一电厂在装机单耗和单位发电量单耗二项用水指标上，与最新颁布的国家标准相比，分别是国家标准的208%和170%对灰场排废水回收使用，实现零排放是创建世界一流电厂所必须达到的目标经调查，在上海地区的电厂，冲灰渣水回收使用没有完成的，仅石洞口一厂和宝钢电厂。
因此，将宝钢电厂的冲灰渣水经渣、水分离后回用是势在必行的，是本次改造目的中最重要的一点⑵ 保护环境从现有灰场的灰、渣处理工艺来看：灰渣水先在灰池内自然沉淀分离，再将湿灰渣挖出堆放，晾干后装车整个过程大约需要3个月作业过程中，湿渣的浆水和晾干后的粉灰飞扬都成了周边环境的污染源，同时也污染了相邻冷轧厂的环境而要改变这种现状，必须将现有的工艺改造成脱水后的渣能直接装车,不需要靠堆放在灰场晾干⑶ 灰、渣分排分贮利于综合利用粉煤灰综合利用的有关规定中指出：电厂排出的粉煤灰量大，大力开展综合利用，变废为宝，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益电厂厂内除灰系统的设计，要根据灰渣综合利用的要求，按照干灰干排、粗细分排、灰渣分排分贮的原则进行设计电厂现有除灰渣系统来看，排至灰场的主要为炉底渣，但也有灰，即1#、2#炉空预器及省煤器的灰和事故状态、季节影响下1#、2#、3#炉的灰这种灰、渣混排的方式大大增加了冲灰渣水量，不仅影响了灰场环境，更不利于电厂粉煤灰渣的综合利用，导致效益低因而，对此现状需进行改造排灰改造--股份公司对电厂灰场改造的总体规划中提出2个改造项目,即“电厂1、2号炉省煤器及空预器灰斗及相关系统改造”和“电厂干灰系统改造”。
排渣改造--本次改造“电厂灰场冲灰水回用改造”,只将炉底渣水进行回用，形成闭式循环,其余灰水先临时排入灰场 也作为总体规划项目之一这3个改造项目均实施后,就真正实现干（灰）、湿（渣）分排分贮的工作制度,显然利于灰、渣的综合利用4) 减轻灰场库容压力根据《火力发电厂设计技术规程》来检查，电厂现有贮灰场的剩余容量已小于安全底线，这对电厂的生产安全威胁将日益增加现有的灰、渣处理工艺是造成此被动的重要原因因此，只有从改进电厂现有除灰渣系统出发，减少排入量、增大综合利用量，以减轻电厂灰场库容压力但本改造若实施后,仍不可避免因渣的销售问题需在灰场堆放,即有一定的储渣场地电厂灰场改造的总体规划中就这一情况考虑了“灰库改造”的项目,但这个项目实施的前提是本项目的实施,因为采用新的除渣工艺后,灰场的部分灰沟就可改造为灰库,从而扩大灰场的储灰渣能力, 减轻灰场库容压力5) 结论综上所述，对电厂现有除灰渣系统进行改造,将送入灰场的冲渣水经渣、水分离后,水回用,渣供综合利用是十分必要的改造后将达到以下4个目的：① 冲渣水回用形成闭式循环—节水② 渣、水分离后渣立即装车—改善环境③ 灰、渣分排—利于综合利用④ 不再完全利用原有2套灰沟—减轻灰场库容压力由此可见,本改造是必要的,通过改造，将有一定的综合效益。
1.3 设计范围1.3.1 将炉底渣水与渣斗溢流水经处理后回用，供渣斗冲渣用水及供渣斗密封用水,形成闭式循环从灰场新增设施--电厂)1.3.2 将炉底渣水中的渣与水分离后,渣直接装车或送至储渣场 从灰场新增设施--储渣场)2 设计方案在确定本设计方案之前，对上海外高桥电厂和南通华能电厂的水力除灰、渣系统的工艺流程及实际运用情况进行了实地考查与调研，具体如下表：上海外高桥电厂南通华能电厂一期二期一期二期冲渣水量m3/h420420380380渣量t/d200200100100物料种类湿渣（炉底渣）湿渣（炉底渣）省煤器、空预器干灰及炉底渣湿渣（炉底渣）渣水分离方式脱水仓脱水仓沉淀池脱水仓冲渣水回用情况全部回用全部回用全部回用全部回用特点节水、占地小、渣水分离效果好、环境状况好节水、占地小、渣水分离效果好、环境状况好节水、占地面积大、环境状况不佳节水、占地小、渣水分离效果好、环境状况好由上表可见，除了南通华能电厂一期(80年代)是将省煤器、空预器干灰及炉底渣一起送水力除灰,新建的上海外高桥电厂与南通华能电厂二期只处理炉底渣(90年代)另外,在水量渣量相同的情况下,采用脱水仓方式多于沉淀池方式,并与除炉底渣对应。
本设计按二个方案做技术经济比较，第一方案：沉淀池方案；第二方案：脱水仓方案2.1给排水2.1.1 设计参数电厂提供1#、2#、3#炉底渣、水量及渣斗溢流水量表数量产出时间工作制度冲渣水960 m3/h9h/d间断炉底渣45 t/h9h/d间断渣斗溢流水200 m3/h24h/d连续2001年电厂排灰、渣总量31.1万吨, 如新增发电机组, 1、2、3号机组全烧煤,年灰渣总量为60万吨将上表中炉底渣量45t/h进行核算,能满足60万吨/年的总量,因此本设计采用上表数据为设计依据2.1.2 方案概述2.1.2.1 第一方案（沉淀池方案）(1) 工艺流程由电厂输送到灰场的炉底冲渣水管及渣斗溢流水管，在其入灰场出口前分别接出管道送至本冲渣水回用系统中的沉淀池经沉淀池沉淀后的水进入吸水池，由回水泵组1将吸水池内的水通过缓冲水池送回现有冲灰水集水井，仍作为渣斗冲渣水用；由回水泵组2将吸水池内的水通过缓冲水箱作为灰用河水升压泵的水源，供渣斗密封水用至此，形成一个闭式循环水系统冲渣水带来的渣在沉淀池内沉积后，由抓斗式起重机抓起放入两头的贮渣池，待装渣车来再由抓斗抓至车上运走边上放置皮带输送机将来不及装车的渣输送到旁边的堆场。
原有冲渣管入灰场出口仍保留，作为1#2#炉的飞灰、1#2#3#炉的部分干灰临时排放口(临时排放由电厂根据情况通知灰场操作)及本套冲渣水回用系统事故状态下的旁路排放口本方案冲。