一种火电厂渣水自循环利用系统

技术领域

本发明属于火电厂废水处理技术领域，涉及一种火电厂渣水自循环利用系统。

背景技术

目前火电厂高参数机组采用的湿除渣方式是刮板捞渣机机械输送系统，该系统是通过补充大量低温水使渣水降温，维持炉底密封水温度低于设计值60℃，因此造成渣系统水量不平衡，形成除渣废水，溢流至外环境造成污染。由于渣系统补充水水质、煤种、燃烧方式等多种因素导致渣水的水质复杂，悬浮物、含盐量、钙离子含量高，作为一种煤源性废水，因水质差且成分特殊，不能直接外排，渣系统排水也不宜与其他系统串用或与其他废水混合处理，渣系统必须通过渣水的循环利用实现零排放。各种低溶解度的钙镁化合物结垢是湿除渣系统普遍存在的问题。渣水的冷却是减少补充低温水量的一个制约性因素，为了降低除渣系统的补充水量，避免捞渣机溢流水超温情况发生，必须解决渣水循环使用的冷却降温问题，而渣水分离是实现渣水循环利用的关键工艺。

目前常用的冷却器法是将超温渣水引入冷却器设备中，采用换热管进行换热冷却，该方法存在阀门易堵塞、管道易磨损、冷却器易结垢等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电厂渣水自循环利用系统，该系统实现渣水零溢流，减少除渣系统内设备磨损和结垢，降低设备维护运行费用，降低捞渣机补水量。

为达到上述目的，本发明所述的火电厂渣水自循环利用系统包括刮板捞渣机、渣浆池、渣水提升泵、渣水分离器、渣水冷却泵、冷却塔、管道混合器、全自动阻垢剂投加装置及渣水循环泵；

刮板捞渣机的出口经渣浆池及渣水提升泵与渣水分离器的入口相连通，渣水分离器的出水口经渣水冷却泵与冷却塔的顶部入口相连通，冷却塔底部塔池的出口与管道混合器的入口相连通，全自动阻垢剂投加装置与管道混合器的加药口相连通，管道混合器的出口经渣水循环泵与刮板捞渣机的进水口及渣水分离器冲洗母管的入口相连通。

所述渣水分离器包括渣水分离器本体以及设置于渣水分离器本体内的渣粒隔离板、渣粒收集槽、自动卸渣斗、滤珠上阻板、滤珠下阻板、水力旋流清洗喷嘴、水力旋流冲洗管、渣粒隔离板冲洗管、渣粒隔离板冲洗喷嘴以及用于刮除渣粒隔离板上渣粒的刮渣机；

渣粒隔离板、滤珠上阻板及滤珠下阻板自上到下依次分布，滤珠上阻板与滤珠下阻板之间设置有轻型滤珠层，水力旋流冲洗管及水力旋流清洗喷嘴埋设于轻型滤珠层内；

渣粒隔离板倾斜分布，其中，渣粒收集槽位于渣粒隔离板最低位置处，自动卸渣斗位于渣粒收集槽的的下方，渣粒隔离板冲洗喷嘴位于渣粒隔离板的最高位置处，渣水循环泵与渣水分离器冲洗母管的入口相连通，渣水分离器冲洗母管的出口分别与水力旋流冲洗管的入口及渣粒隔离板冲洗管的入口相连通，渣粒隔离板冲洗管的出口与渣粒隔离板冲洗喷嘴的入口相连通，水力旋流冲洗管的出口与水力旋流清洗喷嘴的入口相连通，渣水分离器本体底部侧面的出口与渣水冷却泵相连通。

还包括与自动卸渣斗相配合的皮带输渣机及渣仓。

渣水分离器本体底部的冲洗水出口与渣浆池的入口相连通。

渣浆池内设置有渣浆池搅拌器。

还包括塔池补水系统，其中，塔池补水系统与塔池相连通。

刮板捞渣机内设置有第一在线温度计，塔池内设置有第二在线温度计，冷却塔的顶部入口处设置有第一在线流量计，塔池的出口处设置有第二在线流量计。

还包括温度节点控制器、数据采集和传流中心、数据分析中心及加药节点控制器，其中，第一在线温度计及第二在线温度计与温度节点控制器相连接，第二在线温度计、第一在线流量计及第二在线流量计与数据采集和传流中心相连接，数据采集和传流中心与数据分析中心相连接，数据分析中心的输出端经加药节点控制器与全自动阻垢剂投加装置相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的火电厂渣水自循环利用系统在具体操作时，采用渣水分离、冷却和阻垢相结合的方式，使渣水在系统内部自循环利用，实现渣水零溢流，节约水资源，降低捞渣机补水量。渣水分离器采用渣粒分离、过滤及设备冲洗一体式设备，节省占地面积，渣水进行分离及过滤两级处理，使出水水质达到循环利用的要求，降低设备、阀门、管道的磨损率和堵塞率，另外，通过冷却塔对渣水进行降温，有效解决渣水因温度过高而影响回用的问题；在渣水分离之后投加阻垢剂，减少渣水悬浮物较高时对阻垢剂的吸附，降低药剂投加量，从而节约运行成本，并防止产生因设备和管道结垢而影响使用的问题。

进一步，渣水分离器的冲洗水来自塔池输出的水，不借助外来水源，以降低水资源消耗，无需设置气洗装置，节省能耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中渣水分离器的截面图。

其中，1为刮板捞渣机、2为渣浆池、3为渣浆池搅拌器、4为渣水提升泵、5为渣水分离器本体、6为数据采集和传流中心、7为数据分析中心、8为加药节点控制器、9为渣水冷却泵、10为冷却塔、11为塔池、12为塔池补水系统、13为管道混合器、14为全自动阻垢剂投加装置、15为渣水循环泵、16为渣仓、17为皮带输渣机、18为刮渣机、19为渣粒隔离板、20为自动卸渣斗、21为渣粒收集槽、22为滤珠上阻板、23为滤珠下阻板、24为渣粒隔离板冲洗管、25为渣粒隔离板冲洗喷嘴、26为轻型滤珠层、27为水力旋流冲洗管、28为水力旋流清洗喷嘴、29为第一在线流量计、30为第二在线流量计、31为第一在线温度计、32为第二在线温度计、33为温度节点控制器、34为渣水分离器冲洗母管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的火电厂渣水自循环利用系统包括刮板捞渣机1、渣浆池2、渣水提升泵4、渣水分离器、渣水冷却泵9、冷却塔10、管道混合器13、全自动阻垢剂投加装置14及渣水循环泵15；刮板捞渣机1的出口经渣浆池2及渣水提升泵4与渣水分离器的入口相连通，渣水分离器的出水口经渣水冷却泵9与冷却塔10的顶部入口相连通，冷却塔10底部塔池11的出口与管道混合器13的入口相连通，全自动阻垢剂投加装置14与管道混合器13的加药口相连通，管道混合器13的出口经渣水循环泵15与刮板捞渣机1的进水口及渣水分离器冲洗母管的入口相连通。

所述渣水分离器包括渣水分离器本体5以及设置于渣水分离器本体5内的渣粒隔离板19、渣水收集槽21、自动卸渣斗20、滤珠上阻板22、滤珠下阻板23、渣水分离器冲洗母管34、水力旋流清洗喷嘴28、水力旋流冲洗管27、渣粒隔离板冲洗管24、渣粒隔离板冲洗喷嘴25以及用于刮除渣粒隔离板19上渣粒的刮渣机18；渣粒隔离板19、滤珠上阻板22及滤珠下阻板23自上到下依次分布，滤珠上阻板22与滤珠下阻板23之间设置有轻型滤珠层26，水力旋流冲洗管27及水力旋流清洗喷嘴28埋设于轻型滤珠层26内；渣粒隔离板19倾斜分布，其中，渣粒收集槽21位于渣粒隔离板19最低位置处、自动卸渣斗20位于渣粒收集槽21的下方，渣粒隔离板冲洗喷嘴25位于渣粒隔离板19的最高位置处，渣水循环泵15与渣水分离器冲洗母管34的入口相连通，渣水分离器冲洗母管34的出口分别与水力旋流冲洗管27的入口及渣粒隔离板冲洗管24的入口相连通，渣粒隔离板冲洗管24的出口与渣粒隔离板冲洗喷嘴25的入口相连通，水力旋流冲洗管27的出口与水力旋流清洗喷嘴28的入口相连通，渣水分离器本体5底部侧面的出口与渣水冷却泵9相连通。

本发明还包括与自动卸渣斗20相配合的皮带输渣机17及渣仓16；渣水分离器本体5底部的冲洗水出口与渣浆池2的入口相连通；渣浆池2内设置有渣浆池搅拌器3。

本发明还包括塔池补水系统12，其中，塔池补水系统12与塔池11相连通。

刮板捞渣机1内设置有第一在线温度计31，塔池11内设置有第二在线温度计32，冷却塔10的顶部入口处设置有第一在线流量计29，塔池11的出口处设置有第二在线流量计30。

本发明还包括温度节点控制器33、数据采集和传流中心6、数据分析中心7及加药节点控制器8，其中，第一在线温度计31及第二在线温度计32与温度节点控制器33相连接，第二在线温度计32、第一在线流量计29及第二在线流量计30与数据采集和传流中心6相连接，数据采集和传流中心6与数据分析中心7相连接，数据分析中心7的输出端经加药节点控制器8与全自动阻垢剂投加装置14相连接。

滤珠上阻板22及滤珠下阻板23均设有小于滤珠直径的小孔，透过水质的同时防止滤珠流失，也可将大颗粒渣粒阻挡在外，防止破坏滤珠；轻型滤珠为特殊材料，比重较轻，可分布均匀的悬浮在水中，并且过滤接触面积较大，提升过滤效果。

渣粒隔离板冲洗喷嘴25倾斜向下分布，倾斜角度略大于渣粒隔离板19的倾斜角度，增加水力冲击力，提升冲洗效果。水力旋流冲洗喷嘴25侧向下倾斜分布，各水力旋流冲洗喷嘴25为喇叭状，设有孔径小于5mm的喷孔，且倾斜角度相同，保证水力方向一致，且出水均匀，，随着反洗水泵供给的水力作用，可实现自动旋转，对滤珠冲洗的同时实现对滤珠搅拌的作用，防止滤珠长期使用产生板结或污堵现象，减少冲洗频率和提高滤珠使用寿命。

渣水提升泵4、渣水冷却泵9及渣水循环泵15均采用耐高温、耐磨渣浆泵。

本发明的具体工作过程为：

刮板捞渣机1中水槽的溢流水在水位差重力作用下自流至渣浆池2中，渣浆池2内设有渣浆池搅拌器3，防止渣粒沉淀，渣水由渣水提升泵4提升至渣水分离器中将渣粒分离并收集，其中，首先通过渣粒隔离板19将粒径较大的渣粒截留，实现渣粒和水的分离，渣粒通过自身重力以及渣水提升泵4给予的水流压力的作用收集至渣粒收集槽21中，由刮渣机18刮至自动卸渣斗20中，继而通过皮带输渣机17输送至渣仓16中。透过渣粒隔离板19的渣水通过轻型滤珠对渣水进行全面过滤，使渣水水质达到可循环利用的标准，并减少渣粒对后续流程中阻垢剂的吸收，降低药剂的投加量。过滤后的清水由渣水冷却泵9输送至冷却塔10，通过冷却塔10对渣水进行冷却降温，塔池11的出水通过渣水循环泵15输送至刮板捞渣机1中，用于捞渣机补水，实现循环利用。

本发明通过全自动阻垢剂投加装置14向渣水中加入一定剂量的渣水阻垢剂，以提高渣水中游离钙离子的稳定浓度，抑制或延缓碳酸钙垢形成，达到防垢目的，阻垢剂法防垢简单易行，防垢效果好，运行费用低。

渣水分离器根据运行情况进行定期冲洗，冲洗水源由渣水循环泵15出口处引出一路水定期冲洗，渣粒隔离板19的冲洗水由渣粒隔离板19冲洗喷嘴25喷出，使渣粒隔离板19表面的渣粒与其分离，达到冲洗目的；轻型滤珠的冲洗水由水力旋流冲洗喷嘴25喷出，产生旋流扰动作用使滤珠表面的污染物质与其分离，达到冲洗目的；冲洗水均由渣水分离器底部的排污口排出至渣浆池，冲洗所需设备均布置在渣水分离器内部，减少占地面积，并全程利用水力冲洗，无需设置气洗装置，轻型滤珠冲洗时水头损失较小，节约能耗。

通过第一在线温度计31及第二在线温度计32实时监测刮板捞渣机1和塔池11中的水温，通过温度节点控制器33将其分别控制在设定值，满足炉底密封水温度的使用要求。

将第二在线温度计32、第一在线流量计29及第二在线流量计30的检测数据通过数据采集和传流中心6上传至数据分析中心7，数据分析中心7预设有对应温度下浓缩倍率的计算程序和对应浓缩倍率下阻垢剂投加量的计算程序，数据分析中心7计算出温度在设定值时渣水冷却的浓缩倍率，并根据渣水冷却的浓缩倍率计算阻垢剂投加量信息，然后以此通过加药节点控制器8对全自动阻垢剂投加装置14进行控制，实现阻垢剂投加量根据塔池11水温和浓缩倍率实时调整，确保阻垢效果稳定，以满足对应水温和浓缩倍率下的防垢要求。