除盐水源改造可行性报告

1、沙角发电总厂用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源可行性报告编写：张纪楚初审：陈梅城、方伟明、陈泽强、罗培留、刘小平复审：石喜光审定：肖垣寿沙角发电总厂2001年3月27日目录概述东引运河淡水水质状况沙角发电总厂锅炉补给水除盐系统运行现状除盐系统淡水水源改造的必要性和可行性除盐系统淡水水源改造方案及技术经济分析附件一1994-2000年东引河水（生水）水质全分析报告附件二东江自来水卫生检测结果报告附件三东江自来水、东引河淡水每天氯根变化情况附件四2001年2月东江自来水质全分析报告附件五近两年来抽取东引河水量、供除盐水量统计表附件六虎门港自来水公司从虎门管辖的自来水管网开口引接150

2、00m3/d东江自来水供电厂的示意图附件七东莞市建委供水办从东莞市管辖的自来水管网开口引接15000m3/d东江自来水供电厂的示意图附件八沙角发电总厂除盐系统淡水水源改造后，自备水厂向沙角发电A、B、C厂供东江自来水、东引河淡水的示意图附件九技术经济分析计算1概述沙角发电总含A、C厂。A厂装机容量3*200MW（哈尔滨三大动力厂产品）+2*300MW（上海三大动力厂引进型产品）=120MWC厂装机容量3*660MW（国外进口产品）。电厂淡水引自东引河水。A厂水处理流程：镇口泵房抽取东引河水2*4万方蓄水池化水加压泵生水池一生水泵一水力加速澄清池一无阀滤池一清水箱一清水泵一活性碳过加碱性氯化铝滤

3、器f前置氢床f阳床f除碳器f中间水箱f中间水泵f弱碱阴床f强碱阴床tf混床f除盐水箱f除盐水泵f除盐水母管f汽机凝汽器。加氨A厂水处理系统于1987年投产，国产设备。每套除盐系统采用母管制，既可并联又可以单元制运行。除盐设备共四套，每套出力80（水质差时）-150（水质好时）m3/h,正常可三套运行，一套备用。系统设计出力240（水质差时）-450（水质好时）m3/h。C厂水处理系统由英国T.K公司设计并提供设备。C厂水处理流程：镇口泵房抽取东引河水f2*4万方蓄水池f生水泵管式混合器f加氯加碱性氯化铝反应池f澄清池f砂滤池f过滤水箱f除盐水补给泵f活性碳过滤器f阳床f弱碱阴床f真空除气器f除

4、气水泵f强碱阴床f混床f树脂捕捉器f除盐水箱f补给水泵f汽机凝汽器。ff锅炉注水泵f锅炉。C厂水处理系统于1995年投产。除盐设备采用单元制系统，共设三个系列，每系列出力125m3/h,正常可两系列运行，一系列备用。系统设计出力：予处理部分545m3/h，除盐部分250m3/h。东引河水水质现状2.1东引河水目前污染状况沙角发电A厂、C厂化学水处理系统自投运以来生水一直用东引河水。近几年来，东引运河水污染日益严重。从1997年10月份起，厂区水厂两台四万方蓄水池内因水中溶解氧下降，造成鱼缺氧死亡，最多一次约捞起死鱼150Kg。从2000年1月起万方蓄水池内的鱼已基本绝迹，来水经常发黑、很臭，虽

5、经工业、生活水处理装置尽力净化，二级泥腥臭味仍无法驱除。从2000年7月份以来，虽然东引运河水面小水浮萍不多，但水中大量的氮、磷有机物造成水富营养化，加上气温高、日照强而使万方水池水面小水浮萍快速生长。东莞市东引运河从建塘水闸起到长安独登水闸止，全长102公里，其间有水闸23座，沿河有160个口径为巾500mm以上的排污口，日夜排放工业、生活污水。在东引运河的污染物中，有机物、生物耗氧量、化学耗氧量浓度增加3倍。按居民生活用水标准，水中氨氮超标230.4倍，阴离子合成洗涤剂超标74倍，锰超标2.8倍，亚硝酸氮超标360倍，详见下表：序号指标单位标准测值最大超标（倍）1氨氮mg/L0.05223

6、0.42阴离子合成洗涤剂mg/L0.3743锰mg/L0.12.84亚硝酸盐氮mg/L0.0016360随着东引运河水质污染日益严重，为解决东引运河沿河几十万人吃水问题，东莞市在东江上游增建日产110万吨的樟村第三水厂，通过2*Dn1600输送水管，并入原虎门镇自来水主管系。自1999年2月起，开通以污染较少东江水作水源的自来水，供虎门镇生活用水。随着东莞市居民饮用水问题的解决，引自东引运河水作为水源的自来水厂如厚街、虎门、长安水厂相继关闭，东莞市府已基本上放弃对东引运河作为饮用水源的管理，则东引运河逐渐变成污水河。22东引运河污染的主要原因221.工厂工业污水、生活污水未经处理或处理不合格，

7、则排至东引运河。东引运河淤泥沉积、河床日益升高，使东引运河莞城东北的峡口水闸以上的建塘、企石、南坑等五个水闸，因河床比东江水位高，造成东引运河长年都不能引入东江水，此段成了事实的排污渠。峡口水闸以下的东引运河的其它水闸，也由于河床日益升高，引入东江水的时间及水量逐年减少，使东引运河稀释水量逐年减少。2.3.从附表一沙电A厂提供的东引河水（生水）在1994-2000年水质全分析报告可看出：.同期的生水的含盐量（工C阴）、有机物（灼烧减量）有逐年增大的趋势详见下表。年份199519961997199819992000及年平均值V月份、水平均值3月份含盐量mmol/11.893.564.296.55

8、4.925.74有机物ppm4669.876.2108.4129.2118.86月份含盐量mmol/l3.472.892.572.73有机物ppm62.881.651.366.59月份含盐量mmol/l1.464.624.612.973.313.14有机物ppm39.4103.858.57296.484.212月份含盐量mmol/l2.693.642.934.694.905.255.08有机物ppm79.47393.270.412597.71999及含盐量mmol/l5.412000年3、12月份平均值有机物ppm108.31999及2000年四季平均值含盐量mmol/14.17有机物ppm9

9、1.82.32统计期间生水氯根变化范围为143170.4ppm，每年6-10月生水氯根较小，小于50ppm；11月-次年5月生水氯根较大，高时达170.4ppm。沙角发电总厂锅炉补给水除盐系统运行现状沙角发电A厂除盐系统运行现状沙角发电A厂除盐系统除盐设备共四套，每套出力80（水质差时）-150（水质好时）m3/h,正常可三套运行，一套备用。系统设计出力240（水质差时）-450（水质好时）m3/h。每套除盐系统采用母管制，既可并联又可以单元制运行，单台除盐床的交换容量得到充分利用，除盐再生的酸碱耗（克/摩尔）较低，酸碱用量相应降低。随着创一流工作的开展，机组补水率逐年下降。除盐水供水量从最高

10、162m3/h下降至最低56m3/h。这样，除盐系统显得有较充足的备用容量。当生水氯根v200ppm时，除盐系统尚能满足机组安全运行。当生水氯根200ppm时，往往出现阳、阴床需要连续再生2-3次才合格情况，周期制水量大大减少。这不但加大再生的酸、碱用量（详见3.2.2.酸碱统计表），也曾发生机组供除盐水危机。沙角发电C厂除盐系统运行现状沙角发电C厂除盐系统除盐设备共三套，每套出力125m3/h,正常可两套运行，一套备用。系统设计出力250m3/h。每套除盐系统米用单兀制运行。除盐再生的酸碱耗（克/摩尔）较高，酸碱用量相应增加。随着创无泄漏工厂的工作开展，机组补水率逐年下降。除盐水供水量从最高

11、152m3/h下降至最低53m3/h。相对A厂而言，除盐系统的备用容量显得较小。除盐设备按厂家原设计在水质较好时，每列周期制水量为3300m3。由于近几年来东引运河水污染日益严重，生水含盐量及相应指标逐年升高，咸水期又较长，致使除盐设备的负担增加，保持稳定运行十分困难。如1996年12月生水含盐量增大、电导率上升到370卩s/cm,当时系统按原设计的周期制水量3300m3运行，出现了阳/阴床需要连续再生三次才合格的情况，导致酸碱用量大增，除盐水供应紧张的局面。1997年至1998年2月生水含电导率上升到400卩s/cm,除盐系统周期制水量被迫降至2000m3运行，再生才能正常。由于系统周期制水

12、量减少了1/3，而使除盐水箱出现水位下降到20%的危险情况，在1998年4月8日，C1机组启动，启动时用水量又异常过大，C1机组作暂停运处理。由于除盐设备周期制水量减少，为满足机组供水量的要求，必然导致设备再生次数的增加、再生酸碱用量增加，详见下表：1997-2000年沙角发电总厂A、C厂年耗酸碱量统计表年份1A厂C厂30%盐酸工业吨30%工业烧碱吨再生酸碱总量吨30%盐酸工业吨30%工业烧碱吨再生酸碱总量吨199746854810163765.51998568.4582.91151.3226123134574199996692618922911277256832000509.8461.197

13、0.9185618263682此外，由于设备的频繁再生，设备再生冲洗水量、酸碱废水的排放量亦随之增大，并增加了劳动强度和对环境的污染。由于除盐设备长期疲劳运行，离子交换树脂受到不同程度的损伤和污染,这又使再生洗脱困难，而为了恢复树脂的交换能力，则不得不对阳床/阴床反复再生多次。如1999年6月28日第一系列除盐设备失效后，经过5次再生才勉强能投运，此时周期制水量仅为1030m3。1999年10月22日第二系列除盐设备失效后，经过5次再生才能投运，此时周期制水量仅971m3。这一严重局面，在生水氯根大、水质最差的季节出现的次数就更为频繁。除盐系统淡水水源改造的必要性和可行性必要性东引运河水质日益

14、恶化，对沙角电厂安全、经济生产的影响东引运河水质日益恶化，严重影响生态环境，水质发黑、发臭，水中的鱼已绝迹。该淡水我厂虽不用作饮用水源，但仍作为生活洗手、冲厕所、工业、消防用水水源。生活、生产用水的臭味，污染大气，影响人们的身体健康。东引运河水质日益恶化，水中有机物含量提高，增加除盐水设备前的予处理活性碳过滤器（除有机物用）的负担，缩短活性碳过滤器的使用寿命。另水中有机物含量提高，对化学除盐水处理设备中的阴离子交换树脂造成极大的危害，使除盐床特别是阴床经多次再生才能合格。这不但增大除盐水处理设备再生的酸碱用量,甚至使离子交换树脂的交换能力不能恢复，被迫更换新的离子交换树脂，这不仅使运行费用增加

15、，亦影响除盐水质及危及供水的安全，时有（特别是沙角C厂）因除盐再生不合格，而造成机组供水告急、乃至被迫停机的情况发生。如沙角A厂2000年更换新的国产江阴201*7强碱阴离子交换树脂20吨、国产江阴D301弱碱阴离子交换树脂10吨、国产西安D301弱碱阴离子交换树脂10吨，耗费120万元。沙角C厂2000年更换新的进口强碱阴离子交换树脂及强酸阳离子交换树脂各2吨，耗费17万元。在每年11月-次年5月东引运河引入东江水量较少，海水倒灌期间，生水氯根较大，当生水氯根大于200ppm时由于设备的频繁再生,再生的酸碱用量增加，设备再生冲洗水量、酸碱废水的排放量亦随之增大，并增加了劳动强度和对环境的污染

16、东引运河水质日益恶化，加速沙角电厂生活、工业用水管系及用水设备的腐蚀，缩短其使用寿命。东引运河水质日益恶化，增大化学予处理混凝、澄清的运行费用。为使发黑的水变清、减少水的臭味，必须加大混凝剂等药量。综前所述，A、C厂原设计的二级离子交换除盐系统已不能适应这种波动性过大、水质严重变坏、含盐量超过150-200ppm的东引运河（生水）水质。长期如此，将对目前除盐系统的运行及控制带来极大的困难，无法保证供出足量、质量合格的除盐水，并将损坏离子交换树脂的交换能力和缩短其使用寿命，乃至使除盐系统处于瘫痪状态。所以我们认为有必要改变除盐系统的淡水（生水）水源，以确保沙角发电A、B、C三厂的安全、经济运行。

17、可行性造成沙角发电A、C厂除盐系统不能正常运行的直接原因是每年11月-次年5月枯水期，东引河水引入东江水量少，海水倒灌，生水氯根、含盐量增加，当氯根大于150-200ppm时，原除盐系统负担过重并处在超负荷运行状态。为解决这一问题，沙角发电C厂在1999年以来，曾开展对生水增加反渗透装置予脱盐处理的可行性研究，以降低进入除盐系统的进水含盐量，以改善进水水质、减轻除盐系统的负担。上述的可行性研究曾列入年度技改工作计划报省电力集团公司，省公司批示作暂缓处理、进一步调研。C厂增加2*125m3/h反渗透予脱盐处理装置，预算总投资904万元，另还因增加新设备，相应会增加运行人员及维修人员的工作量东莞市

18、东引工程管理处2000年11月7日来函“关于重建虎门镇口水闸工程施工期间影响银河排水导致排咸困难的通知”，该处把重建虎门镇口水闸作为整治东引河的重点工程。该工程工期从2000年10月20日至2001年4月底，2000年10月31日已经完成了上、下游围堰工程。按计划从2000年11月至2001年4月底，位于银河口的镇口水闸失去排水功能，导致电厂取水泵房河段排咸困难。镇口水闸改建正处于枯水季节、海水倒灌期，水闸的改造期间将会严重影响沙角发电A、B、C三厂的用水水质，甚至会威胁发电机组的安全运行。为了确保电厂机组在镇口水闸改造施工期间的安全运行，最大限度地减少因东引河水质污染、含盐量（氯根）增大所造

19、成除盐水供水危机，导致机组限负荷、机组设备事故，我厂已要求东莞市东引工程管理处尽一切努力，采取各种保东引河水水质的安全措施；我厂厂内也制定了一系列保护措施，以确保沙角发电A、B、C三厂机组的安全供水。在做好上述保水安全措施后，东引河水咸度仍较大、氯根仍超过200毫克/升的情况下，我厂拟设以下的应急方案措施:我厂已按省政府经贸委的指示要求，于2000年12月7日发文东莞市政府、东莞市建委、抄送虎门政府、东莞市自来水公司、虎门自来水公司，要求利用晚间生活用水低谷期，引供部分东江生活水（预计引水量约600m3/h）至电厂厂区的万方水池，以待应急备用，随时冲淡我厂从镇口抽取超咸的东引河水，以防水质恶化

20、，致使锅炉水处理系统瘫痪，机组减负荷甚至全厂停电极大的不安全隐患。目前虎门港自来水公司及东莞市建委供水办已同意我厂,分别在虎门及东莞市管辖的自来水管网开口引接15000m3/d（天）东江自来水供电厂。长期用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源，是解决沙角发电总厂化学除盐系统的困境、保证沙角发电A、B、C三厂的安全经济运行的可行办法。其原因：.东江自来水水质好、受污染较小，详见附件二、三、四。期间东江自来水氯根变化范围很小在之间,在枯水期间东江自来水氯根变化范围在之间,平均13.79ppm；而同期的东引河水氯根变化范围在70-110ppm之间,平均氯根93.6ppm。东江自来水氯根只是

21、东引河水氯根的14.7%。在枯水期间，正逢镇口水闸改建，东引工程处对东引河水水质严加管理，东引河水氯根最大才110ppm，而往年同期最高达170ppm（详见附件一），这时东江自来水氯根只是东引河水氯根的8.1%。从附件四2001年2月东江自来水质全分析报告看到，氯根11ppm，含盐量（工C阴）0.98mmol/l，该含盐量是1999与2000年东引河水3月、12月份含盐量平均值5.41mmol/L的18.1%,是1999与2000年东引河水四季平均含盐量4.17mmol/L的23.5%;有机物（灼烧减量）27.0ppm是1999与2000年东引河水3月、12月份有机物平均值108.3ppm的2

22、4.9%,是1999与2000年东引河水有机物四季平均值91.8ppm的29.4%（详见上述2.3.1.列表）；.用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源后，年耗酸、碱量、酸碱费用大为减少；.用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源后，因东江自来水污染小，有机物（灼烧减量）小，离子交换树脂寿命特别是阴树脂寿命增长，减少更换及补充新离子交换树脂的费用；用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源，改造费用低、设备少。由于东江自来水含盐量低，除盐再生次数大为减少，运行、维修人员劳动强度降低，废酸、碱排放减少、对环境污染减少；抽取东引河水交水资源费为0.1元/吨，用虎门港自来水公

23、司供的东江自来水，应急期水费1.20元/吨，长期供水费1.50元/吨；而从东莞市所管辖自来水母管直接取得东江自来水的水费0.97元/吨。沙角发电A、B、C三厂用东江自来水代替东引河水，作为化学除盐系统淡水水源的水量平常约200-300m3/h，从附件五：近两年来抽取东引河水量、供除盐水量统计表看出，该水量只占用淡水总量1500-2000m3/h左右的小部份。综上所述，我们认为根据沙角发电总厂化学水处理系统目前状况，用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源的改造是可行的。除盐系统淡水水源的改造方案及技术经济分析改造方案设两路供东江自来水方案我厂与虎门港自来水公司在2001年2月26日已签

24、订“关于解决沙角发电总厂生产应急用水接管供水协议”，该公司同意由其管辖市区内南冲桥段的自来水母管开接DN600管口、设DN600水表引接30米DN600管与沙角发电总厂的DN600淡水母管连接，可向电厂供东江自来水水量15000吨/天，以解决电厂应急用水。为避免东江生活水与东引河水互串、造成交叉污染，应急供东江生活水的我厂DN600淡水母管与供东引河水的DN600淡水母管的联络管阀，另外，东莞市府、市建委、市建委供水办在东莞樟村第三水厂三期工程投运后，亦可满足电厂所需的水量要求。东莞市建委供水办和北京市政设计院驻东莞供水设计室人员于2001年1月6日至2月底几次到虎门现场了解，提出可能供水的地

25、点及铺设管道走向方案，同意并负责设计在龙眼石龙头（即107国道龙眼大转盘）处东莞供水办管辖的DN1200生活水母管预留口上引接500米左右DN800联络管阀及流量表与我厂的DN800淡水母管相连（详见附件七）。此路供水方案，虎门镇只同意先铺设管线，暂不能与我厂DN800淡水母管接通，否则虎门镇城建办不予提供引接该管线区域的虎门自来水管网、下水道等隐蔽工程图纸资料给上述设计人员设计。考虑电厂供水的安全，当由上述虎门港自来水公司所管辖市区内自来水供水系统突然发生故障（如爆管），虎门港自来水公司才同意电厂接通本方案DN800淡水母管口，从东莞市所管辖自来水母管直接取得东江自来水。这样，有两条途径可从

26、管网取得东江自来水，供水较有保证。为降低运行水费用，争取长期从水费较便宜的东莞市辖的自来水母管直接取得东江自来水，虎门镇管辖所供的东江自来水作备用，平时该管改供东引河水。这样，供东引河水则有两根DN600母管。沙角发电总厂自备水厂有两座4万方水池，其中有中分隔墙的#1万方水池仍作储存东引河水用，无中分隔墙的#2万方水池改作储存东江自来水用。供东引河水的万方蓄水池，有中分隔墙可一分为二，作检修或清池时用。供东江自来水用的#2万方蓄水池无中分隔墙，在#2万方蓄水池检修、清池期间，可安排在夏季，电厂除盐水源可暂时转换为东引河水,届时东引河水的氯根、含盐量较低，或由供东江自来水的淡水母管直供东江自来水

27、。5.13沙角发电总厂自备水厂储存东引河水的#1万方水池及储存东江自来水#2万方水池，至沙角发电A、B、C三厂的供水系统，应作相应的改造。要求两个供水系统既独立分开，又能在储存东江自来水用的#2万方蓄水池检修清池期间、或遇供东江自来水的淡水母管爆管时，电厂除盐水源可暂时转换为东引河水（详见附件八）。沙角发电B厂如化学除盐系统的水源要改为东江自来水，必需与沙角发电总厂商谈、签订协议。目前万方水池至沙角发电C厂的Dn350生水管，只有部分采用两根，部分并为一根，要求整段改为两根，其中一根送东引河水，另外一根改送东江自来水用，送东江自来水管直接接在C厂除盐水补给泵的进口。改造后的沙角发电A厂除盐水处

28、理流程改为：东江自来水一#2万方蓄水池f化水加压泵f生水池f生水泵f澄清池（不加碱性氯化铝）无阀滤池f清水箱f清水泵f活性碳过滤器f前置氢床f阳床f除碳器f中间水箱f中间水泵f弱碱阴床f强碱阴床f混床f除盐水箱f除盐水泵f除盐水母管f汽机凝汽器。加氨C厂水处理流程分为：.除盐水系统.东江自来水f#2万方蓄水池f输送东江自来水的生水管f除盐水补给泵f活性碳过滤器f阳床f弱碱阴床f真空除气器f除气水泵f强碱阴床f混床f树脂捕f补给水泵f汽机凝汽器T锅炉注水泵T锅炉。工业、消防水系统加氯镇口泵房抽取东引河水f#1万方蓄水池东引河水生水泵&加碱性氯化铝管式混合器f反应池f澄清池f砂滤池f过滤水箱f至工

29、业、消防水泵。鉴于改进后的C厂除盐水系统的东江自来水未再经过滤，为摸清东江自来水的浊度情况、保证进入除盐装置前的清水的悬浮物v2ppm，由化学分部落实，厂区水厂每天分析东江自来水的浊度2次。技术经济分析对沙角发电A、B、C三厂现有的除盐系统与用东江自来水代替东引河水作为化学除盐系统淡水水源的改造方案进行了技术经济分析，结果列如下表:项目单是C厂增设除盐系统改东江自来水为水源的新方案*现有的除盐系统*备注两125m3/h渗透装置*套反1总投资（万元）9044831.1.两路供水设备、安装费3201.2.自备水厂及C厂送东江自来水与送东引河水的供水系统独立分开的费用1001.3.其他及不可予见费5