一、 项目提出的前提背景

1、火电厂有锅炉130T/H 3台、75T/H 2台，循环水用水水源为孔雀河水，开式循环，除渣方式采用固态水力除渣方式，除尘器为水膜式除尘器，除尘器产生的灰水由三台灰浆泵直接输送于贮灰场（海拔高度为1068—1074米）。火电厂现有贮灰场由一、二、三期三个灰场组成，全为土石坝（碾压均质土坝），库容分别为：一期工程库容18万M3，二期工程库容30万M3，三期工程库容30万M3，贮灰场的地形南高北低，自然坡度约4%，坝址及库内地层含盐量较高，为强盐渍土，遇水后盐类溶解，其强度会随之降低。

2、厂区除尘水正常排放量为210～410m3/h，其排放方式是：蒸发、渗漏和流入孔雀河。近几年，发电量较高，排水量大，灰坝下游上千亩土地水位上升到地表面，形成大面积湿地和积水，造成附近30亩土地无法种植，孔雀河河堤塌陷。公路两侧最为突出：400米路基翻浆。尤其在冬季，蒸发量减小灰坝水无处排放，形成百亩冰区，影响旅游带景观。为此，火电厂一方面通过修引水渠，灌溉防风林；另一方面通过种植生态林，利用了一小部分灰坝水，但由于灌溉面积有限，大部分灰坝水不得不重复灌溉林地，甚至流入孔雀河，环保部门要求应全面治理，如何利用灰水是一个急需解决的问题。

二、火电厂灰水用量分析：

1、火电厂有5台煤粉炉，每台锅炉配有一台除尘泵，型号：IS100-80-160，设计流量为100 M3/h，因此在机组满负荷运行的情况下，除尘水的总设计流量为500 M3/h,其水源由机侧循环水提供，压力为0.11—0.15 MPa。
2、为了减少除尘器的灰水管内堆积，在现场安装了一台冲灰泵其型号为：6Sh-6，设计流量为160 M3/h，其水源由机侧循环水提供，压力为0.01—0.02 MPa。。
3、五台锅炉配有一台冲渣泵，冲渣泵型号：HJ125—100—250A，设计流量为160 M3/h。其作用是利用水压将锅炉灰渣冲入沉渣池，运行班组每两小时除渣一次，间断运行。
上面提到的锅炉用水直接流入灰浆泵前池，通过灰浆泵将水输向贮灰场。灰浆泵型号：100ZM—70，设计流量为240 m3/h，灰浆泵有三台，运行方式： 2台运行，1台备用。运行班每天24小时运行。

三、直接引入生产厂区用水的方案及分析：

1、初步设计方案：铺设一条Ф400UPVC暗管，埋深1.4米，其中Ф400管道2140米，Ф300管道295米。管道进口设小型分水闸，中间设两个50 m3钢筋混凝土沉淀池，最后设一个1000m3钢筋混凝土蓄水池，池内设三处节制阀门，一个溢流水口，大部分水多级澄清后引入厂区，经沉渣池旁边的渣沟，与生产用水连接，用于再次除尘、冲灰和冲渣；形成一个闭式循环。另一部分水通过三通分水，用于厂区绿化。为保证冬季排水明渠正常输水不结冰，在灰坝北侧450米明渠上加盖板，单跨1.8米；为解决下游表面积水问题，拟增加两条简易排渠，深1.8米，口宽2.5米，底宽1米，长1400米，将地表水引入附近洪沟。

1.1针对以上方案需要解决论证以下几个技术问题：

（1）建造一个蓄水池，其目的是为了解决灰水回流后的蓄水功能。其构造尺寸的设计要符合生产蓄水的最低要求，同时降低建造蓄水池的成本，保证蓄水池的质量。蓄水池的容积大小的影响因素：主要是灰水回流的速度，即流速，流速大、水量稳定则需要蓄水池尺寸较小，如果水量小、不稳定，整个闭式循环将会中断，间歇运行。蓄水池的设计应该依据灰水的来水流量，同时应考虑蓄水池到生产厂区的连接管径的大小，其管径的大小具有一定的蓄水能力。原计划修建1000m3的蓄水池，设计尺寸：16×16×4米，成本将会增大。

（2）水量平衡问题：①依据火电厂现在满负荷情形（5台机组全运行），锅炉用水情况：有5台除尘泵启动，1台冲灰泵运行，冲渣泵在除渣时运行（每班除两次渣），考虑到其他方面的用水，有2台灰浆泵启动向灰坝排水，以及对灰坝的溢流水进行实际测量，最大的给水流量为400—500 M3/h。②随后对2004、2005、2006 年运行日志进行查阅，都是两台灰浆泵运行，在2003年11月，当时只有一台灰浆泵运行，灰水流量为220 M3/h。从而可以确定现在的运行方式都是两台灰浆泵运行。

（3）水流时间问题：①锅炉用的灰水从灰浆泵房到达灰坝的时间为12分钟（实测），从灰坝到达灰浆泵房的距离为1385米，存有2.95米的标高，流速为1m/s（实测），从灰坝到达蓄水池的时间10－20分钟（依据灰坝的位置而定），锅炉除尘水到蓄水池需要20－35分钟。②从蓄水池到达生产用水的距离约900米，高度差为14.5米，流速为1.5m/s，需要时间约为10分钟，锅炉用水一个循环大约需要时间为45分钟。

（4）补水问题：①在锅炉用水的闭式循环中，不可避免的存在流量损失的现象，针对这种情况，进行讨论认为启动冲渣泵是最好的补水方式，因为冲渣泵的进口直接接循环水，冲渣泵的出水直接进入沉渣池，沉渣池具有储存炉渣的作用，同时也具有蓄水的能力，整个灰水闭式循环如果出现水位下降，沉渣池将会有足够的水及时加以补充。②在蓄水池的上端装盖板，同时在蓄水池上部的侧面装Ф300的溢流管，如果出现灰水量过大，造成蓄水池满水，蓄水池满水后通过溢流管，直接进入林带，保证了蓄水池及生产的安全性。

（5）水质分析报告：①对今年上半年的灰坝排水进行了统计，灰水的监测情况如下：PH在8—9之间（排放标准6—9），COD（化学耗氧量）在13—22之间（排放标准200），SS（悬浮物）在8—40之间（排放标准150）。②河水化学分析为：PH在8—9之间，COD在8—28，SS在7.8—20.4之间。因此可以判断水质较好。

（6）夏季和冬季的运行及调整方式：①在夏季由于北方温度高，年蒸发量约占30%，运行方式将进行调整和改变：将蓄水池的水，引入厂区绿化，现我厂厂区能够浇水的绿化面积为200亩，每小时用水量约为200 M3/h，剩余200 M3/h水用于生产，生产用水只有接入冲灰泵的进口，冲灰泵流量160 M3/h左右，完全可以满足闭式循环要求，其余生产用水由循环水提供，运行人员不需要进行过多的操作。②冬季，温度降低蒸发量也随之减少。其运行方式改变为：切断绿化用水，直接引入锅炉生产用水，形成一个稳定的闭式循环，生产用水与循环水切断。此运行方式将维持至少4个月（见冬季灰坝引流水流程图），另外冬季考虑到环境温度低，防止灰水冻结，一定要求保持其具有流动性。

（7）蓄水池提供给生产用水的压力：①从蓄水池到达生产用水的距离约900米，高度差为14.5米，然而循环水提供给锅炉的压力为0.01Mpa,因此从蓄水池流出的压力>0.01Mpa，可以满足生产需要。

（8）从蓄水池的引出管和厂区水管的引入，应设计为：

                                水　力　计　算　表
 
          灰场至蓄水池     灰场至蓄水池     灰场至蓄水池     蓄水池至厂区     蓄水池至绿化
管径(mm)     De500            De380            De380             De300            De200
管材       双壁U-PVC管      双壁U-PVC管      双壁U-PVC管      双壁U-PVC管      双壁U-PVC管
管长（m）     725              725              725                579              650
流量（m3/ h） 410              410              384                410               81
水头损失（m） 0.57             1.71             1.51               3.52             1.54
沿程+局部 
地势高差（m） 1.41             1.41             1.41               16.09            1.54

说明：水力计算表中灰水回收总水量为：灰浆泵流量240m M3/h×2×85％＝408 M3/h，该回收水量为最大回收水量。

a）灰场至蓄水池采用De380双壁U-PVC管，水头损失1.51大于地势高差1.41,若实现重力流，须降低蓄水池设置高度，保证水头差大于1.71米地势高差，采用De450或De500双壁U-PVC管，水头损失小于地势高差1.41，满足重力流（自流）条件。
b)蓄水池池底标高的确定：假定灰场最底水面0.00m，蓄水池水面低于-1.41m, 池深4m，定出池底标高-5.41m（此值为最高）。
c)蓄水池至绿化采用DN200 PVC管，地势高差1.54，该段自流能够通过最大流量81m M3/h。
d)蓄水池至厂区采用DN500 PVC管，水量408 M3/h,水头损失3.52小于地势高差16.09，流出水头＝16.09-3.52＝12.57 m，满足生产用水压力。
结论：蓄水池的容积测定，依据上面的计算，从蓄水池到厂区的主管道选为的De500 PVC管，到生产厂区用水采用De500 PVC管，进行林带灌溉采用De200 PVC管。蓄水池容积选用：8×8×1.7米　坡度为1：1.1。

（9）蓄水池的水位监视问题：有两个方案可以选择；①在蓄水池内安装4个浮球式液位计，1米一个，用电缆将开关信号引到集控室内，利用发光二极管灯泡显示每米液位，这种显示方式：电源由生产区提供，在蓄水池安装不需要电源。但如果水量平衡设计符合现场要求，此套装置可以不安装，节约成本。
2、其设计流程图示为：
 
四、灰坝灰水直接引入生产厂区实际使用情况的分析：

1、灰水系统投入运行后，存在以下问题：

1.1水中含有杂质的问题：

    由于在安装时为了节约成本，在蓄水池的上面没有加盖板，一些杂物进行蓄水池，造成水质存有杂质。另外由于灰坝的构成是砂土，在灰坝中存有沙石，灰水在流动的过程中，将沙石带到生产厂区管道内，容易造成冲灰管道的喷头堵塞，为此在厂区内的总管道上安装有过滤器，定期进行清扫，水质明显好转。

1.2灰水流量不够的问题：

（1）灰水系统投运时，灰水进入三期灰坝，由于三期灰坝具有渗水的特性和灰坝容积大的特点，造成灰坝灰水流出减少，进行蓄水池的水量和流出蓄水池的水量，未形成动态平衡，水量无法满足生产需要，此水只能运作锅炉除渣（两小时一次）。
（2）随后将灰水管的排放进行了切换，将灰水排入一期灰坝，一期灰坝具有渗水水量小和容积小的特性，灰水回水量明显增大，在蓄水池中保持了动态平衡，其回水满足了冲灰和除渣的要求，因此蓄水池和管道尺寸的选择符合经济要求。

1.3长时间的运行，计划2年一次对灰管进行定期清洗，确保灰水管道的畅通。