华能呼伦贝尔能源有限公司汇流河发电厂
　　一、设备系统概况
　　1、锅炉系统简介
　　汇厂锅炉系哈尔滨锅炉有限责任公司于1990年制造的HG-220/9.8-HM12型高温高压煤粉锅炉，锅炉为单锅筒，自然循环，集中下降管，倒U形布置的固态排渣煤粉炉，按室内布置。锅炉前部为炉膛，四周布置膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，水平烟道装设了两级对流过热器，炉顶水平烟道转向室和尾部包墙均采用膜式管包敷，尾部竖井烟道中布置一级省煤器和一级空气预热器。燃烧系统为四角切圆燃烧，采用风扇磨直吹式制粉系统，制粉系统干燥剂为热风加高温炉烟。
　　2、除灰排渣系统
　　采用定期除渣连续除灰、灰渣混除水力除灰系统。在炉膛底部设有双面除渣的水力除渣装置，每个水槽内装有6只熄火喷嘴，由0.147MPa压力的工业水连续供给，用以熄灭炉膛下落的炽热的大渣，每只熄火喷嘴耗水量2.56m3/h,两台炉熄火喷嘴共计耗新鲜水量60t/h.
　　除尘器为文丘里水膜除尘器（直径Ф3700），每台炉配置4台，除下的灰水进入地沟，与冷火斗除渣混合一起进入渣浆池，然后由渣浆泵通过排灰管道打到贮灰场。
　　除尘器用水由冲灰泵供给，需水量为210t/h.冷灰斗定期冲渣与地沟激流喷嘴连续冲渣由冲渣泵供给，需水量为240t/h,灰渣沟中总流量约570t/h.全厂最大除灰冲渣用水量530t/h,主要由化学中和水池废水、生产排水、夏季灰场回收水、生活污水及循环水排污水供给。
　　3、贮灰场及灰水回收系统
　　汇厂的贮灰场位于厂东南2公里处，属山前沟谷地形，是内蒙古电科院委托大连理工学院设计。初期工程灰坝高16米，坝顶高程721米，库容为158万方。按电厂每年排灰20万方计算，可贮灰8年。贮灰场原始设计为分期建设当灰位距坝顶1.5米时，开始逐级建子坝，每级子坝6.5米高。共建4级子坝，当坝顶高程达747米时，总伫灰库容为565万方，可以贮灰20年。
　　在贮灰场内建有两座灰水溢流塔，塔体四周分布溢流孔，当贮灰场内灰水水位的升高，经初步澄清后的灰水溢流到塔内经塔下部的集水管道引出，经灰水沉淀池再次沉淀后，由灰水回收泵经回水管道打回厂内除灰水罐作为除灰用水。
　　回收泵共安装3台，型号为6SH-9,回收泵流量总计320t/h.灰水回收管道为Ф325×8钢管。设计夏季灰水回收量293t/h,由于冬季天气寒冷异常，故原设计灰水冬季不能回收，全部通过排水明渠排到电厂西南5公里处的沼泽地。
　　二、存在的问题
　　1、设计澄清池为水泥砼体全封闭结构，池深度达6米，容积为80立方米。机组投产后，澄清池清灰问题一直比较突出，因其是全封闭结构，机械无法进入施工，全靠人力进行，工作量非常大。另冬季灰水不回收时，也必须经过此澄清池、积灰过多，无法清掏，再者池深度2米以下为永冻层，在夏季多次想尽各种办法，均未彻底清理出来。从2004年开始，该澄清池已基本失去了澄清功能。
　　2、澄清池至回收井直埋管经常积灰堵塞。由于澄清池澄清效果不好，回水带灰淤积在管内，造成流量过小或完全堵塞。平均每年需疏通一次。由于该管段在地面3米以下，疏通施工工作量大，时间长，严重影响回水系统的正常运行。
　　3、由于原设计灰水夏季回收，冬季不回收。使冬季锅炉除尘器供水不足，水膜除尘器内水膜形成不全，除尘效率降低，烟气粉尘浓度超标等问题。为保证除尘器供水量，只能加大车间转机冷却水或汽机循环水放水，最终是水源井供水量加大，全厂新鲜用水量增大。不符合国家日益严格的节能、环保要求。
　　4、回水泵扬程较低，灰水回收管道管径较大。回水泵扬程为40米，回收管道管径为Ф325×8.经过两个冬季的回水试验，在10月份，管道就开始冻结直至完全冻结。经现场检查分析，主要原因为：回水管道内流速偏低（测量流速约为0.6m/s），正常运行管道内没有充满水；回水管道无保温，抗冻能力差。
　　5、溢流井设计的溢流孔不合理，进水量不可调。设计是随着灰场内灰位的升高，逐渐封堵溢流孔，而进水量的大小完全取决于水位的高低。致使灰水量频繁变化回水泵运行不稳定，车间各路水量无法均衡稳定。当夏季灰水量较大时，回水泵打不过来，一部分灰水外排至明渠，达不到废水夏季零排放的环保要求。
　　6、汇厂燃煤改用伊敏矿煤后（设计大雁矿煤），因其灰分较低、渣量小，除灰、冲渣用水量大幅度减少，总除灰冲渣用水量约为330t/h.而全厂新鲜用水量约为280t/h,使用后大部分回收仍作为除灰用水，致使灰场灰水回收利用量很小，灰场灰水回收后又打到贮灰场，贮灰场内水位快速上涨，贮灰场成为了一个蓄水容器，最终蓄满为保护坝体仍需外排，达不到回收重复利用的实际效果。因此又引出一个新的课题，只有采取措施进行系统改造，努力减低全厂新鲜用水量，才能让给出灰场灰水量的份额，既能降低新鲜水耗，又能增大灰水回收量，废水零排放的目标才能逐步实现。
　　7、溢流井存在较大的安全隐患。因经常需要人员到井内检查进水情况及封堵溢流孔，设计是用用船载人划到溢流井，由于春秋季时冰面半融化状态，人员行走及划船均很困难。再者灰场风大，船晃动度较大，容易造成翻船人员落水事故。
　　三、几年来的改进及实施方案
　　1、2004年春，澄清池积灰已满，已失去澄清作用。请专业清掏队伍采取各种办法清掏未果，且澄清池至回收井直埋管段已完全堵塞。意味着灰场灰水回收系统停运，灰场灰水全部外排的境地。除尘用水及环保压力较大。鉴于此情况，汇厂管理及专业人员充分研讨，决定进行改造。
　　具体方案如下：
　　在明渠入口装设一钢制水箱，容积为12立方米，其作用为集水、澄清功能。箱内放入一台大容量潜水泵（100t/h），泵出口直接打入回收井。为防止水箱积灰，从泵出口引一冲洗管，定期对水箱积灰清洗。
　　此方案实施改造后，运行一个夏季，系统比较稳定，投入资金较小，灰水回收问题暂时得到了解决。不足之处是潜水泵出力较低，耐磨能力小，调剂能力差，灰水量大时，仍需部分外排。另由于受明渠尺寸的限制，集水箱容积较小，蓄水能力差，容易积灰。
　　2、2005年，针对灰场灰水回收量小、潜水泵磨损运行不稳定、频繁检修更换的问题，决定加装一台耐磨的渣浆泵，流量为170t/h,扬程为60米，原潜水泵为备用泵。在集水箱附近建一简易保温泵房。
　　此泵加装后，回水能力明显增大，灰水流量为150t/h左右。暂时缓解了除灰水量不足的问题。
　　3、2006年，随着国家环保政策日益严格，当地环保监测力度加大，外排费用急剧增大。所以灰场灰水冬季回收势在必行。为此汇厂多次召开研讨会，会议结果归纳两方意见，一是冬季不能回收，在极端寒冷天气下，肯定发生室外管道冻结损坏。二是采取措施做以回收尝试。为此，领导决定采用第二种意见，征求多方建议，使防护冻结措施更加全面。因为没有在高寒地区冷水管运行不冻结的相关参数及经验可以借鉴，所以只能靠自己摸索着进行。鉴于以往冬季灰水回收试验冻结的经验判断，回水管道内流速偏低（测量流速约为0.6m/s），正常运行管道内没有充满水；回水管道无保温，抗冻能力差。决定重新铺设一条回水管，管径为Ф108×4,减小管径，提高管道内灰水流速。另管道外做岩棉保温，管道布置选择在排灰管道上方（排灰管道内渣浆温度20℃左右）。同时要求灰场值班员加强对回水泵的监视，要求回水泵最小流量不能低于50%,以防流量小发生冻结。由于原回收泵扬程低，本次加装的回水管直接由渣浆泵供水，原回收泵停运。
　　为保证冬季回水泵断水冻结，溢流井均衡调节，对溢流井溢流孔进行了改造。原水量调节是根据水位定期对溢流孔用木塞封堵。本次改造，在溢流井内对溢流孔全部镶嵌钢制调节插板，实现每个溢流孔均可精细调节。
　　经过一个冬季的回水运行，在认真实施上述措施的情况下，灰水回收系统运行稳定，没有发生冻结现象，为下一步改造积累了宝贵的经验。（改造图略）
　　4、2007年，对系统不完善的地方进行了进一步改造。首先是集水箱容积过小，蓄水调剂能力差，澄清效果不好，频繁积灰经常冲洗，维护强度大，影响回水的稳定性。根据地形检测，决定在此集水箱下游50米处建一大容积澄清池，容积为200立方米，分沉淀池与清水池，上部全部敞口，沉淀下来的灰可用挖掘机或人工清掏。重新建较大简易泵房，将回收泵挪至简易泵房一台作为备用。（图略）
　　5、2009年，考虑单条回水管道、无备用管道不够稳妥，同时由于新铺设管道管径偏小，流量偏低（最大150t/h），决定对原Ф325管道进行改造修复。首先对原试验经常易冻结段更换为Ф219管，再者由泵出口至山坡爬坡段也更换为Ф219管，以便增加流速，提高抗冻性。将两条管道并联，在管道低位处分别加装了放水门。在冬季继续进行了试验，在2月份发生局部冻结，冻结部位在入冲灰水箱前Ф325段。发生冻结后，经分析主要原因为：此段比较平缓，流速低；再者冻结前有一阶段时间灰水量流量偏低，仅为50-80t/h.针对此情况，采取措施，将Ф325段更换Ф219管，局部做保温；运行、检修加强监视，对灰水溢流井加强调整，保证灰水量在100t/h以上。此措施实施后，经过2010年冬季运行试验，没有发生冻结，改造试验比较成功。
　　6、2010年，汇厂燃煤逐渐全部燃用伊敏矿煤，因其灰分较低、渣量小，除灰、冲渣用水量大幅度减少，总除灰冲渣用水量由原来500t/h 降至330t/h左右。而全厂新鲜用水量约为280t/h,使用后大部分回收仍作为除灰用水，致使灰场灰水回收利用量很小，灰场灰水回收后又打到贮灰场，贮灰场内水位快速上涨，贮灰场成为了一个蓄水容器，最终蓄满为保护坝体仍需外排，达不到回收重复利用的实际效果。因此又引出一个新的课题，只有采取措施进行系统改造，努力减低全厂新鲜用水量，才能让给出灰场灰水量的份额，既能降低新鲜水耗，又能增大灰水回收量，废水零排放的目标才能逐步实现。
　　2010年主要有两个创新改造思路：一是对所有车间设备用工业水、消防水改造回收再利用，降低水源井总供水量。二是贮灰场回水系统增加出力（2009年经改造试验，管道系统出力已达到要求，主要是泵出力不匹配）。
　　1）对车间工业水改造回收：
　　通过多次研讨论证，结合现场实际情况，汇厂风扇磨冷却水量较大且集中，炉车间零米有安装场地，决定首先对其实施改造回收。
　　在炉车间北墙安装一储水箱，将8台磨煤机冷却水全部引至储水箱内（原设计是冷却水排至生产排水井，由排水泵打到冲灰水罐，共除灰用水）。安装两台升压泵（一运一备），通过此泵升压后分别供给两台炉冷灰斗熄火喷嘴用水、文丘里除尘喷嘴用水、汽机射水器补水及炉本体清扫卫生用水。原冷灰斗供水、冲渣用水系统保留，中间加装联络门，一旦回收系统故障可切换至原系统供水运行，安全系数高。
　　冷灰斗熄火喷嘴用水、文丘里除尘喷嘴用水、炉本体清扫卫生用水等由原汽机工业泵供水改为磨煤机冷却水回收系统供水。经一年的运行试验，系统稳定，供水充足，非常成功。（改造图略）
　　2）贮灰场回水系统增加出力
　　灰场灰水泵房内增设一台高扬程、大流量耐磨渣浆泵。扬程为60米，流量为300t/h.两台泵并联，根据灰水量决定运行泵，可实现一运一备方式）。按每小时锅炉排渣水量最大350t/h,去除灰场内挥发，下渗等损失，回水泵已完全满足要求。（图示略）
　　3）鉴于溢流井存在的较大安全隐患。
　　2010年，在溢流井与同高程地面安装了简易走梯，解决了因经常需要人员到井内检查进水情况及封堵溢流孔，容易造成翻船人员落水事故。（图示略）
　　7、2011年，通过对车间各路用水及回收系统检查，厂区内各路排水量较大，灰场回水量受到制约，目前只能回收150t/h左右，否则排灰系统无法排出。
　　鉴于上述情况，要增大灰场回水量，必须减小厂区内各路排水量，特别是减少直接利用的新鲜水量（工业水或消防水），无法减少的也要回收重复利用。最终思想也就是只有水源井供水量降下来后，才能根本解决减少厂区内排水量的问题。
　　厂区内各路排水量的分析：
　　排灰水系统中直接排水有两路，一是炉除尘器除尘排水；二为炉冷灰斗、地沟冲渣水。而除尘用水是收集了全厂各路来水：
　　1）生活污水，流量20-30t/h,水质差、杂物多，无法其他利用，只能目前除尘用。
　　2）生产排水泵来水，流量120-150t/h,为除尘主要供水源。其收集各路生产排水较多，（1）汽机晾水塔放水，目前放水门不可控，穿墙管漏泄，目测放水量较大。（2）磨煤机冷却水回收箱溢水，2010年经改造冷灰斗冷却及冲渣用水由工业水改为此回收水，但经一年运行观察，仍有40%富余水量溢到排水井。（3）燃料车间打扫卫生用水，是由工业水供给。（4）化学车间外排综合废水。
　　3）、水源井来补水，一般不用，冬季为管道防冻，微供水量。
　　综上分析所述，努力降低排水泵来水量，才能让出灰场回水量的多供份额，本着系统改造小，投资费用低的原则，经多次探讨形成如下实施方案：
　　1）汽机晾水塔放门不可控，穿墙管漏泄治理。目前正在实施。阀门解体检查、内漏处理。此改造措施实施后，汽机晾水塔放水可控，由原设计流量80t/h,可以控制到20t/h以下，减少60t/h,灰场灰水相应增加60t/h.
　　2）磨煤机冷却水回收系统再次改造，将此水量全部利用。2010年改造，加装一台小流量泵，此泵向冷灰斗，地沟，炉顶供水。本次准备再加装一台小流量、高扬程泵，同时供给燃料车间清扫卫生用水及一台炉磨煤机冷却用水（循环利用，根据实际水量可进行逐台磨调整）。保持原系统不变，一旦有问题，原系统仍可恢复供水。此改造措施实施后，初步计算可减少工业水量20t/h, 灰场灰水相应增加20t/h.
　　由上分析，2011年贮灰场灰水量回收可增大80t/h左右，仍有40-60t/h的缺口。需要继续想办法增大回收量，以达到全厂水量的均衡状态，废水达到零排放的环保要求。2011年，除上述措施实施外，还有两个创新想法：一是研究是否能对贮灰场灰水处理，达到一定标准后直接作为汽机晾水塔连续补水。二是汇厂附近免烧砖厂及化工厂投产，与其协商是否能够利用灰场灰水，达到双赢的目的。
　　四、实施后产生的效果
　　汇厂贮灰场从2004灰水回收系统故障改造后运行及从2006年灰水冬季正常回收，共收集利用灰水量如下统计：
　　1、2004年，加装一台潜水泵运行（120t/h），平均流量按80t/h计，回收时间6个月，80×6×30×24=34.56万吨。
　　2、2005年，加装一台渣浆泵运行（170t/h），平均流量按120t/h计，回收时间6个月，120×6×30×24=51.84万吨。
　　3、2006年-2009年，冬季回收，平均流量按120t/h计，回收时间48个月，120×48×30×24=414.72万吨。
　　4、2010年，加装一台大流量渣浆泵（300t/h），平均流量按150t/h计，回收时间12个月，150×12×30×24=129.6万吨。
　　工业水系统改造，直接节省新鲜水40 t/h,全年共计：40×12×30×24=34.56吨。
　　5、2011年改造后预计，灰水回收量200t/h,全年回收：200×12×30×24=172.8万吨。
　　工业水系统改造，节省80t/h,全年共计：80×12×30×24=69.12万吨。
　　改造后历年累计回收灰水量：
　　34.56+51.84+414.72+129.6+172.8=803.52万吨。
　　累计节省新鲜用水：
　　34.56+69.12=103.68万吨。
　　五、结论
　　通过汇厂各级领导及专业人员历年来不懈的努力创新，汇厂贮灰场从原始设计缺陷到如今运行稳定，从原始设计冬季灰水不能回收至如今实现全年回收，汇厂人经历了长时间的创新管理探索的过程，可以说汇厂人深深的体会到了发电厂管理创新的重要性，也懂得了管理创新成果来源于实践的道理。尽管汇厂贮灰场系统及厂内工业水系统还需日益完善，汇厂人相信，只要遵循中国电力企业联合会有关管理创新的指示精神及要求，提高管理创新的理性认识，一定会取得成功。
　　成果主创人：刘兴伟 徐龙坤
　　成果创造人：李文起 王朝伟 吴玉峰 梁传泽 李景奎 王晓