国外某水泥厂余热发电系统给排水设计与施工

作者：秦江江，董卫红，王洲亚

来源：《中国水泥》

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工程概况

西亚地区某5000t/d水泥生产线项目是由我公司负责从国内购买二手水泥生产线设备搬迁至项目所在地并异地重建，工程范围从石灰石破碎到水泥包装、发运（含余热发电系统），合同内容包括设备供货、工程设计、施工管理及技术服务，建造标准采用中国标准，土建施工及设备安装由业主另行委托。本文对该项目余热发电系统给排水设计与施工过程中应注意的事项进行归纳总结，并提出相关建议。

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给排水设计

2.1 给排水设计概况

设计内容包括：给水处理及化学水处理系统、循环冷却水系统、消防给水系统、生活给水系统、排水系统及污水处理系统。

（1）给水处理及化学水处理系统

给水处理及化学水处理车间平面尺寸为28m×15.5m，中间水池布置于车间的一侧，平面尺寸为13.9m×6.9m，水池容积为300m。本工程水源为地下水，根据业主提供的水质报告，本工程给水局部处理采用“过滤+反渗透”系统，处理水量为总补水量的30%。给水处理流程为：自厂区原水输送管网送来的水经过多介质过滤器、活性炭过滤器过滤后，经高压泵加压送至RO反渗透装置，出水达标后进入中间水池储存，再由水泵送至循环水池使用。

为满足余热发电系统锅炉给水水质标准，化学水处理采用“过滤+反渗透+混合离子交换器”系统。处理流程为：自厂区原水输送管网送来的水经过多介质过滤器、活性炭过滤器过滤后，经高压泵加压送至RO反渗透装置处理后，进人中间水池储存，再由中间水泵送至混合离子交换器进行处理，出水达标后进入除盐水箱，再由除盐水泵将除盐软化水送至汽轮发电机房供机组使用。化学水处理的“过滤+反渗透”工艺段与给水处理合用水处理设备。

（2）循环冷却水系统

循环水泵房布置于循环水池及冷却塔一侧，平面尺寸为32.2m×7m，内设水泵房、控制室和加药间，水泵房内设置3台循环水泵（2用1备）。循环水池平面尺寸为26m×14m，水池容积约为166m?，约占最大循环水量的28%；冷却塔采用2台组合逆流式机械通风冷却塔，单列布置于循环水池顶板上。

循环冷却水系统采用间冷开式系统，系统运行时，冷却水由循环水泵自循环水池送至各生产车间供生产设备冷却使用，循环回水利用系统余压回流至冷却塔，冷却后的水流至循环水池，供循环水泵再次循环使用。为确保该系统良好、稳定的运行，系统设有全自动盘式过滤器，5%的循环回水经全自动盘式过滤器处理后回流至循环水池；同时在加药间内设有缓蚀阻垢剂加药装置和杀菌剂加药装置，用于循环水的阻垢、杀菌。

（3）消防给水系统

余热发电系统与水泥生产线合用消防给水系统，按煤预均化堆场或煤磨车间进行设计，余热发电系统各车间的消防用水接自厂区室外消防给水管网，不另设消防水泵房及消防水池。

（4）生活给水系统

汽轮发电机房内设有男、女洗手间，用水量很小，生活给水接自厂区室外生活给水管网，与水泥生产线合用生活水泵房及水池。

（5）排水系统及污水处理系统

余热发电系统的排水包括循环水排污、余热锅炉排污、化学水处理车间等生产废水，就近排人厂区室外污水管网。汽轮发电机房内设有男、女洗手间，污水排水量很小，经化粪池处理后，排人厂区室外污水管网，与水泥生产线合用污水处理设施。

2.2 给排水设计注意事项

本工程所用到的设备来自于产能置换而闲置的内蒙古星光4500t/d熟料生产线项目，在设计过程中应充分利用原有图纸，以简化并加快设计进度。原设计单位在进行余热发电系统的给水处理及化学水处理、循环水泵房及冷却塔、室外循环水管道设计时，按两套9MW余热发电系统进行设计并预留。本工程余热发电系统进行上述子项设计时，应注意以下几点：

（1）总图布置方面

原设计图中余热发电系统给水处理及化学水处理、循环水泵房及冷却塔距离汽轮发电机房较远，且室外循环水管道埋地敷设。本工程设计时将给水处理及化学水处理、循环水泵房及冷却塔就近布置在汽轮发电机房附近，且室外循环水管道设管道支架明设。由于循环水管道管径较大，这样布置可以减少管材用量及土方开挖量，缩短施工工期。

（2）给水处理及化学水处理

原设计给水处理设计流量为30m/h，除盐软化水设计流量为15m?/h，本工程设计时直接利用原有图纸，仅将中间水池池底标高由-3.0m调整为-0.5m，在满足余热发电系统实际需求的前提下，可以减少土方开挖量。

（3）循环水泵房及冷却塔

原设计循环水泵房平面尺寸为41m×7m，且泵房内预留二期2台循环水泵、一套加药装置及相应电控柜的位置；循环水池平面尺寸为51.8m×14m，池底标高为-2.5m。本工程仅为一套9MW余热发电系统，设计时将循环水泵房平面尺寸调整为32.2m×7m，循环水池平面尺寸调整为26m×14m，池底标高调整为-0.5m，在满足余热发电系统实际需求的前提下，可以减少土建工程量及土方开挖量。

（4）室外循环水管道

原设计的室外循环水主管道直径为Φ1120mm，壁厚8mm；单套系统室外循环水管道直径为Φ630mm，壁厚6mm。本工程仅为一套9MW余热发电系统，设计时将室外循环水管道直径调整为Φ630mm×6mm（壁厚），在满足余热发电系统实际需求的前提下，可以减少管材用量。

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给排水施工注意事项

由于本工程所用到设备来自于产能置换而闲置生产线项目，且土建施工、设备安装不在我司合同范围内，因此本文主要以国内二手设备拆除、修复翻新阶段为例，以下简述施工过程中的注意事项。

由于二手设备受区域产能过剩影响，生产线运转率较低，且于2018年停产，至2020年底我司进行二手设备收购时，停产已接近三年时间，为保证设备、阀门等在项目所在地重新安装时能够正常运行，需要在拆除前对设备状况进行评估。

根据《通风与空调工程施工规范》GB50738-2011第16.2.1条、第16.2.4条及第16.2.9条的规定，循环冷却水系统充满水后通过“点动”观察循环水泵电机是否正常旋转，水泵运转时观察各密封处是否有泄漏，确定系统管道上的阀门启闭是否灵活；用手盘动冷却塔风机叶片观察其旋转是否灵活，通过“点动”观察冷却塔风机是否正常旋转；手动操作电动阀门执行机构，观察其动作是否灵活，通电后查看信号反馈是否正常。待设备状况评估完成并做好记录后，安排专业施工单位进行设备、阀门等拆除、修复翻新工作，拆除时以车间为单位进行编号，以便运至国外现场可以顺利安装。

对无问题设备、阀门等进行除锈、刷漆等翻新工作；对需修复的设备、阀门等，修复后再进行翻新工作 ；对不可利旧的设备、阀门等，则需重新采购。 根据原设计图可知，给水处理及化学水处理相关的专业设备均由一家设备厂家负责供货，如多介质过滤器、活性炭过滤器、RO反渗透装置、混合离子交换器、加药装置等，可考虑与此厂家进行合作，邀请其对现场设备状况进行评估并对设备进行修复，以及后期国外现场施工阶段的设备调试工作。

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结论

本工程不同于我司以往承建的水泥EPC总承包项目，工程所用到的设备来自于产能置换而闲置的内蒙古星光4500t/d生产线，在国内水泥行业产能严重过剩的情况，对产能置换而闲置的二手设备进行再次利用，并且应用到国外水泥项目上，不仅为业主节约项目建设成本，而且让闲置设备在有限的生命周期里最大限度地发挥作用，为实现碳达峰、碳中和贡献力量。