垃圾发电项目给排水设计.docx
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垃圾发电项目给排水设计
垃圾发电项目给排水设计
1.1概述
1.1.1设计依据
1、【】市城市生活垃圾焚烧发电项目勘察设计招标文件；
2、【】市城市生活垃圾焚烧发电项目可行性研究报告；
3、【】市城市生活垃圾焚烧发电项目建设项目环境影响报告书的批复（岳环评【2016】4号）；
4、工程相关规范和标准：
《建筑设计防火规范》，GB50016-2014
《小型火力发电厂设计规范》，GB50049-2011
《火力发电厂与变电站设计防火规范》，GB50229—2006
《室外给水设计规范》，GB50013—2006
《室外排水设计规范》，GB50014—2006（2014年版）
《自动喷水灭火系统设计规范》，GB50084—2001（2005年版）
《泡沫灭火系统设计规范》，（GB50151—2010）
《建筑给水排水设计规范》，GB50015—2003（2009年版）
《工业循环冷却水处理设计规范》，GB50050—2007
《工业循环水冷却设计规范》，GB50102—2014
《建筑灭火器配置设计规范》，GB50140—2005
《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》，CJJ90—2009
《污水再生利用工程设计规范》，GB50335—2002
《污水综合排放标准》，GB8978—1996
1.1.2设计主要原则
（1）执行《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90—2009要求，根据本次电厂工艺、设备及辅助设施对水量、水质、水温等要求及排水条件，提高水的重复利用率，节约用水、节约能源、保护环境。
（2）全厂排水采取清污分流。
生活污水经化粪池处理后通过园区污水管网送临湘市北控污水净化中心处理；垃圾坑渗沥液经收集后，送至电厂的渗滤液处理厂集中处理（渗滤液处理由业发包方负责）；厂区道路雨排水经收集收排至电站区域室外雨排水管网；对厂区垃圾车运输易造成污染的道路、运输栈桥、地磅区域的前15分钟初期雨水设雨水收集池收集，15分钟后可切换溢流排入厂区雨水排水管网。
（3）水处理系统自动化程度高，操作控制方便
（4）给排水系统落实“一水多用”、“梯级用水”的节水原则。
（5）水工艺设备选用选用技术先进、成熟可靠的节能型产品。
1.1.3设计范围
【】市城市生活垃圾焚烧发电项目设计处理规模为：
2台600t/d的机械炉排焚烧炉+2套焚烧炉烟气处理系统，配2台中温中压余热锅炉+1台25MW凝气式汽轮发电机组及辅助设施，并预留1条相同规模焚烧线及配套设置用地。
本工程给排水系统根据主体工艺的要求主要有：
循环冷却水系统、原水处理系统、工业水系统、消防给水系统、生活给水系统、排水系统。
综合水泵房土建部分按最终规模一次建成，设备分期安装；冷却塔及冷水池预留二期位置；介质管道预留二期接点阀门。
（1）生活水水源由市政自来水管网提供。
（2）工业水由电厂新建的工业给水管网供给。
（3）电厂雨排水排至厂区雨排水管网；锅炉定排及化水车间一级反渗透浓水生产排水回收作为循环冷却水补水，设备反洗排水及车间地面冲洗排水收集后送至厂区生产废水处理系统；垃圾污染区域的生产污水收集后送至渗滤液处理系统进行处理。
（4）消防给水接自电厂新建消防给水系统。
1.2供水水源
（1）工业水水源
本工程工业水取自厂区外洋溪湖湖水，原水取水及输送系统由发包方负责。
原水经过原水预处理后作为本电厂工业水水源。
原水接入点管径DN250，接点水压≥0.2MPa，由发包方负责将原水引至厂区设计红线外1m。
（2）生活水水源
生活水接自【】市云溪区陆城镇自来水公司。
从厂区外引入，接入点管径DN100，接点水压≥0.25MPa，由发包方负责引至厂区设计红线外1m。
1.3全厂水务管理和水量平衡
1.3.1概述
汽轮机凝汽器、油冷却器、发电机空气冷却器冷却水无水质污染，仅水温升高，水量较大，本着节约用水、保护环境的原则，本电厂将该部分用水采用循环冷却水的供给方式，循环冷却水系统补水由电厂工业水管网供给。
本着节约用水的原则，在系统中设计了节水设施：
（1）冷却塔采用高效除水器。
（2）对循环水进行加药处理，提高冷却水的重复利用率，降低循环水的排污量等，循环水的循环倍率设计按4考虑。
（3）辅机设备冷却水回水回至循环水吸水井，作为循环水系统的补充水。
（4）厂区冲洗、绿化用水采用串级用水的节水方式，将部分循环水用于垃圾卸料平台冲洗、飞灰处理系统及道路绿化等用水。
1.3.2循环冷却水要求
（1）本设计一期按1×25MW发电机组的需水量进行设计，循环用水量如下表：
序号
设备名称
数量
冷却
水量
m3/h
进水
压力
MPa
水阻kPa
设计水温℃
排水温升℃
运行
方式
1
发电机空气冷却器
1
260
0.2
18
≤33
≤8
连续
2
汽轮机油冷却器
2
1x117
0.2
12
≤33
≤8
连续
1运1备
3
汽轮机凝汽器
1
5800
≤0.25
33
≤33
≤8
连续
合计
6177
设计一期循环水量6177m3/h，上塔水量6060m3/h。
1.3.3全厂工业用水量
本次设计的循环冷却系统补水、辅机设备冷却水、烟气处理系统设备用水、机械化设备冷却水及化水车间补水等工业用水量如下表所示：
序号
设备名称
用水量
（m3/h）
供水压力（MPa）
设计水温（℃）
备注
1
冷却塔蒸发损失
97
浓缩倍率取4
2
冷却塔风吹损失
6
3
冷却塔排污损失
29
4
辅机设备用水
127.2
0.2~0.3
≤33
7
化水车间补水
23.5
0.2~0.3
≤33
8
设备冷却水回水
-125
回至循环水吸水井，作为循水系统补水
9
化水车间回用水
-7
合计
150.7
1.3.4厂区冲洗、绿化用水
本工程烟气处理、飞灰固化系统、垃圾上料斜桥及与园区地面冲洗、绿化用水采用循环水，各用户需水量如下：
序号
设备名称
数量
冷却水（m3/h）
备注
烟气处理
1
石灰制备系统工艺水
1
2
连续，消耗
2
喷雾反应塔工艺水
2
4
连续，消耗
3
石灰制备系统冲洗水
1
2
间断，消耗
4
熟石灰车间
1
0.2
间断，消耗
5
活性炭车间
1
0.2
间断，消耗
6
烟气处理车间冲洗水
2
2
间断，消耗
飞灰固化
1
飞灰固化车间
1
40m3/d
间断，消耗，8h
2
除渣机补水
2
24
连续，消耗
3
炉排漏灰输送机补水
2
1
连续，消耗
其他
1
地面冲洗水
1
连续，消耗
2
地磅、上料斜桥、卸料平台冲洗水
1.5
连续，消耗
合计
连续需水量13.5m3/h
1.3.5生活用水量
本工程生活用水主要为工作人员生活用水，日用水量为12m3/d。
1.4供水系统选择及布置
1.4.1供水系统方案
电厂内汽轮机凝汽器、油冷却器及发电机空气冷却器所用的冷却水水量较大，本着节约用水、保护环境的原则，本工程该部分采用循环冷却水系统供给，循环冷却水系统补给水由厂区工业水供给。
辅机设备冷却水使用后回用至循环水冷水池，作为循环水补水。
1.4.2循环冷却水系统设施
冷却水经循环水泵送至汽轮机凝汽器、发电机空气冷却器及汽轮机油冷却器，使用后空冷器、凝汽器的回水利用余压进入冷却塔进行冷却，汽轮机油冷却器回水直接回到冷却塔冷水池。
经冷却塔冷却后的水再通过循环水泵送至以上用户循环使用。
循环水系统的补充水由厂区工业水管网供给，辅机设备冷却水回水直接回至循环水吸水井作为循环系统补水。
根据本工程各用户用水情况，本期工程循环冷却水系统循环水量为6177m3/h。
由于本次工程用地有限，为减小占地，并保证循环水的冷却效果，循环冷却水系统的冷却设施采用逆流式机械通风冷却塔，综合水泵房土建部分按最终规模一次建成，设备分期安装，预留二期冷水池及冷却塔位置。
为防止循环冷却水系统中设备和管道的结垢及腐蚀，避免藻类的产生，系统设有加药装置，连续向循环水中投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂。
1）循环水泵选择及泵房布置
根据主体工艺的设备配置，系统设3台单级双吸卧式离心清水泵（2用1备），满足一期工程循环水量要求。
二期工程需另行增设1台同型号循环水泵，综合水泵房已预留二期水泵安装位置。
单泵性能参数如下：
Q=3090m3/hH=21mN=250kWU=10kV
每台水泵进水管设1台DN900手动蝶阀，出水管上设DN700止回阀、电动蝶阀和手动蝶阀各1台，出水管电动阀与泵的启停连锁。
冷却塔下设冷水池，冷水池分格并设置滑阀，以方便检修。
循环水吸水井设滤网。
为了节约用水，本工程采用复用的节水方式。
通过冲洗绿化水泵将冷水池中部分循环水加压后，通过专用的管道输送至各冲洗水用水点，主要用于垃圾卸料平台及垃圾坑地面冲洗、烟气处理系统、飞灰处理系统及厂区道路冲洗、绿化用水。
冲洗绿化回用水泵设置于综合水泵房内。
设冲洗绿化回用水泵2台（1用1备），单泵性能参数如下：
Q=30m3/h，H=50m，N=7.5kW，U=380V
根据工艺专业要求，循环水泵房内另设螺旋冷灰机供水泵2台（1用1备），单泵性能参数如下：
Q=40m3/h，H＝70m，N=22kW，U=380V
设综合水泵房一座，半地下式结构。
考虑设备检修，综合水泵房内设电动单梁悬挂起重机1台，起重量5t，轨底标高6.5m，起升高度12m。
2）循环水管
本次工程供汽机主厂房的循环水供回水管采用单母管制，冷却后的循环水经循环水泵加压后通过1根供水压力钢管送至主厂房汽轮机机组；凝汽器的温排水回水利用余压送至冷却塔内冷却。
循环水管为地下隐蔽工程，考虑一、二期总循环冷却水水量，供回水母管管径均为1根DN1200，预留二期循环水供回水母管接口并设置隔断阀。
3）冷却设施
系统冷却设施采用逆流式机械通风冷却塔，钢筋混凝土框架结构，数量2台，单排并列布置。
冷却塔下部设冷水池。
二期工程需另行扩建1台同等规模的冷却塔，总图预留二期冷却塔及下部冷水池位置。
冷却塔的性能参数：
单塔设计冷却水量为3700m3/h，设计进水温度≤41℃，设计出水温度≤33℃，冷却塔风机电机功率160kW。
4）循环冷却水水质处理设施
为防止循环冷却水系统中设备和管道的结垢及腐蚀，避免藻类的产生，系统设有加药装置，并向循环水中投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂。
该系统可同时满足一期、二期工程加药需求。
加药系统采用2套加药设备，每套设备性能参数：
加药罐1台，有效容积2m3，配搅拌机1台，计量泵2台，Q=0~400L/h，H=0~0.2MPa，N=0.75kW。
综合水泵房旁设加药间1座，为便于设备检修和药品搬运，加药间内设电动单轨吊1台，起重量0.5t，起升高度6m。
1.5原水处理系统
从洋溪湖送来的水需经过处理才可达到各用户的用水要求，因此选用原水预处理工艺流程为：
原水→一体化净水器→清水池
原水进入一体化净水器，该设备集混合、反应、沉淀过滤于一体，采用折板反应、高效斜管沉淀、多层滤料过滤等先进工艺。
经过上述工艺处理后，出水水质能满足各个用户的用水要求。
原水预处理构筑物土建部分及管道按最终规模一次建成。
选用重力式一体化净水器2套，单套处理水量160m3/h，室外露天布置。
在原水处理系统中加混凝剂。
系统采用2套一体化加药设备，每套设备性能参数：
加药罐1台，有效容积1.5m3，配搅拌机1台，计量泵2台，流量0~630L/h，扬程0.2MPa。
加药设备余循环水加药装置一起布置在加药间内。
1.6工业水系统
工业水系统主要包括：
主厂房辅机设备冷却用水、循环水系统补水、烟气处理系统工业补水、废水处理系统设备冷却水、化水车间耗水等，全厂所需工业水量为150.7m3/h，详细用水见水量平衡图。
考虑取水管路管长、管道敷设条件等因素，为调节水量平衡并储存事故及消防水量，厂区外洋溪湖来水经原水预处理系统处理后储存于清水池，设清水池2座，单座容积为700m3。
工业水供水泵设在综合水泵房内，设工业水供水泵2台（1用1备），二期预留1台同型号水泵，单泵性能参数如下：
Q＝150m3/h，H＝45m，N=30kW，U=380V
水泵进口设手动蝶阀，出口设止回阀、手动蝶阀。
1.7生活水系统
全厂生活用水水源接自市政自来水管网。
厂内生活用水主要为化验用水及工作人员生活用水，生活用水接自厂区外市政自来水管网。
化验用水、工作人员生活用水每天用水量为12m3/d，最大小时用水量为5.5m3/h。
生活水供水总管为DN100的PE管，所需生活水供水压力≥0.25MPa。
在综合水泵房内设不锈钢成品水箱一座，有效容积为12m³，尺寸为L×B×H=3×2×2m；设生活水变频供水装置一套，供水量为6m3/h，压力0.45MPa。
生活用水由自来水管直接供水和生活给水泵供水，自来水管直接供水为主，在外界自来水停水、故障时切换为生活给水泵供水。
综合楼宿舍卫生间采用电热水器。
1.8消防给水系统
全厂设有独立的消防给水系统。
垃圾仓设独立的消防给水系统，由一组高压消防泵单独供给；主厂房室内外消防由另一组消防给水泵组提供，并设有消防增压稳压装置；油库区采用泡沫消防，并配有泡沫枪。
消防水量
本工程室内、外消防灭火系统一次消防最大用水量按需水量按主厂房计算，主厂房建筑高度大于24米，建、构筑物耐火等级为二级，生产火灾危险性丁类。
根据《建筑设计防火设计规范》及《火力发电厂与变电所设计防火规范》的要求，消防用水量列表如下：
灭火系统名称
消防用水量
火灾延续时间
一次火灾灭火最大需水量
室外消火栓灭火系统
35L/s（126m3/h）
2h
252m3
室内消火栓灭火系统
15L/s（54m3/h）
2h
108m3
室内消防水炮灭火系统
60L/s（216m3/h）
1h
216m3
一次消防最大用水量
360m3
（按室内、外消防同时灭火使用计算）
消防水池需贮水量
大于360m3
（按室内、外消防同时灭火使用计算）
消防水源及消防水池
电站消防水池与清水池合建，并通过水位控制保证消防用水不被挪用，消防储水容积≥360m3。
室外消防给水系统
根据《建筑设计防火规范》，消防管网在厂区室外形成环状管网，消防用水从综合水泵房新建室内外消防水泵接两路水源供给，以确保供水安全性。
室外设地上式消火栓消火栓（配消火栓阀门井），每个消火栓出口分别为DN65-2个、DN100-1个，消防水量为35L/s。
室外消火栓间距80~120m，保护半径150m。
室内消防给水系统
主厂房室内消防水量15L/s，每支消防栓流量5L/s，同时使用3支水枪。
每根竖管最小流量为15L/s。
消防用水从厂区室内外消防水管网接两路水源供给。
主厂房室内消防管网系统设2套消防水泵接合器。
主厂房设室内消火栓（每套消火栓配消火栓箱、消火栓SN65、水枪、水龙带、阀门及消防按钮），消火栓布置均能确保灭火时任意2支消火栓水枪的充实水柱到达任何消防部位。
消防管网在主厂房底层平面上布置成环状网，环网直径为DN150，消防竖管直径不小于DN100。
室内消防给水管采用阀门分段控制。
主厂房垃圾平台上方设消防水箱1座，有效容积为12m3，消防水箱带有止回阀的管道与室内消防给水管网连接。
消防增压稳压装置布置在消防水箱处。
垃圾仓专用高压消防给水系统
垃圾仓设4套消防水炮，每台消防水量30L/s，压力0.9MPa，按同时使用2台考虑。
高压消防给水管在垃圾仓布置成环状管网；垃圾仓内消防灭火设备的布置能保证灭火时，灭火设备的充实水柱到达垃圾仓的任何部位，没有死角，仓内每个点都有至少两台灭火设备将其控制。
消防炮设有就地控制箱，具有就地手动和远程控制功能，发生火灾时能自动启动相应的消防泵，并直接遥控灭火器灭火。
油罐区消防
油罐区设置泡沫消防和消防冷却水。
油罐区采用泡沫（蛋白）灭火系统，泡沫水消防水量为1.2L/s，从厂区室外消防水管接出。
配套PQ4型泡沫枪1套，空气泡沫比例混合装置，1套。
油罐冷却水消防水量为8L/s，给水压力0.2~0.3MPa，从厂区工业水管网接出。
主要消防设备
除特别说明外，消防水系统泵组均设置在综合水泵房内。
（1）室内外消防供水泵2台（1用1备），单泵性能参数如下：
Q=60L/s，H=70m，N=75kW，U=380V
（2）室内外消防增压稳压装置1套，包括2台消防稳压泵及1台气压罐。
消防增压稳压装置布置在主厂房垃圾坑检修平台上部，设备性能参数如下：
消防稳压泵2台（1用1备），单泵Q=5L/s，H=75m，N=11kW，U=380V；
配气压罐1台，有效水容积450L。
（3）垃圾仓消防炮供水泵2台（1用1备），单泵性能参数如下：
Q=60L/s，H=130m，N=110kW，U=380V
建筑灭火器的选择
按《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005的规定和要求，在全厂建筑物内的不同场所，配置磷酸铵盐手提式和推车式干粉灭火器。
1.9排水系统
本电厂排水采用雨污（废）分流制。
污废水来源
厂区污（废）排水包括生活污水、生产废水、生产污水。
生活污水主要是生产车间的员工生活排水、食堂排水及卫生清洁排水。
生产废水主要是：
锅炉排污水、设备冷却水排水、化水车间排水、一体化净水器反洗排水等。
生产污水主要是：
垃圾渗滤液、垃圾上料斜桥、卸料平台及地磅冲洗水等。
生活污水系统
生活污水主要为生产车间的员工生活排水、食堂排水及卫生清洁排水。
卫生间生活污水经管网收集后进入化粪池，将生活污水进行分格沉淀，并对污泥进行厌氧消化处理后，排入厂区污水管网；食堂含油废水经收集进入隔油池，将含油废水中的油脂物质进行分离、拦集处理后，排入厂区污水管网。
污水经管网收集后，通过园区污水管网送临湘市北控污水净化中心处理。
生产废水系统
生产废水主要是：
锅炉排污水、设备冷却水排水、化水车间排水、一体化净水器反洗排水等。
锅炉排污水经降温池冷却处理后，用泵提升至循环水吸水井，作为循环水补水。
辅机设备冷却水经使用后进温度升高，水质好，排水利用余压回至循环水吸水井，作为循环水系统补水。
化水车间自清洗过滤器反洗水、超滤排水、EDI装置极水化学清洗排水等，经地沟排至室外集水池内，通过泵提升至厂区生产废水处理系统。
化水车间一级反渗透浓水水质较好，排水利用余压回至循环水吸水井，作为循环水补水。
一体化净水器反洗排水排至生产废水处理系统。
本工程生产废水排水量~10m3/h。
生产废水处理主要是去除污水中的SS，生产废水处理技术选用“混凝沉池+过滤”处理工艺，选用高效快速澄清器1套，处理量10m3/h。
加药后的生产废水混合反应后经设备上部稳流槽进水，沿池两侧流入设备下部锥体，由锥体向上穿过组合填料区，有利于泥水快速分离，经处理的出水进入回用水池。
回用水池处理作为飞灰处理系统、飞灰固化系统及厂区地面冲洗绿化的备用水源，多余部分排至厂区雨排水管网。
从高效快速澄清器及一体化净水器底部排出的污泥排至污泥池，污泥池分储泥池和清液池两格。
储泥池内污泥上清液溢流至清液池，清液池出水排至回用水池。
生产污水系统
生产污水主要是：
垃圾渗滤液、垃圾上料斜桥、卸料平台及地磅冲洗水等。
垃圾渗滤液液来源于主厂房垃圾贮存坑生活垃圾渗出的水分液体，由垃圾坑内集液沟收集进入渗滤液收集贮存池；垃圾卸料平台地面、垃圾上料斜桥及地磅区域冲洗水冲洗水收集后经泵提升送至渗滤液收集贮存池。
渗滤液贮存池区域设3台渗滤液输送泵（2运1备），渗滤液加压后输送至厂区渗沥液处理进行处理，渗滤液处理站由发包方负责。
垃圾冲洗水池提升泵2台，1用1备，型号：
Q=10m3/h，H=15m，N=2.2kW
渗滤液输送泵3台，2用1备，型号：
Q=30m3/h，H=30m，N=5.5kW
雨水排水系统
全厂区域雨排水由道路设置的雨水口收集后排入厂区雨水排水管网，再统一自流排至厂外雨水排水管网。
厂区雨水量按长沙市暴雨强度公式计算：
q=
3920（1+0.68lgP）
（t+17）0.86
Q--雨水设计流量（L/s）
q--设计暴雨强度（L/s.ha）
Ψ--径流系数Ψ=0.65
F--汇水面积（ha）
P--设计重现期（a），采用2年。
t--降雨历时，当15min时设计暴雨强度：
q=211.6L/s.ha
总流量＝qΨF＝211.6×7.8×0.65＝1072.8L/s。
经计算，厂区雨水总流量为1072.8L/s。
厂区雨水总排口管径d1000。
管道采用II级钢筋混凝土管，承插连接，排至厂区外园区雨水排水管网。
初期雨水收集系统
对厂区垃圾车运输易造成污染的道路、运输栈桥、地磅区域的前15分钟初期雨水设雨水收集池收集。
15分钟后雨水可切换溢流排入厂区雨水管。
初期雨水收集汇水面积约3500m2（0.35ha）。
设计初期最大雨水收集流量为Q=qΨF
Q=qΨF=211.6×0.90×0.35=66.7L/s=4m3/min
最大初期雨水需收集量：
W=4×15=60m3
厂区设地下初期雨水收集池（有效容量V=60m3）1座。
初期雨水经过专用管道排至初期雨水收集池，15分钟后雨水可切换溢流排入厂区雨水管网。
初期雨水收集池内初期雨水由初期雨水提升泵量输送至厂区渗滤液处理系统。
初期雨水收集池提升泵2台，1用1备，型号：
Q=30m3/h，H=30m，N=5.5kW。
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