旁路煙道蒸發(fā)廢水處理技術(shù)系統(tǒng)調(diào)試探析

引言

旁路煙道蒸發(fā)是電廠脫硫廢水處理領(lǐng)域的一種新興技術(shù),相較于傳統(tǒng)廢水處理技術(shù),該技術(shù)具有安全、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn),有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。旁路煙道蒸發(fā)作為新興技術(shù),目前國內(nèi)應(yīng)用案例較少,本文以成功應(yīng)用該技術(shù)的某1000MW電廠廢水零排放示范項(xiàng)目為例,就該技術(shù)工程系統(tǒng)調(diào)試及在調(diào)試過程中遇到的問題展開相關(guān)討論和分析。

1系統(tǒng)概述

1.1技術(shù)指標(biāo)

本項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo):改造后,在干燥塔進(jìn)口煙溫不低于310℃出口煙溫不高于160℃、引入煙氣量不高于120000Nm3/h的工況下,滿負(fù)荷單臺(tái)旁路煙氣干燥塔系統(tǒng)廢水處理量不小于10t/h,處理后的干渣含水率小于2%。

工藝系統(tǒng)流程:脫硫廢水輸送至干燥塔后,經(jīng)霧化器霧化,形成粒徑80μm以下的液滴水霧,干燥塔從現(xiàn)有空氣預(yù)熱器前的主煙道引出一部分熱煙氣作為熱源,將液滴中的水分迅速揮發(fā),鹽類析出,部分隨煙氣夾帶流出,部分落入塔底通過輸灰系統(tǒng)輸送。

1.2系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)包括煙氣系統(tǒng)、噴霧干燥系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng),主要設(shè)備包括噴霧干燥塔進(jìn)口煙道進(jìn)/出口擋板門、噴霧干燥塔、離心霧化器、廢水箱及其攪拌器、廢水輸送泵、倉泵輸灰裝置等,配置兩臺(tái)廢水輸送泵（一用一備）,如圖1所示。

圖1旁路煙道蒸發(fā)廢水處理技術(shù)系統(tǒng)組成

2系統(tǒng)調(diào)試

本系統(tǒng)的調(diào)試分為單體調(diào)試、分系統(tǒng)調(diào)試和整套啟動(dòng),參與的人員有單體調(diào)試人員、系統(tǒng)調(diào)試人員、生產(chǎn)運(yùn)行人員、設(shè)備廠家、控制系統(tǒng)廠家,涉及專業(yè)有熱控、工藝、電氣、化學(xué),儀器有萬用表、信號(hào)發(fā)生器、對(duì)講機(jī)等[2]。

2.1單體調(diào)試

主要包括廢水輸送泵、廢水箱攪拌器、霧化器及相關(guān)附屬設(shè)備、各氣動(dòng)門電動(dòng)門、溫度壓力表計(jì)的單體調(diào)試,其中攪拌器及閥門表計(jì)的單體調(diào)試按常規(guī)調(diào)試即可。在廢水輸送泵調(diào)試時(shí),由于系統(tǒng)采用揚(yáng)程較高的螺桿泵,電機(jī)與泵體無法脫開,所以只有在滿足進(jìn)水條件時(shí),才可進(jìn)行單體試轉(zhuǎn),不可空轉(zhuǎn)。廢水輸送泵試轉(zhuǎn)時(shí),可關(guān)閉至霧化器的供水管路,打開回流閥,進(jìn)行自循環(huán)帶水試轉(zhuǎn),試轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí),可脫開霧化器供水管路,關(guān)閉回流閥,保持廢水輸送泵運(yùn)行3～5min,完成對(duì)至霧化器的供水管路的沖洗。霧化器的調(diào)試,一般需霧化器廠家配合完成,霧化器單體試轉(zhuǎn)時(shí),因排水難以回收,一般不做帶水試轉(zhuǎn)。

2.2分系統(tǒng)調(diào)試

2.2.1輸灰系統(tǒng)

本分系統(tǒng)調(diào)試是所有分系統(tǒng)調(diào)試的前提,只要煙氣形成通路,就有粉灰產(chǎn)生,需要及時(shí)輸送,在其他分系統(tǒng)調(diào)試時(shí),輸灰系統(tǒng)要一直投用。系統(tǒng)產(chǎn)生的粉灰有3個(gè)輸送途徑:第一是輸送至電除塵出灰母管,再送至灰?guī)?第二是暫時(shí)積壓在干燥塔底部,到一定程度后,通過底部振打機(jī)卸灰至運(yùn)粉車外運(yùn):第三是可輸送至為本系統(tǒng)專門設(shè)立的小型灰?guī)?。?shí)際應(yīng)用過程中,第二、三種方式主要在系統(tǒng)檢修時(shí)作為臨時(shí)輸灰方案,正常情況下一般用第一種輸灰方式。

在完成邏輯檢查后,需再試驗(yàn)出3個(gè)參數(shù):下灰時(shí)間、輸灰氣壓、出灰結(jié)束出灰管壓力。下灰管、出灰管一般不做保溫,所以調(diào)試時(shí),可在下灰管用點(diǎn)溫槍點(diǎn)測溫度是否升高,判斷下灰是否順暢:出灰管點(diǎn)測溫度是否升高,判斷是否出灰順暢。倉泵是否進(jìn)滿,可在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn),在干燥塔供灰充足的情況下,打開倉泵進(jìn)料閥,對(duì)進(jìn)灰量達(dá)到設(shè)計(jì)值所需時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn),確定后錄入順序控制組態(tài)。每個(gè)輸灰循環(huán),出灰管壓力的變化趨勢如圖2所示。

圖2倉泵出灰管壓力變化趨勢

在輸灰完成后,出灰管壓力低于某定值,表征管內(nèi)灰凈,此定值需要現(xiàn)場試驗(yàn)確定。輸灰氣壓,本著節(jié)能的原則,在滿足輸灰要求的前提下,確定最低氣壓。另外,輸灰氣通過三路進(jìn)入倉泵,分別是流化、背壓、輸灰三個(gè)氣路,各路氣量需倉泵廠家配合,現(xiàn)場確定。

2.2.2煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)包括進(jìn)、出口煙道和煙道擋板門。進(jìn)口煙道擋板門為調(diào)門,也可在進(jìn)口煙道擋板門前增設(shè)煙道快關(guān)門,保證煙道隔離后的氣密性:出口煙道擋板門一般有兩個(gè),分設(shè)在連通A、B側(cè)電除塵煙道上。進(jìn)、出口煙道上設(shè)溫壓、流量傳感器,在擋板門及表計(jì)單體調(diào)試結(jié)束后,可進(jìn)行本分系統(tǒng)調(diào)試。

對(duì)于引入煙氣量的控制,一般有兩種方式:第一種即全工作負(fù)荷段（430～1050MW）出力不低于1wt/h,由于煙氣量隨機(jī)組負(fù)荷波動(dòng),因此分系統(tǒng)調(diào)試時(shí),需進(jìn)行變負(fù)荷試驗(yàn),測試出不同負(fù)荷下保持額定10t/h廢水處理量所需的擋板門開度,如表1所示。

第二種,只在滿負(fù)荷時(shí)處理量達(dá)到10t/h,負(fù)荷降低時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水量減少,需要處理的廢水量和所需煙氣量也減少,分系統(tǒng)調(diào)試時(shí),可以根據(jù)機(jī)組實(shí)際情況確定各負(fù)荷段需要的廢水處理量,再測試出此時(shí)需要的煙氣量及對(duì)應(yīng)的擋板門開度,如表2所示。

表2不同負(fù)荷下非額定出力所需擋板門開度

將記錄點(diǎn)進(jìn)行擬合,得出的擬合函數(shù)錄入DCs組態(tài)中,作為進(jìn)口煙道擋板門開度與負(fù)荷間的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制關(guān)系。1050MW機(jī)組廢水零排放系統(tǒng)一般在450MW以上時(shí)投用,低負(fù)荷下系統(tǒng)關(guān)閉,故可只做450～1w5wMW段擬合,本項(xiàng)目采用如圖3所示的擬合曲線。

2.2.3噴霧干燥系統(tǒng)

噴霧干燥系統(tǒng)包括廢水箱、廢水泵、霧化器、干燥塔及相關(guān)管道、閥門。廢水的供給采用回流調(diào)節(jié)的方式,廢水供給泵出力恒定,回流水量增加,霧化水量減小:回流水量減小,霧化水量增加。霧化器采用高速霧化器,在10t/h處理量時(shí),仍能維持霧化液滴直徑在80um以下,本體配置潤滑油系統(tǒng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)。干燥塔上設(shè)多個(gè)溫度傳感器,監(jiān)測塔內(nèi)溫度。輸灰系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束并能正常投用后,可開始本系統(tǒng)調(diào)試。

分系統(tǒng)調(diào)試時(shí),干燥塔出口煙氣溫度作為本系統(tǒng)一個(gè)重要參數(shù),表征廢水是否蒸干,廢水的供給采用P1D自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式,出口煙氣溫度為P1D調(diào)節(jié)的被調(diào)節(jié)量,廢水回流管路上設(shè)電動(dòng)調(diào)閥開度作為出口煙氣P1D調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)量,設(shè)定量為155℃。同時(shí),由于塔內(nèi)換熱過程為氣液熱交換,被調(diào)量慣性大,滯后嚴(yán)重,廢水若未充分蒸干,會(huì)造成塔壁掛灰、倉泵積灰、出灰管堵塞等后果,因此應(yīng)嚴(yán)格控制入塔水量。以2.2.2中第二種控制方式為例,為規(guī)避因P1D調(diào)節(jié)震蕩造成的入塔水量超限的風(fēng)險(xiǎn),在分系統(tǒng)調(diào)試時(shí),需試驗(yàn)確定各負(fù)荷下保持一定供水量時(shí)回流閥的開度值,如表3所示。

將記錄點(diǎn)進(jìn)行擬合,得出的回流閥開度擬合函數(shù)/(x）如圖4所示。

將f(x）錄入機(jī)態(tài)中,作為該P(yáng)1D調(diào)節(jié)的邊界條件,廢水供給P1D調(diào)節(jié)機(jī)態(tài)如圖5所示。

當(dāng)干燥塔出口煙溫低于設(shè)定量時(shí),回流閥開大,回流水量增大,噴霧水量減小,出口煙溫升高:反之,水量增大,出口煙溫降低。P1D控制減小回流閥開度至/(x）邊界條件值時(shí),如果P1D模塊繼續(xù)輸出減小回流閥開度的指令,則該指令不再作用于回流閥,此時(shí),回流閥調(diào)節(jié)受/(x）邊界條件指令控制,這就有效規(guī)避了在出口煙溫高于設(shè)定值且偏差較大時(shí),入塔水量激增導(dǎo)致廢水無法被完全蒸干出現(xiàn)濕灰的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3整套啟動(dòng)

分部試運(yùn)合格,有關(guān)的聯(lián)鎖、保護(hù)、信號(hào)及調(diào)節(jié)裝置調(diào)試完畢,可正常投運(yùn),并已辦理驗(yàn)收簽證,可進(jìn)入整套啟動(dòng)階段,一般包括滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行和變負(fù)荷試運(yùn)兩個(gè)部分,滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行考核系統(tǒng)的出力是否達(dá)標(biāo),變負(fù)荷試運(yùn)考核系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能是否滿足日常-機(jī)運(yùn)行需要。

輸灰系統(tǒng)首先投運(yùn),再按照順控將主系統(tǒng)啟動(dòng),CRT重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)一各故障、超限報(bào)警,另外-機(jī)負(fù)荷、供水與廠內(nèi)做好協(xié)調(diào),滿足整套啟動(dòng)要求,如果條件允許,系統(tǒng)啟動(dòng)初期,可先輸送除鹽水,產(chǎn)生的灰量較少,待系統(tǒng)穩(wěn)定后,逐步切換為脫硫廢水,產(chǎn)灰及時(shí)檢驗(yàn)含水率,確保達(dá)標(biāo)。

3結(jié)語

旁路煙道蒸發(fā)技術(shù)是一種較先進(jìn)的廢水處理技術(shù),能做到真正意義上的廢水零排放,此項(xiàng)技術(shù)作為最新科技項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化,具有較大的推廣價(jià)值,但目前在市場上應(yīng)用案例較少,可以參考的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)亦十分有限,其氣一液一固三相參與熱交換過程的特殊性,極易產(chǎn)生濕灰附著塔壁,或落入倉泵堵塞出灰管,清灰工作量較大。因此,在系統(tǒng)調(diào)試過程中,系統(tǒng)穩(wěn)定前,要本著"多氣少水"的原則,規(guī)避濕灰風(fēng)險(xiǎn),減少因調(diào)試帶來的額外工作量。