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案例:某电厂脱硫废水处理系统持续改进措施

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发表于 2019-9-22 18:32:44 |显示全部楼层
  本文主要针对燃煤发电厂脱硫废水传统三联箱处理系统运行中出现的问题,本着保达标的同时实现节能减排,降低成本的目的,提出并采取了一系列改进措施,取得了良好运行效果和经验。
  燃煤电厂脱硫废水处理多采用传统的三联箱处理系统,该系统存在处理能力低,加药类别多且量大,设备运行可行性低等问题。另外,脱硫废水处理系统在运行时,虽然产生的污泥量不大,但由于污泥特性具有粘结性较强,表面收水快的特点,离心脱水机运行不稳定、维护量大、维护成本高,且污泥在装载、运输过程中易造成污染。
  作者首先对传统三联箱脱硫废水系统做了简要的概述,然后对脱硫系统废水存在的问题进行具体的分析,提出了一系列的改进措施,包括压滤机改为离心脱水机、大幅降低废水产生量、根据污泥成份回收等,实现了节能降耗,大大降低了运行成本,对同类型燃煤电厂具有重要的借鉴意义。
  某电厂地处珠三角负荷中心区,装机容量为4×320MW燃煤发电机组,燃用煤种主要是神木混煤和山西大混煤种,其煤种含硫量较低,收到基硫份控制在0.6%以下的低硫煤,实际硫份大部分时间在0.4%-0.5%之间,脱硫装置入口二氧化硫长期维持在800mg/Nm3-1000mg/Nm3之间。
  脱硫废水是燃煤电厂烟气湿法脱硫后排放的工艺废水。含有大量的烟尘、碱性物质、悬浮物及其他有害物质,必须进行综合处理,才能达到国家环保排放标准。脱硫废水的水量及水质与脱硫工艺、燃料成分、烟气条件及石灰石等多种因素有关。脱硫废水处理系统的废水入口参数由以上因素确定。
  脱硫装置内的废水在不断循环的过程中会富集重金属元素V、Ni、Mg和Cl-等,一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响石膏的品质,因此,脱硫装置排放一定量的废水,进入脱硫废水处理系统,经中和、絮凝、沉淀和过滤等处理过程,达标后排放。
  吸收塔的石膏浆液通过水力漩流器浓缩,浓缩后的石膏液进入真空皮带脱水机,水力漩流器分离出来的溢流液一部分则返回吸收塔循环使用,另一部分进入废水漩流器,废水漩流器分离出来的溢流液进入废水处理系统。
  烟气脱硫工程设独立的废水处理系统,装置处理按1~4号机组FGD的容量设计(假定3、4号机脱硫水量水质同1、2号机),一次建成,处理出力为40t/h。中和箱、沉降箱、絮凝箱、浓缩/澄清器、出水箱、石灰乳制备系统、各类加药装置、各类水泵、各类搅拌装置、板框压滤机或离心脱水机等。
  因为脱硫废水中含有大量的成分是悬浮物,导致系统加药量大、运行费用高、污泥量大,且污泥不论是通过板框式压滤机还是离心脱水机进行脱水,运行过程中都极易出现问题,主要问题如下:
  问题一:脱硫废水实际排放量长期维持在25t/h,工艺水消耗量大,造成水资源的浪费,同时又使得废水处理系统特别是污泥系统设备超负荷运行,故障频发。
  改进措施:脱硫废水排放的主要目的之一就是排出吸收塔经循环浓缩后的Cl-,因为Cl-浓度过高一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响石膏的品质。根据2018年电厂化学监督对吸收塔和脱硫废水出水箱的化验结果,Cl-浓度大部分时间在1000mg/L-2000mg/L,最低值达到367mg/L,最高值达到7833mg/L,距20000mg/L的控制指标相差甚远。
  通过调研省内电厂两台600MW机组,脱硫废水系统每小时的排放量仅8t/h左右,为了降低脱硫废水的排放量,实现节能降耗,通过关闭废水旋流器部分旋流子进出口并调整废水给料泵电机频率以调整旋流器入口压力维持在130kPa左右,将进入废水系统的流量由22t/h两次降低至目前的9.6t/h,每年可减少脱硫废水的排放量约10万吨,单此项就可节约工艺水的消耗量约10万吨/年,节约用水成本35万元。而吸收塔的Cl-浓度没有出现较大幅度的上升,基本维持在1000mg/L-2500mg/L的水平,不会影响脱硫系统的正常运行。
  问题二:脱硫废水处理系统经澄清浓缩后的泥浆送入板框式压滤机压缩后的污泥含水量大,且极易粘结在板框内,无法正常运行。
  改进措施:利用电厂“一炉一塔”脱硫提效改造项目机会,将原板框式压滤机改为进口离心脱水机,并将污泥输送泵由螺杆泵改为离心式浆液输送泵,保证了经澄清池浓缩后的泥浆顺利输送至离心脱水机,经离心脱水机脱水后的污泥可达到呈半干状态成型,满足装载外运的要求。
  问题三:将板框式压滤机改为离心脱水机后,离心脱水机由于进料浓度不均匀,多次由于过力矩造成脱水机保护跳闸和机械保护销断裂,造成离心脱水机无法正常运行。
  改进措施:因为离心脱水机转鼓转速达3000转/分,对进料的均匀性要求较高,而污泥输送泵抽吸澄清池底部浓缩污泥直接泵入脱水机螺旋内部,抽吸的污泥浓度非常不均匀,极易导致离心脱水机因扭力过大而跳闸或者直接折断保护销。
  为了解决脱水机进料不均匀的问题,采取了将中和箱切换出来,泥浆输送泵出来的浆液先送入中和箱,利用中和箱设置的搅拌器将浆液搅拌均匀,在中和箱下半部分的进料口改接自流至离心脱水机入口,并在管路系统中加装流量计,只要注意在离心脱水机启动时缓慢增加流量,在入口含固量3%-5%之间,流量可以达到脱水机额定流量运行,出泥的干湿度也可保证装载外运的要求。
  问题四:脱硫废水系统产生的污泥清运成本高,每年约花费50万元的清运费用。
  改进措施:因近年来燃煤电厂的经济效益持续下滑,在节能减排的大环境下,如何开源节流,减少成本支出成为燃煤电厂内部挖掘潜力的重要手段。经过对脱硫废水系统污泥的化验分析,其中:CaSO4·2H2O(石膏)含量87.88%,碳酸钙含量1.42%。仅比脱硫系统产生的石膏中CaSO4·2H2O含量小约5%。
  考虑将澄清池的污泥经污泥输送泵送回浆液回收罐,由浆液回收泵送回吸收塔,将其中的石膏和碳酸钙回收利用,使脱硫废水污泥与石膏一同排出至真空皮带脱水机脱水后作为石膏综合利用。1/2
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