本文主要針對(duì)燃煤發(fā)電廠脫硫廢水傳統(tǒng)三聯(lián)箱處理系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，本著保達(dá)標(biāo)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低成本的目的，提出并采取了一系列改進(jìn)措施，取得了良好運(yùn)行效果和經(jīng)驗(yàn)。
1前言
燃煤電廠脫硫廢水處理多采用傳統(tǒng)的三聯(lián)箱處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在處理能力低，加藥類別多且量大，設(shè)備運(yùn)行可行性低等問(wèn)題。另外，脫硫廢水處理系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，雖然產(chǎn)生的污泥量不大，但由于污泥特性具有粘結(jié)性較強(qiáng)，表面收水快的特點(diǎn)，離心脫水機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、維護(hù)量大、維護(hù)成本高，且污泥在裝載、運(yùn)輸過(guò)程中易造成污染。
作者首先對(duì)傳統(tǒng)三聯(lián)箱脫硫廢水系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的概述，然后對(duì)脫硫系統(tǒng)廢水存在的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，提出了一系列的改進(jìn)措施，包括壓濾機(jī)改為離心脫水機(jī)、大幅降低廢水產(chǎn)生量、根據(jù)污泥成份回收等，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，大大降低了運(yùn)行成本，對(duì)同類型燃煤電廠具有重要的借鑒意義。
2某電廠傳統(tǒng)脫硫廢水三聯(lián)箱處理系統(tǒng)
某電廠地處珠三角負(fù)荷中心區(qū)，裝機(jī)容量為4×320MW燃煤發(fā)電機(jī)組，燃用煤種主要是神木混煤和山西大混煤種，其煤種含硫量較低，收到基硫份控制在0.6%以下的低硫煤，實(shí)際硫份大部分時(shí)間在0.4%-0.5%之間，脫硫裝置入口二氧化硫長(zhǎng)期維持在800mg/Nm3-1000mg/Nm3之間。
脫硫廢水是燃煤電廠煙氣濕法脫硫后排放的工藝廢水。含有大量的煙塵、堿性物質(zhì)、懸浮物及其他有害物質(zhì)，必須進(jìn)行綜合處理，才能達(dá)到國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。脫硫廢水的水量及水質(zhì)與脫硫工藝、燃料成分、煙氣條件及石灰石等多種因素有關(guān)。脫硫廢水處理系統(tǒng)的廢水入口參數(shù)由以上因素確定。
脫硫裝置內(nèi)的廢水在不斷循環(huán)的過(guò)程中會(huì)富集重金屬元素V、Ni、Mg和Cl-等，一方面加速脫硫設(shè)備的腐蝕，另一方面影響石膏的品質(zhì)，因此，脫硫裝置排放一定量的廢水，進(jìn)入脫硫廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)中和、絮凝、沉淀和過(guò)濾等處理過(guò)程，達(dá)標(biāo)后排放。
吸收塔的石膏漿液通過(guò)水力漩流器濃縮，濃縮后的石膏液進(jìn)入真空皮帶脫水機(jī)，水力漩流器分離出來(lái)的溢流液一部分則返回吸收塔循環(huán)使用，另一部分進(jìn)入廢水漩流器，廢水漩流器分離出來(lái)的溢流液進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。
煙氣脫硫工程設(shè)獨(dú)立的廢水處理系統(tǒng)，裝置處理按1～4號(hào)機(jī)組FGD的容量設(shè)計(jì)（假定3、4號(hào)機(jī)脫硫水量水質(zhì)同1、2號(hào)機(jī)），一次建成，處理出力為40t/h。中和箱、沉降箱、絮凝箱、濃縮/澄清器、出水箱、石灰乳制備系統(tǒng)、各類加藥裝置、各類水泵、各類攪拌裝置、板框壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)等。
3 存在問(wèn)題及改進(jìn)措施
因?yàn)槊摿驈U水中含有大量的成分是懸浮物，導(dǎo)致系統(tǒng)加藥量大、運(yùn)行費(fèi)用高、污泥量大，且污泥不論是通過(guò)板框式壓濾機(jī)還是離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，運(yùn)行過(guò)程中都極易出現(xiàn)問(wèn)題，主要問(wèn)題如下：
問(wèn)題一：脫硫廢水實(shí)際排放量長(zhǎng)期維持在25t/h，工藝水消耗量大，造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)又使得廢水處理系統(tǒng)特別是污泥系統(tǒng)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，故障頻發(fā)。
改進(jìn)措施：脫硫廢水排放的主要目的之一就是排出吸收塔經(jīng)循環(huán)濃縮后的Cl-，因?yàn)镃l-濃度過(guò)高一方面加速脫硫設(shè)備的腐蝕，另一方面影響石膏的品質(zhì)。根據(jù)2018年電廠化學(xué)監(jiān)督對(duì)吸收塔和脫硫廢水出水箱的化驗(yàn)結(jié)果，Cl-濃度大部分時(shí)間在1000mg/L-2000mg/L，最低值達(dá)到367mg/L，最高值達(dá)到7833mg/L，距20000mg/L的控制指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。
通過(guò)調(diào)研省內(nèi)電廠兩臺(tái)600MW機(jī)組，脫硫廢水系統(tǒng)每小時(shí)的排放量?jī)H8t/h左右，為了降低脫硫廢水的排放量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，通過(guò)關(guān)閉廢水旋流器部分旋流子進(jìn)出口并調(diào)整廢水給料泵電機(jī)頻率以調(diào)整旋流器入口壓力維持在130kPa左右，將進(jìn)入廢水系統(tǒng)的流量由22t/h兩次降低至目前的9.6t/h，每年可減少脫硫廢水的排放量約10萬(wàn)噸，單此項(xiàng)就可節(jié)約工藝水的消耗量約10萬(wàn)噸/年，節(jié)約用水成本35萬(wàn)元。而吸收塔的Cl-濃度沒(méi)有出現(xiàn)較大幅度的上升，基本維持在1000mg/L-2500mg/L的水平，不會(huì)影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
問(wèn)題二：脫硫廢水處理系統(tǒng)經(jīng)澄清濃縮后的泥漿送入板框式壓濾機(jī)壓縮后的污泥含水量大，且極易粘結(jié)在板框內(nèi)，無(wú)法正常運(yùn)行。
改進(jìn)措施：利用電廠“一爐一塔”脫硫提效改造項(xiàng)目機(jī)會(huì)，將原板框式壓濾機(jī)改為進(jìn)口離心脫水機(jī)，并將污泥輸送泵由螺桿泵改為離心式漿液輸送泵，保證了經(jīng)澄清池濃縮后的泥漿順利輸送至離心脫水機(jī)，經(jīng)離心脫水機(jī)脫水后的污泥可達(dá)到呈半干狀態(tài)成型，滿足裝載外運(yùn)的要求。
問(wèn)題三：將板框式壓濾機(jī)改為離心脫水機(jī)后，離心脫水機(jī)由于進(jìn)料濃度不均勻，多次由于過(guò)力矩造成脫水機(jī)保護(hù)跳閘和機(jī)械保護(hù)銷斷裂，造成離心脫水機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。
改進(jìn)措施：因?yàn)殡x心脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速達(dá)3000轉(zhuǎn)/分，對(duì)進(jìn)料的均勻性要求較高，而污泥輸送泵抽吸澄清池底部濃縮污泥直接泵入脫水機(jī)螺旋內(nèi)部，抽吸的污泥濃度非常不均勻，極易導(dǎo)致離心脫水機(jī)因扭力過(guò)大而跳閘或者直接折斷保護(hù)銷。
為了解決脫水機(jī)進(jìn)料不均勻的問(wèn)題，采取了將中和箱切換出來(lái)，泥漿輸送泵出來(lái)的漿液先送入中和箱，利用中和箱設(shè)置的攪拌器將漿液攪拌均勻，在中和箱下半部分的進(jìn)料口改接自流至離心脫水機(jī)入口，并在管路系統(tǒng)中加裝流量計(jì)，只要注意在離心脫水機(jī)啟動(dòng)時(shí)緩慢增加流量，在入口含固量3%-5%之間，流量可以達(dá)到脫水機(jī)額定流量運(yùn)行，出泥的干濕度也可保證裝載外運(yùn)的要求。
在確保維護(hù)到位的情況下，解決了離心脫水機(jī)不能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行這一難題。
問(wèn)題四：脫硫廢水系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥清運(yùn)成本高，每年約花費(fèi)50萬(wàn)元的清運(yùn)費(fèi)用。
改進(jìn)措施：因近年來(lái)燃煤電廠的經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)下滑，在節(jié)能減排的大環(huán)境下，如何開(kāi)源節(jié)流，減少成本支出成為燃煤電廠內(nèi)部挖掘潛力的重要手段。經(jīng)過(guò)對(duì)脫硫廢水系統(tǒng)污泥的化驗(yàn)分析，其中：CaSO4·2H2O（石膏）含量87.88%，碳酸鈣含量1.42%。僅比脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的石膏中CaSO4·2H2O含量小約5%。
考慮將澄清池的污泥經(jīng)污泥輸送泵送回漿液回收罐，由漿液回收泵送回吸收塔，將其中的石膏和碳酸鈣回收利用，使脫硫廢水污泥與石膏一同排出至真空皮帶脫水機(jī)脫水后作為石膏綜合利用。
問(wèn)題五：澄清濃縮池刮板機(jī)故障率偏高，投運(yùn)以來(lái)出現(xiàn)過(guò)一次刮板拉筋斷裂損壞，兩次主軸連接處斷焊脫落和提升機(jī)構(gòu)損壞無(wú)法提升，刮板機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪箱齒輪斷裂無(wú)法正常投運(yùn)。
改進(jìn)措施：經(jīng)分析，問(wèn)題的關(guān)鍵在于澄清池?zé)o泥位標(biāo)記，經(jīng)澄清的污泥由刮泥機(jī)刮入中心泥坑內(nèi)如沒(méi)有及時(shí)被污泥輸送泵抽吸，勢(shì)必導(dǎo)致污泥厚度增加，大大增加刮泥機(jī)的運(yùn)行負(fù)載，這也是造成刮泥機(jī)多次損壞的主要原因。
通過(guò)上述第一項(xiàng)措施已大大減少了脫硫廢水的排放量，即減少了污泥的產(chǎn)生量。同時(shí)對(duì)刮泥機(jī)進(jìn)行以下技術(shù)改造：
一是傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置有扭矩限制儀，在刮泥機(jī)運(yùn)行時(shí)，一旦超負(fù)荷工作可以輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)給控制箱停機(jī)報(bào)警檢修，在刮泥機(jī)正常運(yùn)行時(shí)可以在DCS上觀察看到工作扭矩的線性變化；
二是改造刮泥板至少250mm高及相關(guān)角度設(shè)置，保證整個(gè)刮泥效果并能起到污泥濃縮后輸送至中心泥孔排出效果。
三是為確保刮泥效果刮泥機(jī)刮板為Z型構(gòu)造，且合理分布于兩組長(zhǎng)刮臂上并在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)同一位置可以刮集污泥2次，相鄰前后兩塊刮板刮泥軌跡需首位重疊，泥坑位置刮板需伸入到泥坑內(nèi)；
四是為防止中心泥坑的污泥板結(jié)，在中心泥坑內(nèi)需設(shè)置有小刮板適當(dāng)攪動(dòng)泥坑內(nèi)的污泥，便于管道排泥，并設(shè)置固定支撐保證主軸運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定及同心度；
五是刮泥機(jī)傳動(dòng)主軸及刮泥機(jī)主軸為過(guò)盈配合聯(lián)軸器鏈接，可以高效的滿足強(qiáng)度的要求傳遞扭矩，并保證運(yùn)行過(guò)程中不易脫落；
六是在刮泥機(jī)的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有可以手動(dòng)提升的裝置，在必要的情況下可以手動(dòng)操作提升刮泥板分層刮集污泥，提升范圍保證有0-300mm的提升行程。
以上問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重地影響到脫硫廢水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，且造成投入大、成本高，為了解決這些長(zhǎng)期困擾電廠環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問(wèn)題，技術(shù)人員近幾年來(lái)進(jìn)行了一系統(tǒng)的改進(jìn)措施，并取得了較為明顯的效果。
4 結(jié)束語(yǔ)
脫硫廢水排放的目的主要是控制吸收塔漿液中的氯離子、重金屬含量，電廠通過(guò)化學(xué)化驗(yàn)監(jiān)督脫硫廢水中氯離子濃度和重金屬的含量，結(jié)合機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，及時(shí)調(diào)整脫硫廢水的流量，使脫硫廢水的流量由較大固定不變流量調(diào)整為動(dòng)態(tài)排放，大大減少了系統(tǒng)對(duì)工藝水的需求量，同時(shí)也減輕了脫硫廢水系統(tǒng)設(shè)備的處理壓力。
另外通過(guò)將脫硫廢水澄清濃縮后的漿液回收回吸收塔，使污泥與石膏一起排出，由真空皮帶脫水機(jī)脫水，可以取消絮凝劑和離心脫水機(jī)等處理設(shè)備，大大降低了運(yùn)行維護(hù)成本。經(jīng)初步測(cè)算，年可節(jié)約用水、維護(hù)費(fèi)用、污泥清運(yùn)費(fèi)用、加藥費(fèi)用等上百萬(wàn)元。
運(yùn)行實(shí)踐表明，改造后的脫硫廢水沉淀處理方式對(duì)脫硫石膏和漿液無(wú)不良影響。且可以通過(guò)調(diào)整脫硫廢水排放量來(lái)調(diào)整吸收塔漿液中的氯離子和重金屬含量，極大地改善了脫硫廢水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
