文 _ 張桂平 廣東珠海金灣發(fā)電有限公司

近年來(lái)國(guó)家對(duì)燃煤電廠煙氣排放要求日趨嚴(yán)格。2011年實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)污染物排放濃度創(chuàng)歷史最嚴(yán)要求；2014年國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，要求新建燃煤發(fā)電機(jī)組NOX、SO2及粉塵在基準(zhǔn)氧含量6%條件下排放濃度閾值達(dá)到50mg/m3、35mg/m3、10mg/m3，一些地方政府在國(guó)家文件的基礎(chǔ)上提出了“50355”的超低排放要求；2015年，三部委再次聯(lián)合印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，要求東部、中部和西部地區(qū)燃煤機(jī)組分別在2017年、2018年和2020年前完成超低排放改造。為響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策，多數(shù)燃煤電廠在脫硫系統(tǒng)后面增加了濕式電除塵器，本文主要討論的就是新增濕式電除塵器后水量的合理控制，實(shí)現(xiàn)濕式電除塵器的廢水零排放。

1 濕式電除塵器工藝技術(shù)

本文討論的發(fā)電機(jī)組是國(guó)產(chǎn)2×600MW超臨界燃煤機(jī)組，脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法工藝，單塔，設(shè)置GGH，濕式電除塵器位于吸收塔出口和GGH入口之間，雙室1電場(chǎng)臥式、板式濕式電除塵器，收塵面積9386m2，附屬系統(tǒng)包括補(bǔ)水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)。設(shè)計(jì)極板水膜水量（連續(xù)使用）95.1t/h，NaOH（32%）消耗量0.15t/h，BMCR工況工業(yè)補(bǔ)充水量和外排廢水量27.2t/h。

1.1 本體用水

濕式電除塵器本體用水包括三路，分別用于沖洗入口氣流均布板、陽(yáng)極板和陰陽(yáng)極系統(tǒng)同時(shí)沖洗。陽(yáng)極板是連續(xù)噴淋，在電除塵正常投運(yùn)過(guò)程中進(jìn)行，用來(lái)清除陽(yáng)極板收集的霧滴、粉塵等物質(zhì)。水路來(lái)源有兩個(gè)：一個(gè)是循環(huán)用水，用于沖洗電除塵前端的5塊（1#、2#、3#、4#、5#）極板；另一個(gè)來(lái)自工業(yè)水，用于沖洗電除塵后端的2塊（6#、7#）極板，氣體均布板噴淋管路和陰陽(yáng)極同時(shí)沖洗的管路一般在電除塵投運(yùn)期間投運(yùn)，用來(lái)清理氣流均布板和陰陽(yáng)極系統(tǒng)上的污垢等，水路來(lái)源為工業(yè)水。

濕式電除塵器前端4塊陽(yáng)極板噴淋水回收至排水箱，通過(guò)向排水箱添加加氫氧化鈉調(diào)整其pH值至中性，一部分被排水泵輸送至沉淀系統(tǒng)，其余的溢流至循環(huán)水箱。后端的3塊陽(yáng)極板噴淋水回收到循環(huán)水箱，通過(guò)添加加氫氧化鈉調(diào)整其pH值至中性，再通過(guò)循環(huán)水泵輸送供陽(yáng)極板噴淋使用。

1.2 補(bǔ)水系統(tǒng)

補(bǔ)水系統(tǒng)設(shè)置工業(yè)水箱，通過(guò)補(bǔ)水泵加壓沖洗電除塵入口氣流均布板，陰陽(yáng)極系統(tǒng)同時(shí)沖洗，6#、7#陽(yáng)極板，并向其他水箱補(bǔ)水，使用后最終回收到循環(huán)水箱或排水箱，重復(fù)使用。

1.3 循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水的來(lái)源有三路：一是電除塵后端3塊陽(yáng)極板的沖洗水經(jīng)灰斗流入循環(huán)水箱，主要是因?yàn)殡姵龎m后端陽(yáng)極板、陰極線收集的粉塵等污垢量較小，其沖洗水較為干凈，收集的水水質(zhì)較好，直接自流到循環(huán)水箱重復(fù)利用；二是經(jīng)排水箱初步沉淀后的溢流水；三是循環(huán)水箱補(bǔ)水，采用電動(dòng)門調(diào)節(jié)，補(bǔ)水量根據(jù)循環(huán)水箱液位自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。所有進(jìn)入循環(huán)水箱的水再通過(guò)循環(huán)水泵打到電除塵器噴淋使用，管路中安裝了自清洗過(guò)濾器，用于去除循環(huán)水中的懸浮雜質(zhì)，進(jìn)入電除塵后主要用于沖洗電除塵的進(jìn)口段。

1.4 排水系統(tǒng)

電除塵在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)水長(zhǎng)時(shí)間沖洗水收集大量的石膏、粉塵等污垢，使水的含固率逐漸增加，需要定期外排以提高水質(zhì)的清潔度，避免噴嘴堵塞，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)BMCR工況排水量27.2t/h，通過(guò)排水泵輸送至沉淀系統(tǒng)，進(jìn)一步處理或排放。

1.5 液堿貯存與計(jì)量系統(tǒng)

電除塵運(yùn)行過(guò)程中，噴淋水會(huì)吸收煙氣中的SO3和SO2以及吸收塔出口霧滴，具有較強(qiáng)的酸性，為避免系統(tǒng)管道和設(shè)備收到腐蝕，同時(shí)避免污垢在陽(yáng)極板和陰極線上結(jié)垢，需要通過(guò)NaOH調(diào)整循環(huán)水的PH值。NaOH溶液采用汽車運(yùn)輸，經(jīng)卸堿泵提升至堿貯存罐，由堿計(jì)量泵輸送至循環(huán)水箱和排水箱。

1.6 廢水處理系統(tǒng)

廢水處理系統(tǒng)對(duì)排水箱排出高含固率水進(jìn)行處理，采用絮凝—沉淀工藝，頂部溢流的清水自流至清水池，用于沖洗吸收塔除霧器或排放至灰渣水系統(tǒng)，底部沉淀的泥水自流至泥水池，經(jīng)泥水泵輸送到脫硫系統(tǒng)石膏緩沖箱重復(fù)利用。本文所指的廢水即指沉淀池的溢流水和底部泥水，通過(guò)系統(tǒng)水量的調(diào)整和利用，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

2 脫硫濕電一體化運(yùn)行水系統(tǒng)失衡

在水量平衡方面，濕式電除塵器和脫硫系統(tǒng)是一體化設(shè)計(jì)和運(yùn)行，濕式電除塵器的排水經(jīng)沉淀后全部返回脫硫系統(tǒng)，澄清部分用于吸收塔除霧器第一、第二層沖洗水，底泥部分回收至脫硫緩沖箱，繼續(xù)返回吸收塔使用，運(yùn)行過(guò)程中存在兩個(gè)問題：

（1）脫硫系統(tǒng)的用水全部來(lái)自工藝水箱，主要用途包括吸收塔除霧器第三第四層的沖洗、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備機(jī)封水、制漿系統(tǒng)用水和各箱罐補(bǔ)水等，主要通過(guò)調(diào)整除霧器的沖洗頻次來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的水平衡。濕式電除塵器投運(yùn)后回收一部分吸收塔凈煙氣攜帶的霧滴，最終返回脫硫吸收塔，降低了煙氣系統(tǒng)的耗水量，加上濕式電除塵27.2t/h的廢水，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)水平衡失衡，常出現(xiàn)吸收塔液位過(guò)高、除霧器沖洗不及時(shí)壓差上升等問題，機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)水系統(tǒng)失衡情況尤為嚴(yán)峻。

（2）濕式電除塵器外排水量受限時(shí)，電除塵后端的2塊（6#、7#）極板無(wú)法及時(shí)沖洗，運(yùn)行過(guò)程中表面的污垢會(huì)越積越多，降低電除塵運(yùn)行效率，同時(shí)電除塵循環(huán)水含固率逐漸增加，濾網(wǎng)的運(yùn)行效果降低，導(dǎo)致噴嘴大量堵塞，影響除塵器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 系統(tǒng)優(yōu)化方案

濕式電除塵器和脫硫系統(tǒng)一體化水平衡的優(yōu)化方案必須綜合考慮吸收塔除霧器的沖洗、吸收塔液位的可控調(diào)節(jié)、濕式電除塵器極板的沖洗和循環(huán)水的含固率，原系統(tǒng)設(shè)計(jì)吸收塔除霧器第三、第四層沖洗水為工藝水，只有控制工藝水的適當(dāng)使用才能保證除霧器的低壓差。同樣，濕式電除塵器6#、7#極板的沖洗也是工藝水，保證極板的清潔，就必須使用工藝水。因此，系統(tǒng)的優(yōu)化必須在保證有效沖洗頻次的基礎(chǔ)上進(jìn)行。一是降低工藝水的使用量，降低系統(tǒng)用水的攝入量；二是合理利用濕電系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水。

3.1 改造濕式電除塵器陽(yáng)極板沖洗#6管

原設(shè)計(jì)6#管使用的是工藝水，電除塵A側(cè)、B側(cè)各一根，每根管道水流量6.8t/h，優(yōu)化方案是將循環(huán)水管道和工藝水管道連接在一起，在6#管道入口的循環(huán)水和工藝水管道上各增加一個(gè)電動(dòng)隔離閥，優(yōu)化后的6#管道既可使用工藝水，也可使用循環(huán)水，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷等系統(tǒng)運(yùn)行要求調(diào)整水源，當(dāng)該管道使用循環(huán)水時(shí)，可降低濕式電除塵13.6t/h的工藝水?dāng)z入量，降低了50%的排水量。

3.2 吸收塔除霧器沖洗水水源改為濕電廢水

原設(shè)計(jì)濕式電除塵廢水用于沖洗吸收塔第一、二層除霧器，優(yōu)化改造將除霧器沖洗水管道材質(zhì)全部改為316L，在第一、二層和第三、四層之間增加一個(gè)聯(lián)通閥，實(shí)現(xiàn)第三、四層除霧器的沖洗既可以使用濕式電除塵器廢水，也可以使用工藝水。一般情況下，除霧器的沖洗水全部采用濕電廢水，即打開聯(lián)通閥即可，吸收塔用水需求增大時(shí)直接從濕式電除塵系統(tǒng)補(bǔ)水并快速置換，用于沖洗除霧器并向吸收塔補(bǔ)水，如遇檢修或設(shè)備運(yùn)行要求，水源可隨時(shí)切換至原工藝水箱。此措施能夠完全消耗濕式電除塵器產(chǎn)生的廢水量。

3.3 增加一排水管道至鍋爐灰渣水系統(tǒng)

濕式電除塵排水經(jīng)沉淀后含固率較低且顆粒度小，pH值在6上下小范圍波動(dòng)，灰渣水流量約120t/h，pH值約為10，將這個(gè)排水輸送至灰渣水系統(tǒng)，不會(huì)增加灰渣水處理系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，且能有效降低灰渣水的pH值，脫硫濕電一體化水平衡改造時(shí)，在濕式電除塵器水處理系統(tǒng)至吸收塔除霧器的母管上增加一路支管到鍋爐灰渣水處理系統(tǒng)，作為廢水的緊急排放點(diǎn)，并在灰渣水系統(tǒng)中循環(huán)使用，解決因突發(fā)情況造成系統(tǒng)水量過(guò)多的問題。這也為濕電酸性廢水和灰渣水堿性廢水中和研究建立了新的課題，包括氯離子富集，有待深入研究。

4 系統(tǒng)優(yōu)化后運(yùn)行效果

系統(tǒng)優(yōu)化改造后，通過(guò)設(shè)備運(yùn)行和停機(jī)檢查對(duì)脫硫濕電一體化水量控制、陽(yáng)極板沖洗效果、除霧器沖洗水管路和除霧器表面清潔度等進(jìn)行全面跟蹤檢查，運(yùn)行效果良好。

（1）濕電產(chǎn)生的廢水完全回收至脫硫系統(tǒng)使用，包括用于沖洗除霧器的澄清水和濕電沉淀池的污泥，污泥排至緩沖箱后返回吸收塔使用，未造成脫硫系統(tǒng)水量過(guò)多的問題，且吸收塔用水需求量增大時(shí)，能及時(shí)通過(guò)濕式電除塵器補(bǔ)水置換獲得，滿足除霧器實(shí)時(shí)沖洗要求。從脫硫濕電一體化運(yùn)行上來(lái)看，在滿足脫硫系統(tǒng)用水的情況下，新安裝的濕式電除塵器沒有增加清潔水的消耗量。

（2）濕式電除塵水系統(tǒng)沉淀池處理效果沒有因水量的增加收到影響，處理后的酸性澄清水與吸收塔pH值相當(dāng)，未造成系統(tǒng)設(shè)備管道等的腐蝕，除霧器沖洗水管道和噴嘴無(wú)堵塞，除霧器表面干凈無(wú)污垢。

（3）系統(tǒng)優(yōu)化后水系統(tǒng)平衡控制良好，濕電到灰水系統(tǒng)的管路長(zhǎng)時(shí)間處于備用狀態(tài)，未曾投入使用，想要利用濕電用水來(lái)解決灰水系統(tǒng)的堿性符合和鈣鎂離子結(jié)垢問題，需要進(jìn)行充分的流量核算和pH控制，并且根據(jù)運(yùn)行情況持續(xù)跟蹤灰水系統(tǒng)中的氯離子富集情況。

5 結(jié)語(yǔ)

在脫硫系統(tǒng)、濕式電除塵器一體化水平衡控制中，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，將濕式電除塵器陽(yáng)極板沖洗水6#管水源由工藝水改為循環(huán)水，吸收塔除霧器四層除霧器沖洗水水源改為濕式電除塵水系統(tǒng)處理后的澄清水，有效降低了電除塵極板和除霧器沖洗對(duì)清潔水的消耗量，實(shí)現(xiàn)了脫硫濕電一體化運(yùn)行的水量控制和濕式電除塵器的廢水零排放，改造后設(shè)備運(yùn)行正常、系統(tǒng)控制高效，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]GB13223-2011，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]發(fā)改能源[2014]2093號(hào)，煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-1020年）[Z].

[3]環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)，全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案[Z].

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