超低排放改造对脱硫水平衡影响及对策

Summary：脱硫系统水平衡是指进入脱硫系统的所有水量和排出水量可以达到动态平衡。在脱硫过程中，来水主要包括除雾装置洗涤水，制浆用水，真空脱水装置洗涤水和其他辅机的机械密封冷却水以及管道冲洗水。水的消耗包括余热蒸汽的蒸发携带、进入下一阶段处理装置的脱硫废水、石膏的结晶水和游离水。其中余热蒸汽的蒸发携带占比最大，但受到环境温度和季节影响也极大。目前，大部分电厂都需要对脱硫设备和系统进行进一步改造，尽可能减少其它设备用水汇集至脱硫系统，同时增加脱硫废水的排放和处理，来达到脱硫系统水平衡的目的。造成脱硫系统水平衡问题主要是由于改造后浆液循环系统和高效除雾装置的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 增加了进入水量减少了排出水量，脱硫废水又因为其腐蚀性导致难以回收利用并容易造成再次污染排出受限，系统内的水来源多而去处少使脱硫系统水平衡失衡。

Keys：超低排放；脱硫水平衡；措施

随着工业的发展，环境形势日益严峻，大气污染日益严重，雾霾、酸雨等大气环境问题频繁发生，国家陆续出台了一系列的政策进行应对，《全面实施燃煤电厂超低排放 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 》。按照超低排放的要求，在基准氧含量6%的条件下，烟尘、SO2、NOx 排放浓度分别不高于 5 mg /m3、50 mg /m3。其中，烟尘达到超低排放要求，技术路线普遍采用两种方式，一是在脱硫设施尾部增设湿式电除尘器; 二是基于湿法脱硫的协同除尘器。而这两种方式因为在运行过程中引进新的工艺水进入了脱硫系统，对脱硫系统的水平衡和效率均造成了较大的影响，如何能既达到除尘的目的，又不对脱硫系统造成重大伤害，成了急需解决的问题。

一、脱硫系统的超低排放改造

在脱硫系统的物料平衡中，水平衡是其中重要的组成部分，国内脱硫普遍采用石灰石强制氧化工艺，水平衡设计也具有自身特点。在石灰石强制氧化工艺中，固体副产物是具石膏，因此随副产物带走的自由水相当少，而蒸发消耗的水量要大得多，这是因为鼓入浆液中未饱和的氧化空气增加了水分的蒸发。对氯化物浓度的不同控制、吸收塔性能对氯化物浓度的敏感程度以及是否对耗水量提出严格的设计要求等因素，可能造成废水排放量相差很大。工艺水平衡设计是基于锅炉连续满负荷运行，当锅炉在低于额定工况下运行时，使烟气饱和以及随固体副产物带离系统而造成的水耗量将按比率减少，但转动机械密封水，冷却水和除雾器冲洗水一般不会按比例下降，在这种情况下，补加水量可能会多于损失的水量，这种情况称作“正水平衡”。如果长时间出现正平衡，则会出现吸收塔液位无法控制，除雾器无法冲洗等问题，此时，要么增加排放水量，要么采取措施减少加入工艺中的补加水量。经调研，某电厂城市空气污染物传输通道之一。其总容量为 270 万千瓦时。通过超低排放改造，使其污染物的排放量控制在国家规定的范围内，同时还进一步减少了能耗。通过对该电厂脱硫系统实际运行情况进行深入调研，分析超低排放改造完成后对该电厂脱硫系统水平衡造成的影响和解决方法。该电厂超低排放改造的方案为 ：低氮燃烧器 + SCR（选择性催化还原）+ 带有低燃烧气体脱硝的合成加热器低温节能器系统 ESP + 干式 + 湿式 FGD（烟道气脱硫，烟气脱硫）+ 湿式脱硫塔串级静电除尘器。升级改造后机组大气污染物排放指标均优于超低排放限值要求。同时对于烟尘超低排放调节节能技术的应用而言，其节省的煤耗超过 50 克 / 千瓦时。但实际运行状况有优点也有缺点。改造后机组减少了污染物的排放量，但也出现了省煤器泄露、粉尘堵塞等问题，同时改造中高效除雾装置的应用和有色烟羽的治理也影响到脱硫系统水平衡的控制工作。

二、脱硫系统的水平衡存在的问题

在脱硫设备的运行过程中，水平衡通常是脱硫工艺的重要组成部分。在石灰石作为脱硫剂的氧化过程里，保持一定量的脱硫废水的排出可以限制浆液中氯离子的含量保证脱硫反应的高效，同时也可以降低防腐材料的使用成本和维护费用，保证设备系统的运行安全。另外，反应过程中产生了可利用的固体产物石膏，从石膏利用的角度考虑，需要增加滤饼冲洗水进行冲洗以降低石膏内氯离子含量，产生的废水又回到脱硫系统加剧了水平衡的问题。最初构建的强制氧化 FGD 系统使用混合有一定量工艺用水的循环水作为除雾器洗涤水，但是现在除雾器只能用工业用水冲洗，并且高效除雾设备的应用增强了在除尘过程中捕获液滴的能力，这部分水最后都回到了吸收塔。同时来自水环真空泵、真空带式脱水机和其他辅机的水源也在源源不断的进入脱硫系统，但系统内通过蒸发消耗的水量非常有限且受环境温度和季节的影响很大。基于对氯化物浓度的控制、吸收剂性能对氯化物浓度的敏感性以及对水（或废水）的消耗等等因素，决定了在超低排放改造中必须对废水排放方面施加严格的设计来解决湿法脱硫对于脱硫系统水平衡的影响。

三、脱硫系统水平衡的方式

首先是保证脱硫设备设计的合理性，要想解决改造后产生的水平衡问题，那就得根据实际情况对设备和运行方式进行优化和改进。想要加强脱硫系统水平衡，需要从原理上知道或掌握脱硫系统运行过程中哪个地方消耗水，哪个地方需用的水是回流的、哪个地方的水是排掉的不回系统里了。接着从运行调节和设备优化上来想办法，比如调控排烟温度，温度越高带走的水分就越多。控制工业冷却水、轴承冷却水等回到系统里来。尽可能优化除雾器冲洗方式来降低进入脱硫系统的水量等等。具体可以从下面几个方面来进行优化 ：（1）增加石灰石浆液的密度。假设石灰浆液和供应系统运行正常，石灰悬浮液的工作密度可以从设计值 1233 kg/m3（固体含量30％）增加到 1315 kg/m3（38 ％固体）。增加时，按照负荷为 70％计算，将降低 39.3 t/h 的石灰石制浆用水量。（2）负荷较高时，适当增加脱硫入口烟温来提高烟气带水量。（3）严格控制废水回用水进入工艺水箱的 PH 值，因为回用水为脱硫浆液制备提供水源，当回用水 PH 值较低时，配置的浆液 PH 值也低，造成吸收塔持续补浆，系统中进入的必需水量增加。（3）优化除雾器冲洗方式。将原始除雾器冲洗程序的执行时间间隔从 6 小时改变到 8 小时。但是所有冲洗单元必须加强定期维护，利用检修机会对除雾器的内部进行了彻底的检查和清洁。（4）加强水的回用及调整。通过改造将部分转机设备的冲洗水用石膏滤饼的洗涤水替代，把转机设备的冷却水收集至集液槽并进入制浆系统，使这两部分水被回收和再利用，冷却水的水量减少了而又不影响设备的运行。同时在保证运行安全的前提下，减少设备启停次数和减少浆液管道的冲洗时间。（5）动态和灵活的调整石膏滤饼的洗涤水。根据吸收塔浆液中氯离子的浓度和运行中的石膏旋流器的投入数量，来灵活调整对滤饼的冲洗水级数和大小。这不仅可以降低石膏中氯离子的含量满足生产厂家的使用要求，而且可以尽可能的减少进入脱硫系统的水量，避免产生不必要的浪费。

根据相关的除雾设备提高了在除尘过程中捕获液滴的能力，而且还减少了烟气携带的水分，从而进一步产生水平衡问题。同时，在实际运行过程中，不断增加的新型设备又进一步加大了进入吸收塔水量。因此，要降低超低排放改造对脱硫水平衡的影响，就需要在脱硫系统超低改造和实际运行过程中，通过对回收水系统和废水处理系统进行优化，加强运行调整，来最终实现脱硫系统水平衡。

Reference：

[1] 郭 俊，杨 叶凯．湿法脱硫协同除尘机理及超低排放技术路线选择［J］． 电力科技与环保，2017，33( 2) : 9 － 14．

[2] 魏新，宁翔，茹宇，漆聪，肖海平. 发电厂脱硫系统串联塔的水平衡及液位控制 [J]. 浙江电力，2018，37（03）：77–81.

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