石灰石-石膏烟气湿法脱硫废水处理方式优化 4页

第33卷第5期华电技术Vo1．33No．52011年5月HuadianTechnologyMav．2011石灰石一石膏烟气湿法脱硫废水处理方式优化李新法，王祖涛(华电国际邹县发电厂，山东邹城273522)摘要：论述了脱硫废水处理的意义，介绍了传统废水处理方法及其存在的问题。针对华电国际邹县发电厂脱硫废水处理系统的现状，提出了将专门的废水处理系统改为与灰浆混排的脱硫废水排放方案。改造后，降低了废水中污染物的含量，减轻了灰浆管道的结垢堵塞程度，达到了节能与环保的目的。关键词：湿法脱硫；石灰石一石膏；废水处理；排放；节能中图分类号：X703文献标志码：B文章编号：1674—1951(2011)05—0070—04脱除烟气中的硫化物。在脱硫过程中，烟气脱硫0引言FGD(FuelGasDesulfurization)装置也将产生一定量火力发电厂石灰石一石膏烟气湿法脱硫过程产的废水，这些副产物的综合pH值偏低(4．5—6．5)生的废水来源于吸收塔排放水。为了维持脱硫装置并含有大量的污染物，包括氯离子、汞、铅、镍、锌等浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分重金属以及砷、氟等非金属，对周围环境及人身健康(氯)浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统均存在一定危害，必须综合考虑其去除效率和程中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清度。脱硫废水处理就是以化学、机械方法分离重洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱金属和其他可沉淀的物质，将其控制在排放标准内。和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家2传统废水处理方式的分类环保标准中要求严格控制的第一类污染物⋯。采取何种废水排放处理方式才能确保处理后的产物达根据烟气脱硫废水的水质特点和不同电厂的实到排放标准，从而避免周围环境免受污染，保护人民际情况，脱硫废水的处理方法综合起来主要有身体健康，是火力发电厂脱硫部门必须解决的重要3种。问题。2．1直接抛弃排放法华电国际邹县发电厂(以下简称邹县电厂)三将脱硫废水与经浓缩的副产品石膏混合后排至期2×600MW、四期2×1000MW脱硫系统投产后灰场堆放。这种方法适用于副产品石膏完全抛弃、共用1套废水处理系统，由于设计安装及设备质量不综合利用的湿法脱硫工艺系统。其优点是系统简问题，废水处理系统自运行以来频繁出现脱泥效果单、运行维护投入少。但因抛弃的副产品石膏占用差、废水旋流子损坏、废水处理后仍超标等问题。同土地面积大，分解的石膏粉末仍具有一定毒性，不适时，整套废水处理系统设备运转费用过高，不符合电应目前国家对节能环保的要求，此种处理方式逐渐厂节能要求，在一定程度上影响了脱硫系统的整体被淘汰。性能。因此，邹县电厂于2008年对脱硫废水排放方2．2烟气蒸发排放法式进行优化，将脱硫废水直接排入二期灰浆池及三将脱硫废水排至电除尘器和空气预热器之间的期灰浆池，旨在通过脱硫废水酸性溶液与灰浆碱性烟道中完全蒸发，所含固态物与飞灰一起收集处置。溶液的中和来达到降低废水污染物含量的目的，同其优点是系统较简单、二次污染小。但这种方法因时对灰浆管道进行酸洗，降低灰浆管道的结垢堵塞技术条件、设施要求等限制，只在某些国家部分领域程度，达到节能与环保的目的。应用，目前我国很少采用。2．3设置专门的脱硫废水处理系统1脱硫废水处理的意义通过专门的脱硫废水处理系统，使处理后的水邹县电厂脱硫系统采用的石灰石一石膏法工艺质满足GB8978-1996((污水综合排放标准》中规定是目前使用最广泛的一种烟气脱硫工艺，它能高效的排放指标。邹县电厂脱硫系统在设计中都设置了专门的系统进行废水处理，将废水进行加药反应后收稿日期：2010—05—13排放或回收利用。该系统包括脱硫装置废水处理系n第5期李新法，等：石灰石一石膏烟气湿法脱硫废水处理方式优化·71·统、化学加药系统和污泥脱水系统等。从目前我国用投入等方面存在差距，致使邹县电厂三期、四期脱火力发电厂的建设形势看，为了石膏的综合利用，提硫废水处理系统运行效果相对较差，主要有以下3高火力发电厂的经济性，多数新建电厂增设了专门个方面的问题。的废水处理系统，至于效果如何，有待于进一步探讨(1)占用设备多。从脱硫废水进料到达标清水分析。排放，整套系统共有大、小设备38台，管道、阀门更是不计其数。部分设备缺陷频繁，经常出现离心机3脱硫废水处理原理及存在的问题脱泥效果差、废水旋流子损坏等缺陷，致使废水处理3．1脱硫废水处理原理系统不能正常、连续运行。(1)来自FGD的废水浆液由废水给料泵经旋流(2)运行控制难。由其过程原理可以看出，其器送至中和箱中。在废水处理的中和箱内，采用加废水处理工序相当繁琐，整个过程衔接严密，任何一NaOH的方式将废水的pH值调升至9．0—9．5，在个环节出现问题，都会影响整套系统的运行。受锅该过程中，大部分重金属形成微溶的氢氧化物从废炉燃煤质量及脱硫吸收塔运行工况影响，废水的水水中沉淀出来。质变化也比较大，导致各种反应剂的加药量较难控(2)当pH值达到9．0～9．5时，大多数重金属制，进而影响废水处理效果。离子均形成了难溶的氢氧化物。同时，石灰浆液中(3)投入成本高。整套系统运行需要消耗大量的Ca还能与废水中的部分F一反应，生成难溶的厂用电和大量反应药剂，维护检修工作量也相当大。CaF；与As¨络合生成Ca(AsO。)等难溶物质。但而最终处理生成的产物，除了部分合格水能循环使此时Pb，Hg仍以离子形态留在废水中，所以，在用外，其他产物(如污泥等)最终还需要用汽车外运反应箱中加入有机硫化物(TMT一15)，使其与抛弃，投入与产出相比过于悬殊。Pb¨，Hg反应，形成难溶的硫化物，以固体的形式由于上述原因，脱硫废水处理系统运行维护不沉淀出来。仅消耗了大量人力、物力，还不能保证连续稳定运(3)经前2步化学沉淀反应后，废水中还含有许行。当系统故障时，超标的废水只能排回吸收塔内，多细小而分散的颗粒和胶体物质，在絮凝箱中加入一造成CaC1对CaCO产生同离子效应，抑制石灰石定比例的聚铁和助凝剂等药剂，使它们凝聚成大颗粒在浆液中的溶解；同时，产生的络合物会将ca或而沉积下来。在废水反应池的出口加人阳离子高分CaCO。颗粒包裹起来，使其化学活性严重降低。试子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，验显示，c1一质量浓度从0增加到60g／L，脱硫率可由强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物95．O％最低下降到83．5％，严重影响电厂节能减排。的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积4脱硫废水排放方式优化探讨的絮状物，脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。NaOH加药量根据pH值进行调节，有机硫、絮凝剂和助凝通过对脱硫废水处理技术的不断深入学习，结剂等的加药量根据废水流量按比例调整。合脱硫废水系统运行维护经验，邹县电厂灰检队和(4)加药后的废水自流进入澄清／浓缩器，在澄生产技术部有关人员对三期、四期脱硫废水排放方清／浓缩器中，絮凝物和水得到分离。絮凝物沉降在式制订了改造方案。底部，在重力浓缩作用下形成浓缩污泥，浓缩污泥通4．1改造内容过刮泥装置排除(刮泥装置在澄清／浓缩池的底部2008年，邹县电厂按照改造方案，对三期、四期中心圆锥上，有中心驱动装置)，污泥通过澄清／浓脱硫废水排放系统进行了技术改造。缩器底部管道由泵抽走送至离心脱水机进行污泥脱(1)安装新废水排放管道。将三期回收水泵至水。澄清水由周边溢出箱体，自流至下一级清水箱5，6脱硫吸收塔DN200的母管弯头拆除，更换新中。从澄清／浓缩器上部集水箱中出来的澄清水流制作的DN200一DN150的弯头三通，在三通后面入清水箱，连续检测清水箱排放水的pH值，pH值安装1个DN150的手动蝶阀作为控制门，增设1路超过最高限9．0时，排放水返回清水箱，向水中加入管道分别引至三期5灰浆池及二期灰浆池。盐酸，调节pH值到7．0～9．0后排放。(2)暂停脱硫废水处理系统。将脱硫系统自废3．2存在的问题水给料泵以下的设备全部停运，不再排放至中和箱、上述脱硫废水处理工艺在理论上相对成熟，适反应箱。合于石灰石一石膏法烟气脱硫法的废水处理。但在(3)增加浆液检测点。在三期5灰浆池、二期实际应用中，由于燃煤质量、设备选型、运行控制、费灰浆池增加废水取样点，定期对灰浆池内的浆液进n·72·华电技术第33卷行检测分析。确保废水排放不超标，同时保护除灰使用，整套系统不需再进行维护，化学专业的检修维系统安全运行。护量剧减，运行人员的工作量也相对降低。同时，废4．2效果检验水处理设备的检修费用大幅下降，节约了厂用电。通过上述改造，使脱硫废水酸陛溶液与灰浆碱性4．3系统影响溶液得到了中和，降低了废水中污染物含量；同时，对通过对脱硫废水排放方式的改造，脱硫系统运灰浆管道进行酸洗，降低了灰浆管道的结垢堵塞程行得到优化，取得了明显的效益。该方式运行1年度，达到节能与环保的目的。通过1年多的运行观察后，也逐渐显现出对系统不利的一面，主要表现在2发现，废水处理方式改变后取得了较好的效果。个方面。4．2．1废水排放达到标准4．3．1对除灰系统的影响由表1可见，与二期灰浆池中的浆液进行置换脱硫废水排放至灰浆池后，设备管道内结垢速反应后，三期、四期脱硫系统排出废水中的pH值、度虽然得到延缓，但由于废水中含有cl一、硫酸根等cl一、硫酸根、氟化物均得到了有效控制，取而代之大量酸性物质，对设备管道的腐蚀损坏也相应增强。是可分离的磷酸盐及COD取得了预期效果。截至2010年4月底，二期5台灰浆泵已有3台的过4．2．2灰浆系统得到有效酸洗流部件出现不同程度的腐蚀损坏、管道腐蚀泄漏等将脱硫酸性废水与灰浆碱性溶液相中和，灰浆缺陷，在一定程度上增加了系统运行的不稳定性和系统管道结垢情况相对减轻，仅二期灰浆系统每年检修维护量。计划对过流部件及管道进行防腐处即可节约盐酸量236t，节约了费用。二期灰浆泵酸理，增强系统稳定性。洗统计分析见表2。4．3．2对脱硫系统的影响4．2．3节省了废水处理药品三期、四期脱硫废水排放到湿排灰系统后影响通过初步计算，排往三期5灰浆池及二期灰浆了除灰系统水平衡的调整，除灰系统内水多时脱硫池的废水量，如果用原有废水处理系统进行处理，将废水将无法及时排放，只能通过回收管道重新排入消耗表3中所示的剂量。通过排放方式的优化，节吸收塔，造成吸收塔内浆液“中毒”，影响脱硫效率。省了这笔费用。同时，新增加的废水排放管道由于受现场条件限制，4．2．4运行维护量减少安装布置不合理，堵塞、破裂现象较多，增加了脱硫排放方式改造后，原有脱硫废水设备不再继续系统运行的维护量。表1三期、四期脱硫废水及二期灰浆池检测数据药名类型及药品质量分数全年用量／t单价／元总价／元n第5期李新法，等：石灰石一石膏烟气湿法脱硫废水处理方式优化·73·[J]．电力设备，2007，8(12)：79—81．5结束语[2]金新荣．湿法烟气脱硫装置运行中存在问题及解决措施[J]．电力设备，2006，7(12)：73—75．邹县电厂三期、四期脱硫废水排放方式由专门[3]吴怡卫．石灰石一石膏湿法烟气脱硫废水处理的研究的废水处理系统改为与灰浆混排方式后，取得的效[J]．中国电力，2006，39(4)：75—78．益远大于其不利影响。在今后工作中，邹县电厂将(编辑：刘芳)继续跟踪治理脱硫废水排放过程中遇到的问题，通过技术改造，将其不利影响降到最低，确保脱硫系统作者简介：的安全、经济运行，全面实现节能减排目标。李新法(1963一)，男，山东济宁人，工程师，从事电厂脱硫检修方面的工作(E．mail：lixf_zxc@0(3．tom．cn)。参考文献：王祖涛(1978一)，男，山东济南人，工程师，从事电厂脱[1]胡秀丽．石灰石／石膏湿法烟气脱硫装置运行管理探讨硫检修方面的工作。<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●0●o●<>●<>●<>●<>●<>●<>●0●<>●<>●<>●<>●0●<>●<>●◇●o●0●<>●<>●<>●o●<>●o●<>-<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●(上接第56页)表7完全裂相横差保护和不完全纵差保护的组合方案对所有故障的灵敏性统计灵敏动作数(≥1．5)可能动作数(1．5>K≥1．0)不能动作数(K<1．0)保护的匝间短路相间短路匝间短路相间短路匝间短路相间短路组合方故障位置相同不同分支分支总计相同不同分支分支总计相同不同分支分支总计案编号编号编号编号编号编号分支分支相同不同分支分支相同不同分支分支相同不同完全裂相同槽2192572126442300O3O5OO5磺差I+端部192811041452275680OOO80420O6不完全纵差I(1)总计4l13311761578319883OO083470O11完全裂相同槽21925721264423O0O305005潢差I+不完全纵端部1928l10414522756800OO80420O6差I(1)+不完全纵差I(2)总计411331176157831988300O8347OO11表8完全裂相横差保护+不完全纵差保护l，2的3套主保护对各种内部故障的动作情况同槽故障数端部交叉故障数匝间短路相同短路匝短路相同短路故障能同时灵敏反应的保护套数相同不同分支编分支编小计相同不同分支编分支编小计总计分支分支号相同号不同分支分支号相同号不同0350O8842008694●1l13lO0114133OOOl332472O00OO000888310624721263285981l04l444261529434结束语国产同类型机组内部故障主保护配置提供借鉴。参考文献：通过对构皮滩水电站发电机内部故障进行仿真计算，并综合内部短路保护的动作死区最小、定子绕[1]曹定华，刘栓联．滑压曲线存在的问题及解决方法[J]组任一点短路时至少有2种原理不同主保护灵敏动华电技术，2010，32(3)：11—12．作的故障数最多、电流互感器数量最少、完成短路保(编辑：刘芳)护功能所用的保护方案最简单、发电机中性点侧分支引出最简便等设计原则，确定构皮滩水电站发电机内作者简介：部故障时的主保护配置方案。该配置方案能够保证涂勇(1977一)，男，贵州贵阳人，工程师，从事发电厂运当发电机发生内部故障时，主保护正确动作率达到行方面的工作。97．14％，能使2种不同原理主保护灵敏动作，双重化王贵来(1977一)，男，山东单县人，工程师，从事发电厂程度为95．17％，为机组安全、稳定运行提供保障，为电气技术方面的工作(E-mail：emperorgui@sina．tom)。