內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司石灰石-石膏濕法脫硫廢水系統(tǒng)優(yōu)化研究

摘要：內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司2×600 MW機(jī)組是我國(guó)安裝在緯度最高、氣候最寒冷地區(qū)的空冷機(jī)組，年度最低環(huán)境溫度可達(dá)-53.1 ℃。2016年，公司兩臺(tái)機(jī)組分別進(jìn)行了超低排放改造并于同年順利通過超低排放竣工驗(yàn)收。自2010年投產(chǎn)以來(lái)，公司脫硫廢水處理系統(tǒng)一直處于高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備老化情況嚴(yán)重，運(yùn)行成本較高，設(shè)備維護(hù)量大。針對(duì)以上問題，2019年內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司進(jìn)行了脫硫廢水處理系統(tǒng)的升級(jí)改造，通過加裝自動(dòng)加藥裝置、高低壓泵改造、真空皮帶脫水機(jī)代替板框式壓濾機(jī)壓泥等方式全面優(yōu)化脫硫廢水處理系統(tǒng)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：600 MW機(jī)組;脫硫廢水系統(tǒng);自動(dòng)加藥裝置;COD;系統(tǒng)優(yōu)化

0 引言

內(nèi)蒙古國(guó)華呼倫貝爾發(fā)電有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)華呼貝）脫硫廢水處理系統(tǒng)的廢水固含量高達(dá)6%～8%，脫硫廢水處理系統(tǒng)所屬設(shè)備常年高負(fù)載運(yùn)行，造成脫硫廢水處理系統(tǒng)進(jìn)水懸浮物、重金屬等含量超標(biāo)，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)老化、腐蝕等問題。同時(shí)，在呼倫貝爾市環(huán)保局下發(fā)的排污許可證中，對(duì)脫硫廢水的總汞、總鎘、pH值、總鉛、化學(xué)需氧量、懸浮物許可排放濃度限值提出要求，根據(jù)目前脫硫廢水現(xiàn)狀及上述要求，國(guó)華呼貝通過系統(tǒng)改造和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水處理系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行，并達(dá)到《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》（DL/T 997—2006）要求，保證了脫硫廢水處理系統(tǒng)的安全、高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

1 脫硫廢水系統(tǒng)概況

國(guó)華呼貝2臺(tái)機(jī)組公用1套15 m3/h處理能力的脫硫廢水處理系統(tǒng)，主要采用傳統(tǒng)的三聯(lián)箱技術(shù)，脫硫廢水通過中和（堿化）、沉降、絮凝處理后，經(jīng)澄清器進(jìn)行濃縮，將廢水中的清水排至出水池內(nèi)，再經(jīng)pH調(diào)節(jié)后達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)澄清器濃縮后的污泥送至板框壓濾機(jī)脫水，壓成泥餅后運(yùn)送至灰場(chǎng)掩埋。脫硫廢水處理系統(tǒng)包括廢水處理系統(tǒng)、化學(xué)藥品儲(chǔ)存加藥系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等3部分，其中化學(xué)藥品儲(chǔ)存加藥系統(tǒng)包括石灰乳加藥系統(tǒng)（至中和箱）、有機(jī)硫化物加藥系統(tǒng)（至沉降箱）、FeClSO4加藥系統(tǒng)（至絮凝箱）、助凝劑加藥系統(tǒng)（至絮凝箱）、鹽酸加藥系統(tǒng)（至出水池）。

2 脫硫廢水系統(tǒng)存在的問題

2.1? ? 廢水處理系統(tǒng)

國(guó)華呼貝脫硫廢水處理系統(tǒng)的廢水固含量高達(dá)6%～8%，導(dǎo)致脫硫廢水處理系統(tǒng)進(jìn)水懸浮物含量過高，已經(jīng)造成三聯(lián)箱內(nèi)部襯塑腐蝕脫落、澄清器中心桶變形、澄清器減速機(jī)有異音等缺陷。此外，高低壓泵采用立式螺桿泵，污泥池內(nèi)部含固量高、阻力大，經(jīng)常造成高低壓給料泵機(jī)械密封頻繁泄漏、出口管路堵塞、攪拌器葉片腐蝕脫落等，導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)工作量極大，嚴(yán)重影響了脫硫廢水系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.2? ? 污泥脫水系統(tǒng)

污泥脫水系統(tǒng)主要由高壓水泵及板框式壓濾機(jī)濾板組成，其中板框式壓濾機(jī)濾板已有多塊變形，濾布破損，板框式壓濾機(jī)油站低壓泵出力不足，造成板框式壓濾機(jī)設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。板框式壓濾機(jī)配置僅1臺(tái)，一旦板框式壓濾機(jī)出現(xiàn)故障或進(jìn)行定期檢修，會(huì)導(dǎo)致脫硫廢水系統(tǒng)不能正常壓泥，吸收塔存在氯離子升高的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備使用壽命造成嚴(yán)重影響。

2.3? ? 化學(xué)加藥系統(tǒng)

脫硫廢水加藥系統(tǒng)所需藥劑有機(jī)硫、硫酸氯化鐵以及助凝劑溶液的物理性質(zhì)比較黏稠，且均具有一定的腐蝕性和刺激性，一旦結(jié)晶會(huì)引起泵或管路堵塞，極易導(dǎo)致泄漏，進(jìn)而造成無(wú)法將藥劑輸送至三聯(lián)箱。此外，藥劑反應(yīng)受水質(zhì)、水量變化的制約，短時(shí)間內(nèi)難以通過人工加藥調(diào)整達(dá)到廢水排放要求，系統(tǒng)缺點(diǎn)較為明顯。

綜上，脫硫廢水系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)，設(shè)備故障率較高，嚴(yán)重影響脫硫廢水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，脫硫廢水系統(tǒng)一旦停運(yùn)，吸收塔中的氯離子將升高，對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的吸收塔設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，影響設(shè)備使用壽命，甚至面臨環(huán)保超標(biāo)、機(jī)組停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)，因此脫硫廢水系統(tǒng)優(yōu)化改造已經(jīng)迫在眉睫。

3 脫硫廢水系統(tǒng)優(yōu)化與改造

3.1? ? 脫硫廢水三聯(lián)箱加藥系統(tǒng)改造

傳統(tǒng)的廢水處置方式通過加藥泵將石灰乳、有機(jī)硫化物、FeClSO4加入到三聯(lián)箱中，對(duì)廢水進(jìn)行中和、絮凝、沉降處理，從而達(dá)到廢水達(dá)標(biāo)目的，缺點(diǎn)是所加藥的種類較多，造成人力、物力損失較大，此外藥劑特性極易腐蝕加藥泵，管道容易堵塞。PMC高分子團(tuán)簇藥劑是國(guó)內(nèi)一種新型的廢水處置藥劑，國(guó)華呼貝根據(jù)自身設(shè)備特點(diǎn)，利用PMC高分子團(tuán)簇藥劑與原有的三聯(lián)箱技術(shù)相結(jié)合，在三聯(lián)箱的絮凝箱上方加裝自動(dòng)加藥裝置，通過整合原有5種藥劑進(jìn)行優(yōu)化，只需添加一種干粉藥劑替代一步完成混凝、絮凝，而無(wú)需配置溶液，以滿足脫硫廢水系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，且出水滿足排污許可證中對(duì)各監(jiān)測(cè)參數(shù)的限值要求，解決了加藥系統(tǒng)設(shè)備繁雜、管道堵塞、加藥種類多等問題，并增加了系統(tǒng)冗余性。另外，為保證廢水在反應(yīng)器中充分反應(yīng)，將中和箱及絮凝箱攪拌器更換為高速攪拌器，在中和箱中加裝曝氣系統(tǒng)，以防止淤泥沉降堵塞，加快絮凝過程，使絮凝分離效果更好。PMC高分子團(tuán)簇藥劑的應(yīng)用，縮短了廢水在處理構(gòu)筑物中的停留時(shí)間，提高了脫硫廢水系統(tǒng)的處理效率，減少了原加藥系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約運(yùn)行成本，極大地減少了設(shè)備維護(hù)量。最重要的是，該藥劑的應(yīng)用無(wú)需鹽酸加藥存儲(chǔ)系統(tǒng)，減少了電廠的一個(gè)危險(xiǎn)源，消除了安全隱患。

3.2? ? 軟管泵在脫硫廢水系統(tǒng)中的應(yīng)用

脫硫廢水高低壓泵采用螺桿式立式泵，用于將污泥池廢水輸送至板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓泥。運(yùn)行過程中，脫硫廢水對(duì)螺桿泵內(nèi)部定子、轉(zhuǎn)子腐蝕較大，脫硫廢水含固量大，高低壓泵采用立式泵，造成運(yùn)行過程中振動(dòng)較大，不能正常輸送污泥，導(dǎo)致脫硫廢水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。此外，高低壓螺桿泵揚(yáng)程不能滿足介質(zhì)的遠(yuǎn)距離輸送要求，從而導(dǎo)致無(wú)法將脫硫廢水污泥輸送至真空皮帶脫水機(jī)處（國(guó)華呼貝的真空皮帶脫水機(jī)在工藝樓，距離脫硫廢水系統(tǒng)約2 km），為保證系統(tǒng)能正常壓泥，經(jīng)專業(yè)討論及系統(tǒng)內(nèi)調(diào)研，決定采用臥式軟管泵代替螺桿泵進(jìn)行壓泥，軟管泵強(qiáng)大的干式自吸能力可以替代螺桿泵進(jìn)行污泥輸送，且避免了泵運(yùn)行過程中的振動(dòng)。軟管泵的應(yīng)用，減少了設(shè)備維護(hù)量，提高了設(shè)備穩(wěn)定性，為后續(xù)真空皮帶脫水機(jī)的壓濾機(jī)改造做好準(zhǔn)備工作。

3.3? ? 將脫硫廢水污泥輸送至真空皮帶給料機(jī)

脫硫廢水系統(tǒng)的板框式壓濾機(jī)設(shè)備老化，且板框壓濾機(jī)造價(jià)較高，在基建時(shí)并未設(shè)置備用板框式壓濾機(jī)，板框式壓濾機(jī)機(jī)械部件較為復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，且液壓缸壓力較高，一旦發(fā)生泄漏會(huì)造成不可估量的損失，一旦板框壓濾機(jī)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致廢水系統(tǒng)無(wú)法壓泥，進(jìn)而導(dǎo)致廢水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。國(guó)華呼貝借鑒其他廠經(jīng)驗(yàn)，將脫硫廢水系統(tǒng)的高低壓泵出口母管至工藝樓石膏旋流站底流箱的入口管道對(duì)接，管道從脫硫廢水系統(tǒng)經(jīng)脫硫區(qū)域管廊至工藝樓石膏旋流站底流箱處，脫硫廢水高低壓泵出口母管及石膏旋流站底流箱進(jìn)口管處分別加裝隔離閥，將脫硫廢水高低壓泵出口與廢水輸送泵至三聯(lián)箱入口三通處對(duì)接，將工藝樓廢水輸送泵出口與石膏旋流站至濾液水箱管道處對(duì)接，利用廢水輸送泵至脫硫廢水三聯(lián)箱管道進(jìn)行污泥輸送，作為脫硫廢水高低壓泵出口母管至工藝樓石膏旋流站底流箱入口管道的備用管道，板框式壓濾機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，通過新鋪設(shè)的脫硫廢水高低壓泵出口母管至工藝樓石膏旋流站底流箱入口管道，或脫硫廢水高低壓泵經(jīng)過廢水泵母管進(jìn)入石膏旋流站底部，達(dá)到啟動(dòng)真空皮帶脫水機(jī)代替板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水排泥的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)華呼貝通過以上多種方式的設(shè)備改造和優(yōu)化，切實(shí)解決了脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行存在的諸多問題，為保證脫硫廢水系統(tǒng)懸浮物、重金屬等污染物達(dá)標(biāo)起到重要作用。截至目前，經(jīng)過專業(yè)檢測(cè)，脫硫廢水處理裝置2號(hào)澄清器出水的pH值為8.66（標(biāo)準(zhǔn)為6～9），懸浮物為53.4 mg/L（標(biāo)準(zhǔn)≤70 mg/L），COD為148 mg/L（標(biāo)準(zhǔn)≤150 mg/L），所測(cè)2號(hào)澄清器出水水質(zhì)各項(xiàng)重要指標(biāo)均達(dá)到要求，今后將對(duì)脫硫廢水系統(tǒng)出水的后續(xù)處理進(jìn)行進(jìn)一步研究和完善。

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收稿日期：2020-06-03

作者簡(jiǎn)介：孔騫（1989—），男，遼寧綏中人，工程師，研究方向：脫硫脫硝。