文_李保衛(wèi) 滄州市節(jié)能監(jiān)察監(jiān)測中心
華潤電力(渤海新區(qū))有限公司有2臺1150T/h燃煤鍋爐帶2×350MW發(fā)電機組, 采用石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù),一爐一塔,共設(shè)置兩座吸收塔,單臺吸收塔漿液容積約 2400m3;機組燃煤硫分約0.4%,入口含硫量約1000mg/Nm3,兩臺爐每天脫硫廢水出水量約100t(包括約70t廢水原水和約30t廢水處理工藝中配藥用的清水)才能維持兩臺吸收塔氯離子在20000mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)之下,保證脫硫系統(tǒng)正常運行。但脫硫廢水消耗壓力較大,經(jīng)常出現(xiàn)處理后廢水存量較高消耗量小無法投運脫硫廢水處理系統(tǒng)的現(xiàn)象,廢水有外排風(fēng)險,造成吸收塔氯離子最高達(dá)到40000mg/L。環(huán)保要求所有脫硫處理后廢水必須“零排放”,且內(nèi)部消耗不得外排。
按照脫硫廢水“節(jié)源開流”的原則,根據(jù)脫硫廢水處理后出水量大、消耗量小、內(nèi)部消耗壓力較大的現(xiàn)狀,對脫硫廢水處理工藝中廢水收集系統(tǒng)(即需處理的脫硫廢水原水)、廢水加藥及處理系統(tǒng)、廢水排出系統(tǒng)分別分析并進(jìn)行相應(yīng)改造。保證吸收塔氯離子含量達(dá)標(biāo)的同時減少脫硫出水總量,同時增加脫硫出水的消耗量。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,根據(jù)“盡量修舊利廢、不新購置設(shè)備”“系統(tǒng)力求簡單化,減少運行維護(hù)壓力”的原則,通過對系統(tǒng)工藝流程和廢水處理藥品的優(yōu)化,達(dá)到脫硫廢水“零排放”的目的。
2.1.1 原工藝流程
原脫硫廢水處理系統(tǒng)原水取自濾液箱濾液,經(jīng)廢水旋流器旋流后含固量較高的底流進(jìn)入濾液箱回用到吸收塔,含固量較低的溢流進(jìn)入廢水緩沖箱,再由廢水緩沖泵打至三聯(lián)箱進(jìn)行廢水處理。濾液箱濾液除石膏旋流器溢流水外,還會進(jìn)入一些濾布沖洗水箱溢流、脫水區(qū)地坑水(多為機封回水、地面沖洗水)等清水水源,這部分低氯離子的水源會將濾液箱的濾液進(jìn)行稀釋。
2.1.2 優(yōu)化改造方案
優(yōu)化改造后脫硫廢水處理系統(tǒng)原水直接取自石膏旋流器溢流,通過現(xiàn)場管路布置自流進(jìn)廢水緩沖箱,通過廢水緩沖泵打入廢水旋流器進(jìn)行旋流,含固量較高的底流進(jìn)入濾液箱回用至吸收塔,含固量較低的溢流進(jìn)入三聯(lián)箱進(jìn)行廢水處理,此部分濾液為高氯離子濾液。如果系統(tǒng)運行不需要投運脫硫廢水處理系統(tǒng),則廢水緩沖箱液位高后通過箱體溢流管或排放管進(jìn)入濾液箱。
2.1.3 改造效果
因廢水緩沖箱在二樓,濾液箱在一樓,改造后不但能節(jié)省電耗費用,而且減少了循環(huán),減少了管路磨損。經(jīng)過運行試驗結(jié)果比對,原工藝脫硫廢水系統(tǒng)需日處理原水量在70t左右,廢水原水才能達(dá)到脫硫系統(tǒng)安全運行設(shè)計吸收塔氯離子低于 20000mg/L的要求。而脫硫廢水取水水源改造后,日處理原水約 50 t即可保證吸收塔氯離子低于 20000mg/L。改造前后脫硫廢水原水化驗結(jié)果如表1所示,因每次化驗結(jié)果不同,取平均約數(shù)。從化驗結(jié)果看,改造后脫硫廢水原水的懸浮物和氯離子都稍增加,詳見表1。
表1 改造前后脫硫廢水原水化驗結(jié)果
改造后吸收塔氯離子含量與脫硫廢水處理量關(guān)系對比如圖1所示, 試驗周期一個月,化驗數(shù)據(jù)12次。從實驗結(jié)果看,脫硫廢水日處理原水量可少約20t/d。
圖1 吸收塔氯離子含量與脫硫廢水處理量折線圖
2.2.1 原工藝流程
原脫硫廢水處理系統(tǒng)分為中和(調(diào)節(jié)pH值)、有機硫沉降水中的重金屬、絮凝劑去除水中的懸浮物、濃縮澄清、加藥氧化降低COD幾個步驟處理脫硫廢水,處理后廢水符合國家標(biāo)準(zhǔn)后,內(nèi)部消耗使用。
2.2.2 優(yōu)化改造方案
通過充分調(diào)研,確定優(yōu)化改造后只用一種藥劑(高效混凝劑粉末,無需加水配制),就可以代替原來的石灰乳調(diào)節(jié)pH 值、有機硫、絮凝劑、助凝劑、氧化劑(用射流曝氣器曝氣 代替降低COD)這幾種藥劑,此方案可節(jié)省原加藥系統(tǒng)配制藥品所需的清水約30t/d,此部分水量全部隨藥品進(jìn)入廢水處理系統(tǒng),轉(zhuǎn)換為脫硫廢水出水,變相增加了脫硫廢水出水的總量。
2.2.3 改造效果
原工藝每處理1t脫硫廢水需消耗的藥劑見表2,折合處理1t脫硫廢水需消耗藥品約15.5元。
表2 原工藝每處理1t脫硫廢水需消耗的藥劑
根據(jù)運行試驗結(jié)果,改造后每處理1t脫硫廢水加藥約 300g, 且改造后直接用粉末投加,不需先加水溶解,每天約可節(jié)水約33t(原工藝每天溶解水量:石灰乳約30t、有機硫約1t、助凝劑約1t、絮凝劑約1t,以每年運行300d,每天運行10h計),每年可節(jié)水約9900t,目前水價4.3元/t,每年可節(jié)省水費約4.3萬元。改造后每年少加氫氧化鈣粉約120t,這些氫氧化鈣粉都會轉(zhuǎn)化成泥餅,折合每年少出泥餅200t以上(氫氧化鈣粉加水的質(zhì)量),這些泥餅都用裝載機運至煤場摻燒,可節(jié)約裝載機用油消耗(約20h油耗,約折合400L油)和煤場摻燒的壓力。
新工藝比原使用工藝每t水處理費用少花費約6.5元,折合每年少花費藥品費用約13萬元(以每年處理脫硫廢水2萬t計)。
2.3.1 原工藝流程
原脫硫處理后廢水符合國家標(biāo)準(zhǔn)后,通過出水泵(流量 20t/h,揚程25m)打至各系統(tǒng)內(nèi)部消耗使用,其中至渣倉干渣加濕因管路較長(約200m),廢水到渣倉加濕攪拌器處流 量僅不到15t/h,放渣耗水量小、水壓較小無法形成有效噴淋,放渣揚塵偏大。其余一部分水打至煤場噴淋,有時為保障吸收塔正常運行,不得不大量向煤場噴淋,導(dǎo)致煤場內(nèi)燃煤濕度大,容易發(fā)生堵煤情況影響機組正常運行。原工藝流程如圖2所示。
圖2 原工藝流程
2.3.2 優(yōu)化改造方案
去灰?guī)旒訚窕液兔簣龀恋沓貎陕肺醋龈脑欤ㄒ蚋脑旌笳G闆r下僅至渣倉干渣加濕即可將脫硫廢水全部消耗,此兩路僅緊急備用)。脫硫廢水出水至渣倉干渣加濕系統(tǒng)將原渣倉沖渣循環(huán)集水池(約25m3)利用起來,脫硫廢水出水通過出水泵先將集水池打到高液位存儲, 在集水池上新增一臺立式泵(吸收塔地坑泵增容后閑置地坑泵,修舊利廢未購買新設(shè)備,材質(zhì)滿足脫硫漿液使用,耐高氯離子,流量30t/h,揚程25m),需要放渣時直接啟動此泵打到渣倉加濕攪拌器進(jìn)行加濕,水壓、流量較大,加濕流量可維持在25t/h 左右,對比改造前同樣的放渣量多消耗水量約10t/h,并且有效地控制了卸渣揚塵。因渣倉消耗水量增多,煤場噴淋水量大大減少甚至不用再為了消耗廢水而噴淋,只在煤場身需要時才噴淋,大大減輕了因燃煤濕度大而產(chǎn)生的堵煤風(fēng)險,改造后工藝流程如圖3所示。
圖3 改造后工藝流程
2.3.3 改造效果
原系統(tǒng)每天排出脫硫處理后廢水約100t,分三路使用,渣倉干渣加濕、煤場沉淀池緩沖后至煤場噴灑、灰?guī)旄苫壹訚?。兩臺爐每天產(chǎn)渣量約150t(4~6車,每車30min左右放滿),可消耗廢水約25t;其余煤場和灰?guī)煜?,煤場噴灑過多會導(dǎo)致煤倉堵煤,影響機組安全運行,灰?guī)旆艥窕視斐森h(huán)境污染(放濕灰時非密閉環(huán)境,會有揚塵逸出),而且干濕灰價格差距非常大,影響經(jīng)濟效益(干灰約30元/t,濕灰約5元/t,行情不好時甚至免費贈送)。
為了盡量減少廢水出水量,現(xiàn)在運行時刻意增大石膏帶水量,石膏帶水量由原來10%增加到現(xiàn)在的20%左右。正常運行工況每天石膏產(chǎn)量約為150t左右,可增加帶水量 10~15t,這部分水相當(dāng)于直接減少了等量的脫硫廢水出水。
改造加運行刻意控制后每天排出處理后廢水約35t(壓泥系統(tǒng)帶出一部分水),僅渣倉干渣加濕一路即可消耗完畢(改造后渣倉干渣加濕可消耗水量約 40t/d)。
改造前每天需內(nèi)部消耗約100t脫硫廢水出水才能保證脫硫系統(tǒng)安全運行,其中干渣加濕分配約30t,煤場、灰?guī)旆峙浼s70t,壓力非常大,環(huán)保風(fēng)險、經(jīng)濟損失、機組安全運行都可能受到影響;改造后每天內(nèi)部消耗 45t脫硫廢水出水即可保證脫硫系統(tǒng)安全運行,只用渣倉干渣加濕即可全部消耗完畢,即脫硫廢水出水只用干渣加濕即實現(xiàn)了脫硫廢水“零排放”,較之“蒸發(fā)結(jié)晶零排放技術(shù)”改造和運行成本節(jié)省數(shù)千萬元。
改造后每年至少節(jié)約藥品、水、油等成本17.5萬元。改造設(shè)備部分全部以“修舊利廢”形式開展,未購買新設(shè)備;工程部分廢水收集和排出部分經(jīng)技術(shù)部、發(fā)電部充分溝通縝密安排,在不影響系統(tǒng)運行的情況下將改造工作分部實施。加藥系統(tǒng)改造經(jīng)協(xié)調(diào)爭取由藥品廠家免費改造,幾乎未花費用就完成了改造工作。
改造后系統(tǒng)更加簡單,可靠性高,可以大大減少運行人員的工作量。改造后運行設(shè)備大大減少,可以節(jié)約大量設(shè)備維護(hù)工作和備品備件等相關(guān)費用。改造后避免了添加氫氧化鈣粉時大量揚粉的環(huán)保風(fēng)險,符合安健環(huán)管理體系(NOSA)要求。
改造后避免了渣倉卸渣時大量揚塵的環(huán)保風(fēng)險。原渣倉干渣加濕系統(tǒng)脫硫出水進(jìn)入渣倉 加濕攪拌器加濕,加濕水壓、流量較小,卸渣揚塵較大;渣倉增加集水坑泵改造后加濕水壓、流量大大增加,卸渣揚塵大大降低。
通過對脫硫廢水技術(shù)改造,華潤電力(渤海新區(qū))有限公司脫硫廢水出水只用干渣加濕即可實現(xiàn)脫硫廢水“零排放”,系統(tǒng)簡單,運行可靠性非常高,為其他同類機組燃煤電企業(yè)及其他相關(guān)企業(yè)的脫硫廢水“零排放”運行提供了可借鑒經(jīng)驗。