介紹了華能某發(fā)電公司新建超超臨界660MW機組煙道（主煙道和旁路煙道）蒸發(fā)結晶脫硫廢水零排放技術的工藝流程、控制策略，調(diào)試期間現(xiàn)場試驗研究了投運該零排放技術前后，空氣預熱器（空預器）參數(shù)、一級省煤器后給水溫度、低溫省煤器參數(shù)和機組主參數(shù)的變化，分析了該脫硫廢水零排放系統(tǒng)對電除塵、脫硫水耗、輸灰流動性和灰品質(zhì)的影響。
結果表明：該煙道蒸發(fā)結晶脫硫廢水零排放技術對一級省煤器后給水溫度、熱一、二次風溫、空預器出口排煙溫度和灰品質(zhì)均有一定影響，但影響較??；有利于提高電除塵效率，煙道蒸發(fā)結晶脫硫廢水零排放技術安全、節(jié)能、高效，具有推廣應用價值。
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術，因其具有煤種適用范圍廣、脫硫效率高、反應速度快、運行成本低等優(yōu)點，被國內(nèi)燃煤電站普遍采用。在濕法脫硫洗滌煙氣的過程中，煙氣中的飛灰會進入石膏漿液內(nèi)，其中所含氯離子、重金屬離子等有害物質(zhì)也隨之進入到煙氣脫硫系統(tǒng)中，并在石膏處理工藝過程中隨著沖洗水進入脫硫廢水環(huán)節(jié)，形成了富含重金屬和氯離子的脫硫廢水。
為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)的物質(zhì)平衡，防止脫硫設備被腐蝕，保證石膏質(zhì)量，必須從脫硫系統(tǒng)中排放一定量的廢水。燃煤電站脫硫廢水存在總量少、污染物含量大、易產(chǎn)生二次污染等問題，故采用煙道（主煙道和旁路煙道）蒸發(fā)結晶的方式實現(xiàn)煙氣脫硫廢水零排放，具有重大的現(xiàn)實意義。
煙道蒸發(fā)結晶廢水零排放技術因其成本較低、占地面積小、維護費用低等優(yōu)點被國內(nèi)專家學者廣泛研究。國內(nèi)外學者通過建模計算分析得出：彎曲煙道可使液滴在煙道中停留的時間更長；為確保液滴在進入除塵器前完全蒸發(fā)，同時考慮蒸發(fā)效果、能耗成本和實際條件，建議工程應用中將霧化液滴直徑控制在60μm，煙溫控制約為130 ℃。
基于上述理論研究，華能某發(fā)電公司將煙道蒸發(fā)結晶廢水零排放技術應用于新建超超臨界 2×660MW機組，該機組由西安熱工研究院有限公司負責調(diào)試。
1 系統(tǒng)介紹
該機組采用煙道蒸發(fā)結晶廢水零排放技術，在主煙道和旁路煙道均布置了脫硫廢水噴霧裝置（空氣霧化噴嘴）。圖 1 為該工程方案的整體示意。
由圖 1 可見：空氣預熱器（空預器）出口至低溫省煤器為主煙道，主煙道噴霧裝置分布于空預器出口的豎直煙道內(nèi)，且置于同一截面的煙道兩側；旁路煙道在選擇性催化還原（SCR）脫硝反應器出口煙道有4個取煙口，每2個取煙口匯到1個旁路煙道中，旁路煙道內(nèi)布置有噴霧裝置，2段旁路蒸發(fā)煙道再分別匯到空預器出口的水平主煙道中。
脫硫廢水在鋼制緩沖箱內(nèi)沉淀后，由廢水泵打入若干個廢水霧化裝置中，廢水與壓縮空氣在霧化裝置中混合形成直徑小于60μm 的霧滴，再經(jīng)噴嘴噴入高溫煙氣中迅速蒸發(fā)結晶。脫硫廢水霧滴中含有的重金屬等污染物轉(zhuǎn)化為結晶物或鹽類等固體，隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來。
脫硫廢水緩沖箱內(nèi)的沉淀物經(jīng)壓濾機處理后外運，蒸發(fā)的水蒸氣則重新進入脫硫系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了廢水零排放。該系統(tǒng)可實現(xiàn)噴入霧滴壓力、流量的自動調(diào)節(jié)。好文推薦：中水回用處理技術的特點！
圖 1 脫硫廢水零排放系統(tǒng)示意
脫硫廢水經(jīng)高度霧化后噴入煙道內(nèi)，絕大部分液滴微粒在煙氣的拖拽作用下，與煙氣流動保持一致。極少數(shù)液滴微粒因布朗運動在煙道內(nèi)自由擴散，并吸附了煙氣中的灰份擴散到煙道壁上，高溫下液滴微粒中水份瞬間蒸干，灰份黏結在煙道壁上，經(jīng)過長期運行灰份逐漸累積加厚，形成積灰。在設計脫硫廢水零排放系統(tǒng)時，通過計算流體動力學（CFD）模擬分析，確定微粒擴散至煙道壁的位置和分布規(guī)律，在運行期間利用吹灰蒸汽定時自動多點位吹掃煙道，及時掃清煙道壁灰份，避免煙道內(nèi)部積灰。吹灰器根據(jù)脫硫廢水蒸發(fā)的煙道結構，設計為多層交叉形式，采用回轉(zhuǎn)式伸縮結構，確保吹掃面積達到 95%以上，同時對灰分易黏結的煙道壁板進行防腐處理。
該脫硫廢水零排放系統(tǒng)采用集中控制，通過采集分布在煙道內(nèi)多部位的傳感器信號，將機組負荷、煙氣流量和排煙溫度等數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)處理及運算單元進行綜合分析，從而獨立控制各廢水霧化裝置的噴霧量，最大限度地利用煙氣熱量蒸發(fā)廢水。同時，設置專用保護模塊，在機組負荷低、煙氣流量小和排煙溫度低等蒸發(fā)條件欠佳的工況時，霧化裝置減少或停止噴霧，確保該系統(tǒng)不對機組運行造成任何不利影響。
另外，該脫硫廢水零排放系統(tǒng)為防止脫硫廢水中的雜質(zhì)造成系統(tǒng)管路的污染和堵塞，還配備了清水自動沖洗和狀態(tài)監(jiān)控設備，可實現(xiàn)整條廢水管路和沿程設備的定期清水自動沖洗，沖洗裝置的沖洗流量、壓力可自動調(diào)節(jié)。
