发电厂脱硫废水回用至湿式捞渣机研究与应用

【摘要】脱硫废水系统最大排放量可达 500t/d，产生的大量废水无法综合合理利用。经过研究发现，脱硫废水可回用至捞渣机并可实现捞渣机的自动补水功能，既解决了脱硫废水利用问题，又提高了机组自动化程度。

【关键词】湿式捞渣机;自动补水

1 前言

脱硫废水系统最大排放量可达 500t/d， 产生的大量废水无法综合合理利用。 经过专业评估调研，脱硫废水可回用至捞渣机，解决脱硫废水利用问题。

因二级水封水直接冷却煤粉燃烧后生产的灰渣， 对水源品质要求低，故将煤泥沉淀池内水源引至渣水池内，对锅炉二级水封水进行补充，实现该部分水源的综合利用。 利用原有煤泥沉淀池内含煤废水输送泵将排至其内的脱硫废水等回收至渣水池，并增加对煤泥沉淀池和渣水池的液位监视点，且在管路中安装手动隔离门和电动门以实现自动补水功能。

另外，对一级水封增加液位监视点，并在一级水封补水管路上安装电动门， 根据液位的高低以实现一级水封的自动补水功能。

2 脱硫废水再利用可行性论证

2.1 脱硫废水处理技术方案比较（相关阅读：火力发电厂脱硫废水零排放工艺及案例对比）

2.1.1 除尘器前喷雾气化

将处理后的脱硫废水输送至电除尘前， 经雾化后利用延期热量气化，废水中的盐分等经电除尘捕捉，随飞灰输送走。目前该方案全国应用实例有限， 存在的主要问题为雾化不充分，造成烟道淤积严重。 考虑到节能及环保改造，增设低温省煤器或分级省煤器后，烟气温度将有较大幅度降低，故该方案不适用于目前脱硫废水利用。

2.1.2 蒸发结晶

将处理后的脱硫废水，经脱钙后利用蒸发结晶技术，将水分蒸发回用，将废水中溶解的盐类生产成工业盐，彻底对废水进行利用，可实现脱硫废水零排污。

经调研， 每小时 25t 的废水蒸发结晶设备， 投资费用约9000 万元 ，费用较高 。 因脱硫废水量相对全厂排污量来说较少，废水零排放需统筹考虑，故暂时不适合利用该技术。

2.1.3 回用至捞渣机系统

孟津电厂捞渣机为湿式除渣系统， 根据西安热工院水平衡报告，两台锅炉捞渣机的补水量为 26m3/h( 包括链条冲洗 、水封补水、蒸发、渣携带)，如脱硫废水可回用至捞渣机，可解决脱硫废水利用问题。

2.2 回用至捞渣机可行性论证

2.2.1 对捞渣机本体腐蚀的论证

(1) 根据 《 腐蚀数据手册 》， 海水中 Cl 离子对碳钢的腐蚀速率为 0.1mm/年，在其他高浓度 Cl 离子溶液中腐蚀速率 0.1~0.5mm/年 ，对其合金钢的腐蚀量小于此值 。

(2)捞渣机板材厚度 10mm，依照最大腐蚀量计算 ，在一个大修周期内腐蚀量不超过板材厚度的 1/3。 考虑到捞渣机壳体有较厚垢层，实际腐蚀量远小于此值。

(3) 捞渣机链条为德国 RUD 公司生产 ， 主要合金元素为铬、镍、钼，具有优良的抗 Cl 离子腐蚀性。综合上述，故捞渣机本体可承受由此带来的腐蚀。

2.2.2 氯离子对锅炉受热面材料腐蚀

根据海水淡化蒸馏水盐分数据， 水汽携带的氯离子浓度为 5mg/L(参阅《海洋技术》第四期，第 21 卷《低温多效蒸馏海水淡化技术》数据，同时咨询国华研究院海水淡化研究室，在海水淡化时盐分携带约为 1/7000)。 捞渣机水温约 50℃左右，水汽蒸发携带量可参考此值，范围在 0.7~5mg/L。

根据西安热工院水平衡报告核算捞渣机蒸发量为 5t/h，水汽携带氯离子进入炉膛量最大量为 25000mg， 依照烟气量 150万/Nm3核算，进入的氯离子经稀释后，浓度为 0.017mg/Nm3。

正常燃烧时，烟气中 HCl 含量浓度约为 35~50mg/Nm3(即脱硫废水中 Cl 离子主要来源)， 故捞渣机水汽携带氯离子对锅炉受热面影响程度，可忽略。

2.3 结 论

综上论述， 脱硫废水回用至捞渣机系统在安全上风险可控，具备操作条件，公司在进行相关改造，对脱硫废水进行综合利用，解决脱硫废水处置难题。

3 湿式捞渣机自动补水装置改造方案

3.1 捞渣机原补水方式

改造前捞渣机的补水水源为工业水， 补水方式为定时就地手动补水， 运行每值根据负荷不同情况对一级水封进行补水并溢流至二级水封，二级水封不单独进行补水，一般仅通过一级水封补水时溢流进行补充， 二级水封通过渣水循环泵将渣水池内水打回二级水封， 从而保持二级水封水的连续溢流状态。 在此基础上对捞渣机补水进行综合利用自动改造。

简图如图 1~2。

3.2 改造方案

(1)因二级水封水直接冷却煤粉燃烧后生产的灰渣 ，对水源品质要求低，故将脱硫废水引致煤泥沉淀池，利用原有煤泥沉淀池内含煤废水输送泵将排至其内的脱硫废水回收至渣水池， 对锅炉二级水封水进行补充， 实现该部分水源的综合利用。 管路规格尺寸保持与原有泵出口管路一致，并增加对煤泥沉淀池和渣水池的液位监视点， 且在管路中安装手动隔离门和电动门以实现系统切换，简图如图 3。

改造后系统运行简述：

①煤泥沉淀池输送泵至含煤废水自动： 当煤泥沉淀池液位高时，联锁开启煤泥沉淀池至含煤废水电动门，并启动输送泵(输送泵一运一备)，液位低时联锁停止输送泵，并关闭煤泥沉淀池至含煤废水电动门。

②煤泥沉淀池输送泵至渣水池自动： 当渣水池液位低时，联锁关闭煤泥沉淀池至含煤废水电动门， 联锁开启煤泥沉淀池至渣水池电动门，并启动输送泵，向渣水池补水，直至渣水池液位恢复正常水位(若煤泥沉淀池液位低则闭锁输送泵启动，并触发报警)。

(2)保留原工业水补水至一级水封管路 ，并新增一路工业水补水至一级水封管路，规格尺寸与原有补水管路保持一致，管路上安装手动隔离阀和电动阀以实现检修隔离和远 方操作，增加两个一级水封液位监视点，液位计安装于一级水封槽对角，简图如图 4。

改造后系统运行简述：一级水封槽液位有任何一点低时，联锁开启开启一级水封补水电动门进行补水， 当补充至一级水封高液位时，补水自动停止。

(3) 二级水封通过渣水循环泵将渣水池内水打回二级水封，从而保持二级水封水的连续溢流状态，并将渣水循环泵增设低液位保护，保证渣水循环泵的运行安全性。

4脱硫废水再利用及捞渣机自动补水装置的优点

(1)脱硫废水系统产生的大量废水无法综合合理利用 。 脱硫废水通过煤泥沉淀池可回用至捞渣机二级水封， 解决部分脱硫废水利用问题。

(2)实现了渣水池及一级水封液位的自动控制 ，减轻了运行人员的就地操作工作量。

(3)使渣水池及一级水封液位 “可视 ”，提高了机组设备运行的可靠性。

5 本方案带来的社会效益与经济效益

社会效益：环境保护，社会效益显著。 此项技术将为节约水资源和保护环境发挥积极作用。

经济效益：根据西安热工院水平衡报告，孟津电厂两台锅炉捞渣机的补水量为 26m3/h(包括链条冲洗 、水封补水 、蒸发 、渣携带)。 按照两台机组全年利用小时数 3300h，机组负荷率60%估算 ，每年可回收利用脱硫废水 26×3300×0.6=51480t，每吨水按照单价 2.5 元计算，全年可节约水资源 12.87 万元。

延伸阅读：

三种脱硫废水零排放工艺的比较