燃煤機組脫硫廢水處理系統(tǒng)存在的問題及對策

胡昕

摘 要：脫硫廢水處理系統(tǒng)采用化學和物理綜合處理的辦法，以去除廢水中重金屬離子，并使廢水得到澄清，達標后排放。脫硫廢水的主要問題是弱酸性、懸浮物和重金屬含量超標，不能直接排放，必須進行處理。因此，廢水系統(tǒng)的運行可靠性直接影響脫硫設備的正常運行。本文重點針對湖北西塞山發(fā)電有限公司脫硫廢水處理系統(tǒng)廢水旋流器堵塞及離心脫水機故障等方面進行分析，并有針對性地制定相關運行對策，以提高脫硫廢水系統(tǒng)運行的可靠性，確保環(huán)保設施穩(wěn)定運行。

關鍵詞：廢水旋流器；pH值；離心脫水機；扭矩

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）22-0030-03

Problems and Countermeasures of Desulfurization Wastewater

Treatment System for Coal-fired Unit

HU Xin

（Hubei Xisaishan Power Generation Co.， Ltd.，Huangshi Hubei 435000）

Abstract： The desulfurization wastewater treatment system adopts the method of chemical and physical comprehensive treatment to remove heavy metal ions in the waste water， clarify the waste water， and discharge it after reaching the standard. Main problem of the desulfurization wastewater is a weak acid， suspended solids and heavy metals content exceeds bid， no direct emissions， must be treated， thus the operation reliability of the wastewater system directly affect the normal operation of desulphurization equipment. This paper mainly analyzed the blockage of the waste water cyclone and the failure of the centrifugal dehydrator in the desulfurization wastewater treatment system of Hubei Xisaishan Power Generation Co.， Ltd.， and formulated relevant operation countermeasures to improve the reliability of the desulfurization wastewater system and ensure the stable operation of environmental protection facilities.

Keywords： waste water cyclone；pH value；centrifugal dehydrator；torque

1 機組及脫硫系統(tǒng)概況

湖北西塞山發(fā)電有限公司一期工程裝備2×330MW機組分別于2004年7月和12月投入商業(yè)運行。鍋爐由武漢鍋爐廠設計制造，配套貧煤四角切圓燃燒鍋爐。2009年8月一期2×330MW機組完成脫硫改造并通過168試運行，兩臺機組的煙氣脫硫工程均采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術，脫硫裝置采用一爐一塔的模式。其中石膏脫水系統(tǒng)、事故漿液系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)為四臺機組脫硫裝置公用系統(tǒng)。2013年11月，#2機組貧改煙，同期進行引增合一及脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路擋板門改造；2014年6月，#1機組脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路擋板門。#1、#2機組分別于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投運。

湖北華電湖北西塞山發(fā)電有限公司二期工程裝備2×680MW機組分別于2010年12月和2014年4月投入商業(yè)運行。鍋爐由武漢鍋爐廠設計制造，配套直流鍋爐。兩臺機組的煙氣脫硫工程均采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術，均與主機同期投運，脫硫裝置采用一爐一塔的模式。2013年3月，#3機組脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路擋板門，#4機組未設計脫硫系統(tǒng)旁路。#3、#4機組分別于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投運。脫硫裝置每臺爐設置一臺100%容量動葉可調軸流式增壓風機[1]。

2 脫硫廢水系統(tǒng)設備簡介

一期2×330MW機組脫硫改造工程設計有脫硫廢水系統(tǒng)，該系統(tǒng)為4臺機組公用系統(tǒng)。其中，一期脫硫（2×330MW機組）設計廢水排放量為5.3m3/h，二期脫硫（2×680MW機組）設計廢水排放量為10.3m3/h，總廢水量共計15.6m3/h。系統(tǒng)設計出力為20m3/h。

煙氣脫硫產(chǎn)生的廢水中雜質主要包括懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬。在脫硫工藝中，由石膏脫水來的廢水通常呈微酸性，并含有一些重金屬離子和少量固體雜質。因此，廢水處理系統(tǒng)采用化學和物理綜合處理的辦法，以去除廢水中重金屬離子，并使廢水得到澄清，達標后排至除灰系統(tǒng)綜合利用。

整個系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。

廢水經(jīng)廢水提升泵進入中和箱，調節(jié)pH至堿性。在沉降箱內有機硫與重金屬螯合生成溶度積小于10-20的不溶物析出。投加的混凝劑聚合硫酸鐵或其他混凝劑在堿性條件下開始生成Fe（OH）3沉淀，在電化學搭橋和膠體化學聚合下與廢水中的SS開始形成大粒徑懸浮物。而作為助凝劑投加的PAM，屬于長鏈大分子有機物，具有良好的搭橋吸附特性，它的投加可以將混凝形成的大粒徑懸浮物凝結成更易于沉淀的懸浮物，將部分仍未絮結的SS也捕獲。經(jīng)過混凝/絮凝處理后的廢水進入澄清器內，澄清器用來實現(xiàn)泥水分離，清水從上端溢流口進入清水池內，鹽酸的投加用于控制出水pH值，達標排放[2]。

澄清器下部沉淀的污泥定期利用污泥輸送泵送至廢水離心脫水機脫水，干污泥外運處理，濾液回流至廢水緩沖池后用廢水提升泵打至中和箱重新進行處理，同時污泥循環(huán)泵定期抽取少量澄清器底部已沉淀的污泥回流中和箱作為晶種，以提高混凝效果。

3 脫硫廢水系統(tǒng)存在的問題

脫硫系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，運行時必須排放一定的廢水，以確保脫硫系統(tǒng)漿液品質。脫硫廢水的主要問題是弱酸性、懸浮物和重金屬含量超標，不能直接排放，必須進行處理。由于國家對環(huán)保設施的要求越來越嚴格，2014年12月湖北西塞山發(fā)電有限公司要求對全廠廢水處理設施進行全面治理和改造，提高廢水系統(tǒng)運行的可靠性。脫硫廢水系統(tǒng)自2009年10月投運以來，設備故障較多，導致廢水系統(tǒng)不能連續(xù)運行，對投運以來脫硫廢水系統(tǒng)缺陷進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個方面的問題。

①廢水旋流器堵塞，增加廢水處理壓力。運行中，廢水旋流器底流易被雜物堵塞，造成溢流跑粗現(xiàn)象，而廢水旋流器溢流至廢水緩沖池，導致廢水緩沖池內漿液濃度較高，對下游設備進行沉降、絮凝、濃縮澄清及污泥脫除增加了壓力，易造成濃縮澄清池溢流水質不合格，需再次進行廢水處理。

②超設計出力運行易造成出口水質不合格。系統(tǒng)設計出力20m3/h，但實際中和箱、沉降箱、絮凝箱容積均只有15m3/h，濃縮澄清池容積170m3，廢水提升泵流量為30m3/h。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，運行中廢水提升泵出力不能大于15m3/h，否則易造成濃縮澄清池溢流水質不合格，需再次進行廢水處理。

③氫氧化鈉計量泵自動調節(jié)品質不好，造成沉降箱pH值波動較大，影響化學反應效果。

④中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱攪拌器減速機、聯(lián)軸器故障較多，振動較大，且易漏油，檢修期間廢水系統(tǒng)不能投運。

⑤脫硫廢水離心脫水機易堵塞。運行中廢水離心脫水機經(jīng)常出現(xiàn)扭矩大堵塞現(xiàn)象，導致濃縮澄清池底部污泥不能正常脫除，長時間會造成濃縮澄清池刮泥機扭矩大停轉，廢水系統(tǒng)被迫停運。

綜上所述，廢水系統(tǒng)投運以來設備故障較多，影響廢水系統(tǒng)的連續(xù)運行。而脫硫系統(tǒng)氯離子含量不能太高，需通過排放一定量的廢水來減少系統(tǒng)內的氯離子含量，如果系統(tǒng)內氯離子較高，會降低脫硫效率，對設備的腐蝕加重，降低脫硫產(chǎn)物石膏的品質，故必須提高脫硫廢水系統(tǒng)運行的可靠性[3]。

4 提高脫硫廢水系統(tǒng)可靠性的對策

①針對廢水旋流器堵塞問題，首先在石膏排出泵入口處加裝了濾網(wǎng)，減少雜物進入石膏脫水系統(tǒng)；其次要求運行人員加強巡檢，經(jīng)常檢查旋流器底流排料狀態(tài)和溢流情況，注意旋流器入口壓力變化，發(fā)現(xiàn)廢水旋流器缺陷及時聯(lián)系檢修人員處理。

②針對系統(tǒng)出力問題，調整廢水提升泵出口門，控制出口流量小于15m3/h運行。

③針對氫氧化鈉計量泵自動調節(jié)問題，更改為根據(jù)沉降箱pH值變化（設置pH值上下限）自動啟停氫氧化鈉計量泵，且將氫氧化鈉計量泵變頻上限設定為40%，控制沉降箱pH值在9.0±0.2運行。

④針對攪拌器減速機故障問題，聯(lián)系檢修人員對中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱攪拌器減速機進行改造，將部分減速機潤滑油更改為油脂潤滑，減少設備泄漏；改變聯(lián)軸器連接方式，提高設備運行的可靠性。

⑤針對廢水離心脫水機故障，查閱設備相關資料，通過運行調試，重新設定設備運行參數(shù)。湖北西塞山發(fā)電有限公司廢水離心脫水機為安德里茨產(chǎn)品，型號為D4LC30CHP，工作原理為通過回轉體-轉鼓和螺旋的高速旋轉使其內的固體混合物隨之高速旋轉形成液環(huán)并產(chǎn)生較高的離心力，通過此較高的離心力作用加速固液的沉降分離，其中比重較重的固體顆粒沉降在液環(huán)層的外圈，即沿轉鼓的內壁形成泥環(huán)層，通過螺旋與轉鼓的差速由刮泥螺旋將泥推出回轉體，液體環(huán)通過堰池口溢流出回轉體之外。

經(jīng)觀察，運行中廢水離心脫水機堵塞的原因主要有：停運前未沖洗干凈，造成內壁泥漿硬化，造成下次啟動時扭矩大；離心脫水機未達正常運行轉速就進行進漿操作；污泥輸送泵輸送介質濃度過高；離心脫水機進漿操作時進泥不平穩(wěn)，污泥輸送泵出口流量變化較大；脫水機運行參數(shù)設置不合理；皮帶松動打滑；離心脫水機助凝劑計量泵流量較大或濃度較高等。

針對上述離心脫水機堵塞原因，采取以下措施。離心脫水機停運前必須沖洗干凈，正常情況下停運離心脫水機扭矩需小于3%，如長期停運扭矩需小于2%；離心脫水機進漿操作前，需檢查脫水機達正常運行轉速且扭矩為5%左右；該脫水機對污泥濃度有要求，含固量大于10%易造成堵塞，故當輸送介質濃度高時，應減小流量并開啟脫水機前沖洗水門，降低介質濃度；離心脫水機進漿操作時必須確保進泥平穩(wěn)，即污泥輸送泵出口流量不得大幅波動；應根據(jù)污泥輸送泵輸送介質濃度（可通過離心脫水機扭矩大小來判斷）合理設置大、小變頻轉速，調整污泥輸送泵出口流量，調整離心脫水機轉鼓電機及螺旋電機轉速，控制差速為2.5～6 r/min，控制脫水機扭矩為15%～25%；發(fā)現(xiàn)皮帶松動打滑及時聯(lián)系檢修進行張緊調整；因輸送介質黏度較高，停運離心脫水機助凝劑計量泵；各加藥箱按運行規(guī)程要求進行加配藥，及時調整加藥箱液位；就修編運行規(guī)程中脫硫廢水系統(tǒng)啟停、故障原因及處理、運行中注意事項等相關內容，對運行人員進行培訓，規(guī)范運行操作；定期聯(lián)系檢修人員對離心脫水機各軸承進行加油，防止軸承損壞；離心脫水機運行時加強巡檢，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常及時按規(guī)程進行處理。

5 達到的效果

2015年1月底，完成脫硫廢水系統(tǒng)設備消缺整改，隨后脫硫廢水系統(tǒng)恢復正常運行。目前，湖北西塞山發(fā)電有限公司周一至周五早班廢水離心脫水機運行，整個廢水系統(tǒng)運行正常，經(jīng)處理后脫硫廢水系統(tǒng)出口排放水質合格。

脫硫廢水系統(tǒng)出口水質化驗報告見表1。

6 結語

脫硫廢水系統(tǒng)經(jīng)重新調試及治理后投運正常，目前運行狀況良好。但就運行情況看，還存在以下問題需要進一步改進。①現(xiàn)有脫硫廢水系統(tǒng)出力較小，需進行擴容。②因原脫硫系統(tǒng)設計中中和箱采用氫氧化鈉進行中和，為降低出口水質氟化物，可將氫氧化鈉更換為消石灰，該項改造將在廢水系統(tǒng)擴容方案中實現(xiàn)。目前，湖北西塞山發(fā)電有限公司廢水擴容改造方案正在進行中。

參考文獻：

[1]周至祥，段建中，薛建明.火電廠濕法煙氣脫硫技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]曾庭華，楊華，廖永進，等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調試、試驗及運行[M].北京：中國電力出版社，2008.

[3]電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導中心.職業(yè)技能鑒定指導書：脫硫值班員[M].北京：北京中國電力出版社，2007.