某電廠廢水零排放旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)鍋爐熱效率影響分析

何雁鳴 廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司

1 項(xiàng)目概述

為貫徹落實(shí)國(guó)家《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2015〕17 號(hào)）及相關(guān)環(huán)保政策通知，某電廠在前期已完成全廠水平衡實(shí)驗(yàn)及相關(guān)節(jié)水及廢水回用措施后，通過脫硫廢水零排放處理改造，對(duì)脫硫廢水三聯(lián)箱前來廢水進(jìn)行集中處理，最終實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放，徹底杜絕環(huán)保隱患。

2 設(shè)備概況

某電廠超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)為上海電氣集團(tuán)汽輪機(jī)廠和西門子公司聯(lián)合研制的超超臨界一次中間再熱四缸四排汽單軸雙背壓抽汽凝汽式N1000/26.25-600-600 型汽輪機(jī)。1000MW燃煤鍋爐為超超臨界直流爐，采用切圓燃燒方式，固態(tài)排渣、單爐膛、平衡通風(fēng)、一次再熱、全鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)，整體采用懸吊設(shè)計(jì)的π 型鍋爐。設(shè)計(jì)煤種為內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾煤和印尼煤按1：1 配比的混煤，校核煤種為印尼煤。鍋爐滿出力時(shí)所產(chǎn)蒸汽參數(shù)為27.56MPa(a)/605℃/603℃，鍋爐在燃燒設(shè)計(jì)煤種及校核煤種燃煤時(shí)，在完全不投輔助燃油情況下，其穩(wěn)燃負(fù)荷小于或等于鍋爐的25%B-MCR，在鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷及以上范圍時(shí)，其可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化投入（投入率100%）要求。

脫硫廢水零排放處理改造系統(tǒng)主要處理廢水三聯(lián)箱前端來廢水，本系統(tǒng)主要的處理工藝流程如圖1所示。末端廢水為從脫硫廢水處理系統(tǒng)廢水泵出來的廢水，經(jīng)脫硫廢水泵輸送至新設(shè)置的2 個(gè)20m3的噴霧水箱，每臺(tái)機(jī)組的噴霧水箱設(shè)置兩臺(tái)脫硫廢水輸送泵。三聯(lián)箱前廢水由噴霧水泵輸送至高速旋轉(zhuǎn)的磁懸浮霧化器時(shí)，由于離心力的作用，廢液被甩伸成薄膜狀或細(xì)絲態(tài)，在霧化盤邊緣破裂，最終分散為細(xì)小液滴，通過煙氣分配器的混合作用，高溫?zé)煔鉄崃渴挂旱沃械囊簯B(tài)水瞬間蒸發(fā)，不參與蒸發(fā)的鹽類結(jié)晶后析出，混合進(jìn)入原煙氣流場(chǎng)中，較大粒徑的顆粒，因?yàn)樽陨碇亓ψ饔?，落入干燥塔底部倉(cāng)泵系統(tǒng)，通過氣力輸送至爐渣倉(cāng)。而大部分粉塵（約占總量的90%），與煙氣混合后，從蒸發(fā)干燥塔下部管道出來，進(jìn)入空預(yù)器出口煙道中，隨煙氣流場(chǎng)進(jìn)入電除塵系統(tǒng)。單臺(tái)機(jī)組分別從AB 兩側(cè)抽取熱煙氣，蒸發(fā)后煙氣分別回到空預(yù)器出口煙道內(nèi)，煙道蒸發(fā)產(chǎn)生的結(jié)晶鹽經(jīng)倉(cāng)泵捕捉回收至渣倉(cāng)。

圖1 脫硫廢水深度處理改造系統(tǒng)工藝流程圖

3 試驗(yàn)工況及目的

試驗(yàn)工況：1號(hào)機(jī)組1000MW、750MW、500MW 三個(gè)負(fù)荷工況；廢水旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)鍋爐熱效率影響。

4 試驗(yàn)過程

4.1 試驗(yàn)步驟

4.1.1 空預(yù)器進(jìn)/出口煙氣成分測(cè)量

用網(wǎng)格法在空預(yù)器進(jìn)/出口進(jìn)行煙氣成分測(cè)量，空預(yù)器進(jìn)出口每側(cè)煙道布置若干個(gè)測(cè)孔(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣孔數(shù)決定)，每孔布置4 個(gè)煙氣取樣點(diǎn)。將4 個(gè)取樣點(diǎn)用多通道氣體混流裝置進(jìn)行混合后，用PMA30順磁氧量?jī)x測(cè)量O2、NGA2000 煙氣分析儀測(cè)量CO、NOx 和CO2。

4.1.2 空預(yù)器出口溫度測(cè)量

空預(yù)器出口溫度（排煙溫度）用網(wǎng)格法測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣孔數(shù)布置取樣測(cè)點(diǎn)，每孔設(shè)置4 個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，用S 型熱電偶和IMP 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。

4.1.3 爐渣取樣

試驗(yàn)期間在運(yùn)行的排渣機(jī)取樣，所取渣樣送電廠化驗(yàn)其可燃物含量。

4.1.4 飛灰取樣在空預(yù)器進(jìn)口煙道用網(wǎng)格法等速取樣，各側(cè)網(wǎng)格取樣的飛灰樣單獨(dú)進(jìn)行可燃物含量分析。

4.1.5 原煤取樣

在運(yùn)行磨煤機(jī)的給煤機(jī)落煤管處分別取各給磨的原煤樣，取樣的原煤樣按給煤量加權(quán)平均混合后，對(duì)混合煤樣進(jìn)行工業(yè)分析和元素分析。

4.1.6 送風(fēng)溫度及空氣濕度、大氣壓

用溫濕度計(jì)、大氣氣壓表在送風(fēng)機(jī)入口煙道取樣孔測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)時(shí)每60min 測(cè)量記錄一次，取平均值。

4.1.7 運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄

從電廠SIS 系統(tǒng)讀取存儲(chǔ)的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)。在本次試驗(yàn)鍋爐熱效率ηg的計(jì)算采用GB10184-2015 標(biāo)準(zhǔn)。

式中q2—排煙熱損失；q3—可燃?xì)怏w未完全燃燒熱

損失；q4—固體未完全燃燒熱損失；q5—鍋爐散熱

損失；q6—灰渣物理顯熱損失（以上均為%計(jì)算）。

4.2 試驗(yàn)采用的主要儀器（見表1）

表1 主要試驗(yàn)儀器表

5 試驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 試驗(yàn)過程記錄

在旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)投退的工況下開展，用于計(jì)算旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)投運(yùn)對(duì)鍋爐效率的影響，1 號(hào)機(jī)組鍋爐效率試驗(yàn)過程記錄詳見表2。

表2 1號(hào)機(jī)組試驗(yàn)過程記錄表

5.2 試驗(yàn)工況

本次試驗(yàn)時(shí)間從2021 年7 月23 日到2021 年8 月7 日，1 號(hào)機(jī)組旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)的性能試驗(yàn)，期間的基本運(yùn)行工況參數(shù)詳見表3。

表3 1號(hào)機(jī)組試驗(yàn)期間運(yùn)行工況記錄

5.3 鍋爐效率試驗(yàn)結(jié)果及影響分析

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，1 號(hào)機(jī)組1000MW、750MW、500MW 三個(gè)負(fù)荷工況投運(yùn)干燥塔后鍋爐熱效率降低值分別為0.10 %、0.11 %、0.08%,詳見表4。

表4 1號(hào)機(jī)組旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)投運(yùn)前后的鍋爐熱效率測(cè)試結(jié)果

6 結(jié)語(yǔ)

1 號(hào)機(jī)組脫硫深度處理零排放旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)投運(yùn)后，在1000MW、750MW、500MW 三個(gè)負(fù)荷工況下，鍋爐熱效率降低值分別為0.10 %、0.11 %、0.08 %，均滿足小于0.17%的性能保證值要求，達(dá)到廢水零排放環(huán)保要求。