脫硫廢水煙氣蒸干技術(shù)蒸發(fā)狀態(tài)分析
0 引言
浙能長電于2016年開始實施運用脫硫廢水煙氣旁路蒸發(fā)技術(shù)過程，經(jīng)歷了脫硫廢水水質(zhì)的多重變化，期間發(fā)生了多種塔內(nèi)濕灰粘壁板結(jié)問題，最終通過分析和運維控制得以良好解決。通過總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)干燥塔內(nèi)部濕灰粘壁板結(jié)問題與干燥塔內(nèi)廢水蒸發(fā)狀態(tài)密切相關(guān)。
1 脫硫廢水在干燥塔內(nèi)蒸發(fā)過程分析
浙能長電脫硫廢水煙氣旁路干燥塔處理脫硫廢水的工藝流程為：脫硫廢水經(jīng)廢水泵輸送至霧化器，霧化器上方布置有煙氣分布器，分布器環(huán)形出口正對霧化器霧化盤。經(jīng)霧化器霧化后的脫硫廢水以微小液滴的狀態(tài)高速噴出，在霧化盤附近與煙氣分布器環(huán)形出口的集中高溫煙氣流進行強裂傳熱傳質(zhì)交換。在此部位，廢水液滴經(jīng)蒸發(fā)后粒徑和速度大幅下降，煙氣溫度也大幅降低至略高于出口溫度。廢水液滴穿透煙氣流后，殘余的微小液滴在塔內(nèi)余熱蒸干，在殘余液滴抵達塔壁和干燥塔出口前實現(xiàn)完全蒸干，此過程基本為降速干燥過程。
2 脫硫廢水在干燥塔內(nèi)蒸發(fā)的各種影響因素
2.1 脫硫廢水中固體顆粒物的影響
大多數(shù)燃煤電廠脫硫廢水取至廢水旋流站、而廢水旋流站的廢水來至石膏旋流站，因此石膏漿液品質(zhì)和旋流站分離效果決定著廢水含固量。脫硫廢水含固量的大幅上升將造成澄清器超處理能力運行的問題，進而造成進干燥塔的脫硫廢水含固量上升。進干燥塔的脫硫廢水含固量上升后，將導致霧化器配水盤局部堵塞和廢水液滴含固量上升等問題。
2.1.1 霧化器配水盤局部堵塞的影響
霧化器配水盤局部堵塞后，將造成進入霧化盤的脫硫廢水分布不均，影響霧化器運行平衡性，造成霧化器動靜磨損加速，甚至損壞霧化器。霧化器配水盤局部堵塞后，還會造成霧化盤通流處局部過處理量，影響局部的霧化效果，霧化液滴顆粒變大后，更加容易穿透高溫煙氣流、液滴在塔內(nèi)降速效果減弱、后續(xù)的降速干燥過程時間加長，導致部分廢水液滴在塔內(nèi)得不到及時蒸干，最終造成塔壁和出口處濕灰粘壁板結(jié)的問題。
2.1.2 廢水液滴含固量上升的影響
廢水液滴中的含固量主要為石膏成分，含固量上升后，廢水蒸發(fā)過程中的降速階段將偏離純水蒸發(fā)模型。石膏固體的存在將造成廢水液滴重量增加，液滴在塔內(nèi)降速效果減弱，液滴更加容易在未蒸干前達到干燥塔壁面。
2.2 脫硫廢水中可溶性鹽的影響
脫硫廢水中含有大量的可溶性鹽分。浙能長電脫硫廢水中Cl離子近20000ppm，在冬季燃燒冬儲煤時，由于燃煤噴灑防凍液的緣故，脫硫廢水Cl離子甚至高達近40000ppm。脫硫廢水鹽分的升高直接導致廢水飽和蒸汽壓下降，造成干化所需的煙氣溫度提高，此外，廢水含鹽量的升高將加長降速干燥所需的時間。以浙能長電為例，當處理的脫硫廢水Cl離子含量8000ppm以內(nèi)時，干燥塔出口煙氣溫度只需控制135℃即可，但是當脫硫廢水Cl離子含量達20000ppm時，干燥塔出口煙氣溫度需要控制到160℃才能保證干燥塔的正常運行。當冬季鍋爐燃燒冬儲煤時，干燥塔出口煙氣溫度提高到175℃時，仍然不能完全保證干燥塔長周期運行。
2.3 干燥塔安裝尺寸的影響
有上述可知，實現(xiàn)脫硫廢水在干燥塔內(nèi)完全蒸干需要兩個幾何條件：一是有足夠大的塔徑，能夠提供廢水液滴足夠的橫向降速空間；一是有足夠高的塔身，能夠提供廢水蒸發(fā)足夠的時間。對比浙能長電#2、3、4干燥塔筒體的設(shè)計尺寸：#2塔Φ7.5m×13m，#3塔Φ7m×10.6m，#4塔Φ7m×11m，實際運行中#2干燥塔表現(xiàn)出了明顯高于#3、4干燥塔的脫硫廢水水質(zhì)適應(yīng)能力，#2干燥塔內(nèi)部灰塊板結(jié)的程度比另外兩臺塔明顯減輕，這說明了干燥塔設(shè)計成較大的尺寸能較好地適應(yīng)原水含固率的變化。
3 脫硫廢水在干燥塔內(nèi)蒸發(fā)狀態(tài)參數(shù)分析和控制邏輯改進建議
以浙能長電為例，干燥塔直筒體分三層布置有6只溫度測點、塔椎體布置有3只溫度測點、塔出口布置有3只溫度測點。正常運行中，干燥塔直筒體6個溫度基本一致，略高于錐斗溫度和出口溫度。當運行中錐斗溫度低于出口溫度時，能夠反映出脫硫廢水在干燥塔內(nèi)部來不及干化的問題，此時，干燥塔錐斗和出口煙道接口附件容易發(fā)生濕灰粘壁板結(jié)問題。但是運行中往往采用控制干燥塔出口煙氣溫度的方式控制廢水量，而錐斗溫度采用定值保護的方式，這種控制保護就往往不能夠及時反映出廢水在塔內(nèi)的蒸干情況。而且采用控制干燥塔出口煙氣溫度的方式控制廢水量還容易因廢水調(diào)節(jié)閥性能問題，造成調(diào)節(jié)廢水量的頻繁高低波動，因干燥塔煙氣調(diào)節(jié)響應(yīng)存在滯后性，進而造成干燥塔相對煙氣量條件下的廢水量頻繁過噴。
對此，浙能長電總結(jié)并提出了廢水量控制隨機組負荷分段控制，并由干燥塔煙氣調(diào)節(jié)擋板控制干燥塔椎體溫度，同時引入干燥塔椎體溫度小于出口溫度的廢水量閉鎖增的控制邏輯思路。這樣一來，干燥塔運行時的廢水量波動問題得以了有效解決，同時也能夠起到防止塔內(nèi)廢水來不及蒸干造成的錐體部位濕灰板結(jié)問題。
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