脱硫废水零排旁路烟气干燥系统对空预器影响

李浩伟

大唐巩义发电有限责任公司  河南省   郑州市

摘要：随着国家和地方环保政策和法规越来越严，对电厂废、污水排放的监管将会更加严格。新建电厂的“环评批复”已普遍要求实施废水零排放，其中脱硫系统产生的废水由于含盐量特别高，需要进行深度处理。本文针对旁路烟气干燥方案在本厂的实际运用，追踪分析发现其对空预器运行所产生的影响，从而为今后类似方案的运用提供一些可参考的经验。

关键词：脱硫废水零排；旁路烟气干燥；空预器

引言：燃煤电厂是工业耗水大户，根据电厂用排水设计规划，工业废水、生活污水、含煤废水、脱硫废水等处理系统正常投运后，要根据不同用途进行回用。实际运行时，脱硫废水虽经处理达标，但由于极高的含盐量，在电厂内很难回用。随着国家环境保护要求的提高，对脱硫废水进行深度处理势在必行。本公司采用的是低温多效闪蒸浓缩+旁路烟道蒸发结晶技术，该技术在国内尚属新技术，成熟运用的例子相对较少，对已有系统的影响情况缺少相关参考。

1、概述

1.1项目概述

我公司2×660MW超超临界机组锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、锅炉采用露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型锅炉，锅炉型号：SG-1938/29.3-M6015。锅炉空气预热器、一次风机、送风机，采用100%容量、单列布置。引风机采用2×50%容量、双列布置。空预器为上海敖征实业有限公司设计制造的1-36VI(50o)-2700VR型三分仓回转式空气预热器。

1.2脱硫废水零排方案介绍

经过前期调研和方案论证，最终我公司脱硫废水零排方案确定为低温多效闪蒸浓缩处理+旁路烟气蒸发干燥。低温多效闪蒸系统这里不做具体介绍，我们整点介绍旁路烟气蒸发干燥系统。如图所示，低温多效闪蒸系统产生的浓缩液进入储存缓冲罐，再经泵和管道进入干燥塔

顶部的高速离心雾化器进行雾化，雾化的液滴与高温烟气充分混合干燥，最终生成的结晶混合物积累在干燥塔底部灰斗中经气体输灰系统进入锅炉渣仓。进入旁路干燥塔的高温烟气取自锅炉脱硝SCR出口烟道和空预器烟气进口烟道之间，干燥塔出口烟道分两路接于空预器出口烟道，在该区间，空预器是唯一的重要辅机，旁路干燥系统的投运势必会对空预器运行产生影响。

2、投运参数影响

1号干燥塔在2023年6月30日投入试运行。旁路烟道蒸发干燥额定出力按4m3/h（100%THA）设计，不同负荷对应的出力如下表。

机组负荷	烟气量（t/h）	烟温（oC）	浓缩液喷淋量（m3/h）
50%THA	1383	356	2
75%THA	1839	368	3
100%THA	2410	386	4

2.1烟气出口温度

在机组试运行期间，由于负荷的受限，我们只选取记录了50%（330MW）稳定负荷下旁路干燥系统投运和切除下的相关数据，如下表：

机组负荷（MW）	出口烟温（投运前）（oC）	出口烟温（投运后）（oC）
330MW	133	130

通过数据和相关曲线显示，我们发现在50%负荷（330MW）下，投运旁路烟气干燥系统会导致空预器出口烟温下降，下降幅度在3oC左右，基本与设计值相符。同时，通过分析出口烟温的变化曲线我们清楚看到在旁路烟气干燥系统投运后，空预器出口烟温随负荷升降的变化幅度明显变大。

2.2烟气侧差压

对于烟气侧差压变化，我们也选取记录了50%（330MW）稳定负荷下旁路干燥系统投运和切除下的相关数据，如下表：

机组负荷（MW）	烟气侧差压（投运前）（kpa）	烟气侧差压（投运后）（kpa）
330MW	0.67	0.62

由于部分烟气及其携带的烟尘进入旁路干燥塔，相当于进入空预器的烟尘量减少，在其他条件不变的情况下，随着旁路干燥系统的投运，空预器烟气侧的差压有了一定的降低，这是设计之初所未提及的，对于空预器的防堵塞是有利的。

2.3一、二次风出口温度

对于空预器一、二次风出口温度，我们选取记录了50%（330MW）稳定负荷下旁路干燥系统投运和切除下的相关数据，如下表：

机组负荷（MW）	一次风出口温度（投运前）（oC）	一次风出口温度（投运后）（oC）	二次风出口温度（投运前）（oC）	二次风出口温度（投运后）（oC）
330MW	325	321	323	318

观察分析数据和相关曲线变化在50%负荷（330MW）下，投运旁路烟气干燥系统会导致空预器出口一、二次风温下降，下降幅度在4~5oC左右。该变化值与设计值,1.16oC相比偏大，很大的一个因素是配煤掺烧导致脱硝出口烟温达不到设定要求，在保证一定的干燥塔出口烟温的前提下，导致旁路烟气量变大，进而使得一、二次风出口温度下降幅度变大了一点。

2.4空预器烟气侧效率和锅炉效率

通过前文的数据整理，尽管投运旁路烟气干燥系统确实对空预器出口烟温和风温产生了影响，但总的变化幅度不大。根据空预器烟气侧效率的相关计算公式，我们大致算出投运旁路烟气干燥系统使得烟气侧效率下降了不到0.1%。同时，在旁路烟气干燥系统试运期间，科研院做了锅炉效率试验，得出的结论为投运旁路烟气干燥系统使得锅炉效率下降了不到0.01%，满足设计要求。

3、总结

综合前文和现场实际情况，旁路烟气干燥系统确实对空预器产生了影响。除了预想的主要降低了出口烟温和出口一、二次风温外，还有意外收获，一是相对减小了空预器烟气侧差压，有利于空预器防堵塞治理；二是加强了空预器出口烟道的扰动，消除了空预器灰斗大量积灰现象。总的来说，脱硫废水零排旁路烟气干燥方案在国内目前应用案例相对偏少，但随着我公司相关系统运行经验的积累和参数的调整，旁路烟气干燥系统会与锅炉系统更加融合，其经济效益和环保效益会进一步优化平衡。