燃煤机组脱硫废水处理系统存在的问题及对策

胡昕

摘 要：脱硫废水处理系统采用化学和物理综合处理的办法，以去除废水中重金属离子，并使废水得到澄清，达标后排放。脱硫废水的主要问题是弱酸性、悬浮物和重金属含量超标，不能直接排放，必须进行处理。因此，废水系统的运行可靠性直接影响脱硫设备的正常运行。本文重点针对湖北西塞山发电有限公司脱硫废水处理系统废水旋流器堵塞及离心脱水机故障等方面进行分析，并有针对性地制定相关运行对策，以提高脱硫废水系统运行的可靠性，确保环保设施稳定运行。

关键词：废水旋流器；pH值；离心脱水机；扭矩

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：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 機组及脱硫系统概况

湖北西塞山发电有限公司一期工程装备2×330MW机组分别于2004年7月和12月投入商业运行。锅炉由武汉锅炉厂设计制造，配套贫煤四角切圆燃烧锅炉。2009年8月一期2×330MW机组完成脱硫改造并通过168试运行，两台机组的烟气脱硫工程均采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，脱硫装置采用一炉一塔的模式。其中石膏脱水系统、事故浆液系统、废水处理系统为四台机组脱硫装置公用系统。2013年11月，#2机组贫改烟，同期进行引增合一及脱硫系统取消烟气旁路挡板门改造；2014年6月，#1机组脱硫系统取消烟气旁路挡板门。#1、#2机组分别于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投运。

湖北华电湖北西塞山发电有限公司二期工程装备2×680MW机组分别于2010年12月和2014年4月投入商业运行。锅炉由武汉锅炉厂设计制造，配套直流锅炉。两台机组的烟气脱硫工程均采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，均与主机同期投运，脱硫装置采用一炉一塔的模式。2013年3月，#3机组脱硫系统取消烟气旁路挡板门，#4机组未设计脱硫系统旁路。#3、#4机组分别于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投运。脱硫装置每台炉设置一台100%容量动叶可调轴流式增压风机[1]。

2 脱硫废水系统设备简介

一期2×330MW机组脱硫改造工程设计有脱硫废水系统，该系统为4台机组公用系统。其中，一期脱硫（2×330MW机组）设计废水排放量为5.3m3/h，二期脱硫（2×680MW机组）设计废水排放量为10.3m3/h，总废水量共计15.6m3/h。系统设计出力为20m3/h。

烟气脱硫产生的废水中杂质主要包括悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。在脱硫工艺中，由石膏脱水来的废水通常呈微酸性，并含有一些重金属离子和少量固体杂质。因此，废水处理系统采用化学和物理综合处理的办法，以去除废水中重金属离子，并使废水得到澄清，达标后排至除灰系统综合利用。

整个系统的工艺流程如图1所示。

废水经废水提升泵进入中和箱，调节pH至碱性。在沉降箱内有机硫与重金属螯合生成溶度积小于10-20的不溶物析出。投加的混凝剂聚合硫酸铁或其他混凝剂在碱性条件下开始生成Fe（OH）3沉淀，在电化学搭桥和胶体化学聚合下与废水中的SS开始形成大粒径悬浮物。而作为助凝剂投加的PAM，属于长链大分子有机物，具有良好的搭桥吸附特性，它的投加可以将混凝形成的大粒径悬浮物凝结成更易于沉淀的悬浮物，将部分仍未絮结的SS也捕获。经过混凝/絮凝处理后的废水进入澄清器内，澄清器用来实现泥水分离，清水从上端溢流口进入清水池内，盐酸的投加用于控制出水pH值，达标排放[2]。

澄清器下部沉淀的污泥定期利用污泥输送泵送至废水离心脱水机脱水，干污泥外运处理，滤液回流至废水缓冲池后用废水提升泵打至中和箱重新进行处理，同时污泥循环泵定期抽取少量澄清器底部已沉淀的污泥回流中和箱作为晶种，以提高混凝效果。

3 脱硫废水系统存在的问题

脱硫系统为闭式循环系统，运行时必须排放一定的废水，以确保脱硫系统浆液品质。脱硫废水的主要问题是弱酸性、悬浮物和重金属含量超标，不能直接排放，必须进行处理。由于国家对环保设施的要求越来越严格，2014年12月湖北西塞山发电有限公司要求对全厂废水处理设施进行全面治理和改造，提高废水系统运行的可靠性。脱硫废水系统自2009年10月投运以来，设备故障较多，导致废水系统不能连续运行，对投运以来脱硫废水系统缺陷进行统计分析，发现主要存在以下几个方面的问题。

①废水旋流器堵塞，增加废水处理压力。运行中，废水旋流器底流易被杂物堵塞，造成溢流跑粗现象，而废水旋流器溢流至废水缓冲池，导致废水缓冲池内浆液浓度较高，对下游设备进行沉降、絮凝、浓缩澄清及污泥脱除增加了压力，易造成浓缩澄清池溢流水质不合格，需再次进行废水处理。

②超设计出力运行易造成出口水质不合格。系统设计出力20m3/h，但实际中和箱、沉降箱、絮凝箱容积均只有15m3/h，浓缩澄清池容积170m3，废水提升泵流量为30m3/h。根据实际运行经验，运行中废水提升泵出力不能大于15m3/h，否则易造成浓缩澄清池溢流水质不合格，需再次进行废水处理。

③氢氧化钠计量泵自动调节品质不好，造成沉降箱pH值波动较大，影响化学反应效果。

④中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱搅拌器减速机、联轴器故障较多，振动较大，且易漏油，检修期间废水系统不能投运。

⑤脱硫废水离心脱水机易堵塞。运行中废水离心脱水机经常出现扭矩大堵塞现象，导致浓缩澄清池底部污泥不能正常脱除，长时间会造成浓缩澄清池刮泥机扭矩大停转，废水系统被迫停运。

综上所述，废水系统投运以来设备故障较多，影响废水系统的连续运行。而脱硫系统氯离子含量不能太高，需通过排放一定量的废水来减少系统内的氯离子含量，如果系统内氯离子较高，会降低脱硫效率，对设备的腐蚀加重，降低脱硫产物石膏的品质，故必须提高脱硫废水系统运行的可靠性[3]。

4 提高脱硫废水系统可靠性的对策

①针对废水旋流器堵塞问题，首先在石膏排出泵入口处加装了滤网，减少杂物进入石膏脱水系统；其次要求运行人员加强巡检，经常检查旋流器底流排料状态和溢流情况，注意旋流器入口压力变化，发现废水旋流器缺陷及时联系检修人员处理。

②针对系统出力问题，调整废水提升泵出口门，控制出口流量小于15m3/h运行。

③针对氢氧化钠计量泵自动调节问题，更改为根据沉降箱pH值变化（设置pH值上下限）自动启停氢氧化钠计量泵，且将氢氧化钠计量泵变频上限设定为40%，控制沉降箱pH值在9.0±0.2运行。

④针对搅拌器减速机故障问题，联系检修人员对中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱搅拌器减速机进行改造，将部分减速机润滑油更改为油脂润滑，减少设备泄漏；改变联轴器连接方式，提高设备运行的可靠性。

⑤针对废水离心脱水机故障，查阅设备相关资料，通过运行调试，重新设定设备运行参数。湖北西塞山发电有限公司废水离心脱水机为安德里茨产品，型号为D4LC30CHP，工作原理为通过回转体-转鼓和螺旋的高速旋转使其内的固体混合物随之高速旋转形成液环并产生较高的离心力，通过此较高的离心力作用加速固液的沉降分离，其中比重较重的固体颗粒沉降在液环层的外圈，即沿转鼓的内壁形成泥环层，通过螺旋与转鼓的差速由刮泥螺旋将泥推出回转体，液体环通过堰池口溢流出回转体之外。

经观察，运行中废水离心脱水机堵塞的原因主要有：停运前未冲洗干净，造成内壁泥浆硬化，造成下次启动时扭矩大；离心脱水机未达正常运行转速就进行进浆操作；污泥输送泵输送介质浓度过高；离心脱水机进浆操作时进泥不平稳，污泥输送泵出口流量变化较大；脱水机运行参数设置不合理；皮带松动打滑；离心脱水机助凝剂计量泵流量较大或浓度较高等。

针对上述离心脱水机堵塞原因，采取以下措施。离心脱水机停运前必须冲洗干净，正常情况下停运离心脱水机扭矩需小于3%，如长期停运扭矩需小于2%；离心脱水机进浆操作前，需检查脱水机达正常运行转速且扭矩为5%左右；该脱水机对污泥浓度有要求，含固量大于10%易造成堵塞，故当输送介质浓度高时，应减小流量并开启脱水机前冲洗水门，降低介质浓度；离心脱水机进浆操作时必须确保进泥平稳，即污泥输送泵出口流量不得大幅波动；应根据污泥输送泵输送介质浓度（可通过离心脱水机扭矩大小来判断）合理设置大、小变频转速，调整污泥输送泵出口流量，调整离心脱水机转鼓电机及螺旋电机转速，控制差速为2.5～6 r/min，控制脱水机扭矩为15%～25%；发现皮带松动打滑及时联系检修进行张紧调整；因输送介质黏度较高，停运离心脱水机助凝剂计量泵；各加药箱按运行规程要求进行加配药，及时调整加药箱液位；就修编运行规程中脱硫废水系统启停、故障原因及处理、运行中注意事项等相关内容，对运行人员进行培训，规范运行操作；定期联系检修人员对离心脱水机各轴承进行加油，防止轴承损坏；离心脱水机运行时加强巡检，发现参数异常及时按规程进行处理。

5 达到的效果

2015年1月底，完成脱硫废水系统设备消缺整改，随后脱硫废水系统恢复正常运行。目前，湖北西塞山发电有限公司周一至周五早班废水离心脱水机运行，整个废水系统运行正常，经处理后脱硫废水系统出口排放水质合格。

脱硫废水系统出口水质化验报告见表1。

6 結语

脱硫废水系统经重新调试及治理后投运正常，目前运行状况良好。但就运行情况看，还存在以下问题需要进一步改进。①现有脱硫废水系统出力较小，需进行扩容。②因原脱硫系统设计中中和箱采用氢氧化钠进行中和，为降低出口水质氟化物，可将氢氧化钠更换为消石灰，该项改造将在废水系统扩容方案中实现。目前，湖北西塞山发电有限公司废水扩容改造方案正在进行中。

参考文献：

[1]周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]曾庭华，杨华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.

[3]电力行业职业技能鉴定指导中心.职业技能鉴定指导书：脱硫值班员[M].北京：北京中国电力出版社，2007.