某電廠廢水零排放旁路煙道蒸發系統對鍋爐熱效率影響分析

何雁鳴 廣東惠州平海發電廠有限公司

1 項目概述

為貫徹落實國家《水污染防治行動計劃》（國發〔2015〕17 號）及相關環保政策通知，某電廠在前期已完成全廠水平衡實驗及相關節水及廢水回用措施后，通過脫硫廢水零排放處理改造，對脫硫廢水三聯箱前來廢水進行集中處理，最終實現全廠廢水零排放，徹底杜絕環保隱患。

2 設備概況

某電廠超超臨界機組汽輪機為上海電氣集團汽輪機廠和西門子公司聯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。1000MW燃煤鍋爐為超超臨界直流爐，采用切圓燃燒方式，固態排渣、單爐膛、平衡通風、一次再熱、全鋼結構架構，整體采用懸吊設計的π 型鍋爐。設計煤種為內蒙準格爾煤和印尼煤按1：1 配比的混煤，校核煤種為印尼煤。鍋爐滿出力時所產蒸汽參數為27.56MPa(a)/605℃/603℃，鍋爐在燃燒設計煤種及校核煤種燃煤時，在完全不投輔助燃油情況下，其穩燃負荷小于或等于鍋爐的25%B-MCR，在鍋爐最低穩燃負荷及以上范圍時，其可以實現完全自動化投入（投入率100%）要求。

脫硫廢水零排放處理改造系統主要處理廢水三聯箱前端來廢水，本系統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廢水泵出來的廢水，經脫硫廢水泵輸送至新設置的2 個20m3的噴霧水箱，每臺機組的噴霧水箱設置兩臺脫硫廢水輸送泵。三聯箱前廢水由噴霧水泵輸送至高速旋轉的磁懸浮霧化器時，由于離心力的作用，廢液被甩伸成薄膜狀或細絲態，在霧化盤邊緣破裂，最終分散為細小液滴，通過煙氣分配器的混合作用，高溫煙氣熱量使液滴中的液態水瞬間蒸發，不參與蒸發的鹽類結晶后析出，混合進入原煙氣流場中，較大粒徑的顆粒，因為自身重力作用，落入干燥塔底部倉泵系統，通過氣力輸送至爐渣倉。而大部分粉塵（約占總量的90%），與煙氣混合后，從蒸發干燥塔下部管道出來，進入空預器出口煙道中，隨煙氣流場進入電除塵系統。單臺機組分別從AB 兩側抽取熱煙氣，蒸發后煙氣分別回到空預器出口煙道內，煙道蒸發產生的結晶鹽經倉泵捕捉回收至渣倉。

圖1 脫硫廢水深度處理改造系統工藝流程圖

3 試驗工況及目的

試驗工況：1號機組1000MW、750MW、500MW 三個負荷工況；廢水旁路煙道蒸發系統對鍋爐熱效率影響。

4 試驗過程

4.1 試驗步驟

4.1.1 空預器進/出口煙氣成分測量

用網格法在空預器進/出口進行煙氣成分測量，空預器進出口每側煙道布置若干個測孔(根據現場取樣孔數決定)，每孔布置4 個煙氣取樣點。將4 個取樣點用多通道氣體混流裝置進行混合后，用PMA30順磁氧量儀測量O2、NGA2000 煙氣分析儀測量CO、NOx 和CO2。

4.1.2 空預器出口溫度測量

空預器出口溫度（排煙溫度）用網格法測量，根據現場取樣孔數布置取樣測點，每孔設置4 個溫度測點，用S 型熱電偶和IMP 數據采集系統進行測量。

4.1.3 爐渣取樣

試驗期間在運行的排渣機取樣，所取渣樣送電廠化驗其可燃物含量。

4.1.4 飛灰取樣在空預器進口煙道用網格法等速取樣，各側網格取樣的飛灰樣單獨進行可燃物含量分析。

4.1.5 原煤取樣

在運行磨煤機的給煤機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平均混合后，對混合煤樣進行工業分析和元素分析。

4.1.6 送風溫度及空氣濕度、大氣壓

用溫濕度計、大氣氣壓表在送風機入口煙道取樣孔測量相關數據，試驗時每60min 測量記錄一次，取平均值。

4.1.7 運行數據記錄

從電廠SIS 系統讀取存儲的主要運行數據。在本次試驗鍋爐熱效率ηg的計算采用GB10184-2015 標準。

式中q2—排煙熱損失；q3—可燃氣體未完全燃燒熱

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%計算）。

4.2 試驗采用的主要儀器（見表1）

表1 主要試驗儀器表

5 試驗結果及分析

5.1 試驗過程記錄

在旁路煙道蒸發系統投退的工況下開展，用于計算旁路煙道蒸發系統投運對鍋爐效率的影響，1 號機組鍋爐效率試驗過程記錄詳見表2。

表2 1號機組試驗過程記錄表

5.2 試驗工況

本次試驗時間從2021 年7 月23 日到2021 年8 月7 日，1 號機組旁路煙道蒸發系統的性能試驗，期間的基本運行工況參數詳見表3。

表3 1號機組試驗期間運行工況記錄

5.3 鍋爐效率試驗結果及影響分析

根據測試結果，1 號機組1000MW、750MW、500MW 三個負荷工況投運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號機組旁路煙道蒸發系統投運前后的鍋爐熱效率測試結果

6 結語

1 號機組脫硫深度處理零排放旁路煙道蒸發系統投運后，在1000MW、750MW、500MW 三個負荷工況下，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，達到廢水零排放環保要求。