脫硫廢水處理中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

近年來，隨著燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)的不斷發(fā)展，已逐漸形成了以簡單預(yù)處理+高溫旁路煙道蒸發(fā)固化為基礎(chǔ)的工藝路線。在此工藝路線中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用尤為重要，有助于隨時(shí)將蒸發(fā)結(jié)晶器隔離于主機(jī)系統(tǒng)外，并提高脫硫廢水處理效率和脫硫廢水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低勞動(dòng)力成本和噸水能耗。

1、電氣自動(dòng)化技術(shù)的概況和特點(diǎn)

1.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的概況

電氣自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)電氣設(shè)備完成監(jiān)測、診斷和控制的技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在脫硫廢水處理行業(yè)的應(yīng)用中，首先體現(xiàn)在脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化控制中，在保證水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，大大提高了生產(chǎn)效率，可以實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控多個(gè)設(shè)備運(yùn)行情況的同時(shí)，對(duì)水量、水質(zhì)的變化做出快速響應(yīng)。

1.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 有利于提高設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行

電氣自動(dòng)化技術(shù)的綜合性功能體現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)在線檢測和診斷?？梢詫⑾到y(tǒng)中的每臺(tái)電氣設(shè)備都載入DCS系統(tǒng)中，并通過DCS系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行集中控制。當(dāng)單一設(shè)備出現(xiàn)事故故障，可以通過DCS系統(tǒng)迅速將該設(shè)備從主機(jī)中隔離，從而保證主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，減小故障覆蓋程度。

1.2.2 有利于提高經(jīng)濟(jì)效益

電氣自動(dòng)化技術(shù)集成化程度高，通過對(duì)電氣設(shè)備的集成化控制，從而減少了電氣控制設(shè)備的體積，節(jié)約空間，大大減少了電氣控制設(shè)備的占地面積。電氣自動(dòng)化技術(shù)在脫硫廢水應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)無人操作完成廢水處理，降低了人力成本。通過對(duì)脫硫廢水處理與鍋爐主機(jī)負(fù)荷的聯(lián)動(dòng)控制，避免在脫硫廢水處理中抽取過多熱量，從而降低了脫硫廢水噸水能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的依賴性

電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電子和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展具有一定的依賴性。在建立DCS系統(tǒng)時(shí)，需要將壓力、溫度等傳感器信號(hào)和控制器信號(hào)利用電子和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展現(xiàn)在DCS操作系統(tǒng)中。

2、電氣自動(dòng)化技術(shù)在脫硫廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐

蒸發(fā)結(jié)晶器采取高溫?zé)煔馀c脫硫廢水直接接觸換熱的方式實(shí)現(xiàn)廢水的蒸發(fā)完全。其中高溫?zé)煔獾膩碓慈∽钥疹A(yù)器前端的2%~5%的煙氣量，溫度為320℃~350℃。為提高煙氣與脫硫廢水的蒸發(fā)效率，使脫硫廢水迅速蒸發(fā)完全，實(shí)現(xiàn)固-液分離，將脫硫廢水引入雙流體噴槍中。雙流體噴槍可以將脫硫廢水霧化為平均粒徑30um~50um的液體顆粒。脫硫廢水蒸發(fā)后的水分進(jìn)入煙氣中，可以進(jìn)入脫硫塔內(nèi)補(bǔ)充脫硫系統(tǒng)用水。脫硫廢水蒸發(fā)后剩余的結(jié)晶鹽與煙氣中的粉煤灰在除塵器處排出。

蒸發(fā)結(jié)晶器配置底部輸灰系統(tǒng)也可以捕捉掉落的粉煤灰和結(jié)晶鹽。高溫旁路煙氣蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)置遠(yuǎn)程IO柜，DCS卡件必須與原系統(tǒng)保持一致，信號(hào)接入集中控制室。蒸發(fā)結(jié)晶器控制分為遠(yuǎn)程控制和就地控制兩種方式，提供給鍋爐主機(jī)主DCS系統(tǒng)的硬接線干接點(diǎn)信號(hào)為開、關(guān)合閘反饋，故障反饋，電源消失反饋、遠(yuǎn)控方式，啟動(dòng)、停止指令。蒸發(fā)結(jié)晶器電氣自動(dòng)化系統(tǒng)由風(fēng)煙管及本體系統(tǒng)、廢水輸送系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、底部輸灰系統(tǒng)和其他配套系統(tǒng)組成。

2.1 蒸發(fā)結(jié)晶器風(fēng)煙管及本體系統(tǒng)

蒸發(fā)器風(fēng)煙管道包括煙氣進(jìn)口電動(dòng)插板門，蒸發(fā)器進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（蝶閥），蒸發(fā)器出口電動(dòng)擋板門，氣密封煙氣電動(dòng)開關(guān)閥，排灰電動(dòng)插板等，蒸發(fā)器本體包括蒸發(fā)器本體設(shè)備1套，桶體上配置溫度傳感器，料位計(jì)，測試桿，人孔門，噴槍等設(shè)備。

目前由于季節(jié)和用電需求不同，電廠鍋爐的負(fù)荷幾乎每天都在變化。由于鍋爐的負(fù)荷與電廠脫硫廢水水量、爐膛出口煙氣量存在正向相關(guān)關(guān)系，所以在蒸發(fā)結(jié)晶器實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)該考慮鍋爐負(fù)荷的影響。在DCS系統(tǒng)中將鍋爐負(fù)荷以及蒸發(fā)結(jié)晶器入口蝶閥開度聯(lián)動(dòng)，按照鍋爐負(fù)荷的變化來調(diào)節(jié)蝶閥開度。以某電廠350MW機(jī)組為例，通過調(diào)節(jié)蝶閥開度來改變抽取主機(jī)煙氣量，從而聯(lián)動(dòng)鍋爐的負(fù)荷，達(dá)到降低噸水能耗的效果。

在主控室出口煙道溫度計(jì)設(shè)置報(bào)警信號(hào)，在出口煙道煙溫超過160℃和低于135℃自動(dòng)報(bào)警。出口煙溫過高說明入口煙氣量大，出口煙溫過低說明入口煙氣量小，應(yīng)該聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥開度。蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)口配置電動(dòng)插板門，出口配置出口電動(dòng)擋板門，可以隨時(shí)將蒸發(fā)結(jié)晶器與鍋爐主機(jī)分割。蒸發(fā)結(jié)晶器可自行停機(jī)檢修，不用受鍋爐主機(jī)停機(jī)時(shí)間限制。

2.2 蒸發(fā)結(jié)晶器廢水輸送和壓縮空氣系統(tǒng)

廢水輸送配套管路配備了手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)和壓力傳感器。壓縮空氣配套管路配備了手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、流量計(jì)、減壓閥和壓力傳感器部分。

保證脫硫廢水蒸發(fā)效率的關(guān)鍵因素是脫硫廢水霧化液滴的大小，通過控制蒸發(fā)結(jié)晶器噴槍水壓和氣壓的方式來控制脫硫廢水霧化液滴。在噴槍的進(jìn)水側(cè)和進(jìn)氣側(cè)分別設(shè)置水壓表和氣壓表，并連接主控DCS系統(tǒng)。蒸發(fā)結(jié)晶器按照水壓=4.7bar、氣壓=4.8bar設(shè)計(jì)，其中氣壓微大于水壓，以控制廢水輸送水壓和壓縮空氣氣壓的前提下，才能保證噴霧液滴的D32穩(wěn)定在48μm，降低噴槍霧化效果及脫硫廢水的蒸發(fā)時(shí)間。當(dāng)脫硫廢水水壓波動(dòng)時(shí)，保證氣壓微大于水壓，并查詢表2來控制脫硫廢水液滴粒徑，從而保證液滴蒸發(fā)并提高蒸發(fā)效率。

2.3 蒸發(fā)結(jié)晶器底部輸灰系統(tǒng)

蒸發(fā)結(jié)晶器底部輸灰系統(tǒng)輸送物料為粉煤灰，溫度為150℃，堆積比重為0.75t/m3。蒸發(fā)器結(jié)晶器料倉下設(shè)置1個(gè)下料口，粉煤灰經(jīng)倉泵輸送系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)組渣倉。閥門設(shè)備采用24V雙電控電磁閥，PLC自動(dòng)控制并預(yù)留DCS接口。

蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶鹽和粉煤灰的混合灰渣到達(dá)料位計(jì)后，料位計(jì)產(chǎn)生信號(hào)關(guān)閉進(jìn)料閥和排氣閥門完成進(jìn)料。壓縮空氣進(jìn)入罐內(nèi)使罐內(nèi)的壓力變大，促使灰渣輸送。在灰渣輸送完畢后，罐內(nèi)的壓力到達(dá)原設(shè)計(jì)壓力后，由壓力表進(jìn)行檢測并釋放信號(hào)。罐體在壓縮空氣吹掃后按照信號(hào)關(guān)閉依次進(jìn)氣閥和出料閥，再打開進(jìn)料閥實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶器的底部輸灰功能。

為方便檢修，倉式泵安裝手動(dòng)插板閥。此閥正常工作時(shí)常開，檢修時(shí)關(guān)閉?？刂崎y箱（總閥箱）的功能是操控系統(tǒng)完成自動(dòng)化控制，包括手動(dòng)減壓閥、電磁閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、二位五通閥、截止閥、單向閥等。

2.4 蒸發(fā)結(jié)晶器其他配套系統(tǒng)

蒸發(fā)結(jié)晶器還配置了濃水箱、濃水泵、空壓機(jī)、前置過濾器、前置加藥控制系統(tǒng)。其中濃水箱的有效容積應(yīng)按照停留時(shí)間12~24h設(shè)計(jì)，濃水泵的過流部分材質(zhì)應(yīng)選擇2507不銹鋼，空壓機(jī)應(yīng)該匹配鍋爐主機(jī)空壓機(jī)余量來判斷是否配備。前置過濾器和前置加藥控制系統(tǒng)的作用是為了保證進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器中廢水的水質(zhì)，防止水質(zhì)中SS和鈣離子含量過高堵塞噴槍。

3、結(jié)論

隨著脫硫廢水處理技術(shù)的不斷完善，電氣自動(dòng)化技術(shù)在該技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用也愈發(fā)重要。電氣自動(dòng)化技術(shù)可以保證脫硫廢水處理系統(tǒng)的負(fù)荷聯(lián)動(dòng)鍋爐主機(jī)負(fù)荷、控制蒸發(fā)結(jié)晶器的水壓氣壓比，達(dá)到降低噸水能耗提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。電氣自動(dòng)化技術(shù)控制的電動(dòng)插板門可以保證脫硫廢水系統(tǒng)隨時(shí)從鍋爐主機(jī)系統(tǒng)隔離，并實(shí)施監(jiān)測蒸發(fā)器的輸灰系統(tǒng)，有利于保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。（來源：盛發(fā)環(huán)?？萍?/span>（廈門）有限公司）