CN109000217A - 一种电厂锅炉给水加氨全循环系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电厂锅炉给水加氨全循环系统及方法，该系统包括水汽系统、氨分离系统和加氨加氧系统，氨分离系统实现对水气系统含氨废水氨的分离，加氨加氧系统对分离出来氨进行再利用，用于水汽系统，实现氨循环；本发明根据精处理再生阶段水质特点，利用pH对精处理再生过程的废水进行分类收集，减少了含氨废水水量，增加了含氨废水氨浓度，提高氨分离效率；含氨气体进入气溶系统，富氧富氨的溶液经输送泵进入到水汽系统，可实现电厂锅炉给水加氨全循环，同时解决精处理再生废水氨氮处理的问题。

Description

一种电厂锅炉给水加氨全循环系统及方法
技术领域
本发明涉及电厂水化学领域，具体涉及一种电厂锅炉给水加氨全循环系统及方法。
背景技术
锅炉给水的pH控制，通常采用加氨的方法提高给水pH值，从而减缓腐蚀。以一台600MW机组给水OT处理，给水pH控制在9.2为例，浓度为30％氨水的年用量约20t，氨水用量非常大，水汽系统中的氨通过精处理高速混床中的阳离子交换树脂去除，随后氨进入精处理高速混床再生废水中，而高盐的精处理再生废水氨氮处理一直是火电厂废水处理的难题。
精处理高速混床再生过程包括树脂输送、树脂清洗、树脂分离、阴树脂再生、阳树脂再生以及阴、阳树脂混合六个步骤，整个再生过程混合废水氨氮浓度约300mg/L，若直接排放，外排水氨氮浓度高于GB 8978-1996《污水综合排放标准》中要求的外排废水氨氮浓度15mg/L限值；若直接进入含氨废水处理系统，高盐含氨废水一般采用吹脱或汽提工艺，整个再生过程中混合的精处理再生废水水量大，氨氮浓度低，氨氮脱除效率低，并且吹脱出来的氨无法较好处理；若精处理再生废水进入蒸发结晶系统，会降低结晶盐纯度，增加蒸发结晶母液量，导致电厂固体废弃物增加。
发明内容
本发明的目的在于解决电厂氨水用量大、精处理再生废水氨氮浓度高难以处理的问题，提供了一种电厂锅炉给水加氨全循环系统及方法，巧妙设计和布置了水汽系统、氨分离系统、加氨加氧系统，通过水汽系统、氨分离系统、加氨加氧系统之间的协同配合，从而实现锅炉给水加氨全循环。氨分离系统实现对水气系统含氨废水氨的分离，加氨加氧系统对分离出来氨进行再利用，用于水汽系统，实现氨循环。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电厂锅炉给水加氨全循环系统，包括水汽系统、氨分离系统和加氨加氧系统；
所述的水汽系统包括依次连接的凝汽器1、凝结水泵2、精处理器3、低压加热器4、除氧器5、给水泵6、高压加热器7和省煤器8，省煤器8出口与凝汽器1入口相连；第一pH表B1和第一电导率表B2与除氧器5入口相连，第二pH表B3和第二电导率表B4与省煤器8入口相连；
所述的氨分离系统包括除盐水箱9、精处理再生系统10、低氨废水池11、高氨废水池12、高效脱氨塔13、复合脱氨剂加药系统14、鼓风系统15、第三pH表B5、第四pH表B6、第一阀门K1和第二阀门K2；除盐水箱9出口与精处理再生系统10入口相连，精处理再生系统10出口与精处理器3再生入口相连，精处理再生系统10出口与第三pH表B5相连，第三pH表B5与第一阀门K1和第二阀门K2入口相连，第一阀门K1出口与低氨废水池11入口相连，第二阀门K2出口与高氨废水池12入口相连，高氨废水池12出口与高效脱氨塔13入口相连，高效脱氨塔13气体出口与加氨加氧系统入口相连；复合脱氨剂加药系统14出口与高效脱氨塔13入口相连，第四pH表B6与高效脱氨塔13相连，鼓风系统15与高效脱氨13底部气体入口相连；
所述的加氨加氧系统包括气体压缩系统16、气溶系统17、氨气储存装置18、氧气储存装置19、第三电导率表B7、压力表B8、溶解氧表B9、第一输送泵M1、第二输送泵M2、第三阀门K3和第四阀门K4；高效脱氨塔13气体出口与气体压缩系统16入口相连，气体压缩系统16出口与第三阀门K3入口相连，第三阀门K3出口与气溶系统17入口相连，气溶系统17出口分别与第一输送泵M1入口和第二输送泵M2入口相连；第三电导率表B7、压力表B8、溶解氧表B9均与气溶系统17相连，第四阀门K4入口与气溶系统17相连；氨气储存装置18出口与气溶系统17气体入口相连，氧气储存装置19出口与气溶系统17气体入口相连，除盐水箱9出口与气溶系统17液体入口相连。
所述的电厂锅炉给水加氨全循环系统的运行方法，当第三pH表B5大于设定pH值时，第一阀门K1开启、第二阀门K2关闭，再生废水进入低氨废水池11；当第三pH表B5小于设定pH值时，第一阀门K1关闭、第二阀门K2开启，再生废水进入高氨废水池12，高氨的精处理再生废水和复合脱氨剂加药系统14输送的复合脱氨剂一起进入高效脱氨塔13，复合脱氨剂加药系统14与第四pH表B6联锁控制，维持第四pH表B6数值大于设定值，当第四pH表B6数值低于设定值时，复合脱氨剂加药系统14增大加药量；在鼓风系统15作用下，空气与高效脱氨塔13喷淋的混合有复合脱氨剂的高氨废水接触，NH3从废水中分离出来，含氨和氧气的混合气体进入加氨加氧系统的气体压缩系统16；
氨气储存装置18与第三电导率表B7以及气体压缩系统16联锁控制，第三电导率表B7低于设定值，氨气储存装置18开启，保持气溶系统17电导维持在设定范围；氧气储存装置19与溶解氧表B9联锁控制，溶解氧表B9低于设定值，氧气储存装置19开启，保持气溶系统17溶氧维持在设定范围；压力表B8与第四阀门K4联锁控制，当压力表B8数值超过设备额定界限值时，开启第四阀门K4外排，维持系统中的压力在安全控制范围之内，保持系统的安全运行；
气体压缩系统16中的含氨和氧气的混合气体通过第三阀门K3进入气溶系统17，含氨和氧气的混合气体在气溶系统17作用下溶于除盐水，形成富含氨和氧气的溶液，富含氨和氧气的溶液通过第一输送泵M1送至精处理器3出口，进行第一点加氨加氧，第一输送泵M1流量与凝结水泵2联锁控制，凝结水泵2流量增大，第一输送泵M1流量增大，凝结水泵2流量减小，第一输送泵M1流量减小，再根据第一pH表B1和第一电导率表B2进行反馈调节，第一pH表B1和第一电导率表B2数值低于标准值，第一输送泵M1流量增大，第一pH表B1和第一电导率表B2数值高于标准值，第一输送泵M1流量减小；富含氨和氧气的溶液通过第二输送泵M2送入除氧器5出口，进行第二点加氨加氧，第二输送泵M2流量与给水泵6联锁控制，给水泵6流量增大，第二输送泵M2流量增大，给水泵6流量减小，第二输送泵M2流量减小，再根据第二pH表B3和第二电导率表B4进行反馈调节，第二pH表B3和第二电导率表B4数值低于标准值，第二输送泵M2流量增大，第二pH表B3和第二电导率表B4数值高于标准值，第二输送泵M2流量减小。
本发明和现有技术相比具有以下优点：
(1)实现了电厂锅炉给水加氨全循环，氨循环率大于99％，大幅减少电厂氨使用量。
(2)根据精处理再生阶段水质特点，利用pH对精处理再生过程的废水进行分类收集，降低含氨废水水量，节省含氨废水处理系统费用，同时提高脱氨系统效率。
(3)高效脱氨塔吹脱气体中，氧气通过气溶系统作为给水加氧的来源，降低了给水加氧成本。
(4)高效脱氨塔吹脱气体中，不溶杂排气体回至氨分离系统中的鼓风系统从而再利用，降低了能耗。
(5)解决了精处理再生废水中氨氮的处理问题，实现了氨的高效循环使用。
附图说明
图1为实现电厂锅炉给水加氨全循环系统的示意图。
其中，1为凝汽器、2为凝结水泵、3为精处理器、4为低压加热器、5为除氧器、6为给水泵、7为高压加热器、8为省煤器、9为除盐水箱、10为精处理再生系统、11为低氨废水池、12为高氨废水池、13为高效脱氨塔、14为复合脱氨剂加药系统、15为鼓风系统、16为气体压缩系统、17为气溶系统、18为氨气储存装置、19为氧气储存装置、B1为第一pH表、B2为第一电导率表、B3为第二pH表、B4为第二电导率表、B5为第三pH表、B6为第四pH表、B7为第三电导率表、B8为压力表、B9为溶解氧表、M1为第一输送泵、M2为第二输送泵、K1为第一阀门、K2为第二阀门、K3为第三阀门、K4为第四阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种电厂锅炉给水加氨全循环系统，包括水汽系统、氨分离系统和加氨加氧系统。
水汽系统包括凝汽器1、凝结水泵2、精处理器3、低压加热器4、除氧器5、给水泵6、高压加热器7、省煤器等系统8、第一pH表B1、第一电导率表B2、第二pH表B3、第二电导率表B4。
凝汽器1出口与凝结水泵2入口相连，凝结水泵2出口与精处理器3入口相连，精处理器3出口与低压加热器4入口相连，低压加热器4出口与除氧器5入口相连，除氧器5出口与给水泵6入口相连，给水泵6出口与高压加热器7入口相连，高压加热器7出口与省煤器等系统8入口相连，省煤器等系统8出口与凝汽器1入口相连。
第一pH表B1和第一电导率表B2与除氧器5入口相连，第二pH表B3和第二电导率表B4与省煤器8入口相连。
氨分离系统包括除盐水箱9、精处理再生系统10、低氨废水池11、高氨废水池12、高效脱氨塔13、复合脱氨剂加药系统14、鼓风系统15、第三pH表B5、第四pH表B6、第一阀门K1、第二阀门K2。
除盐水箱9出口与精处理再生系统10入口相连，精处理再生系统10出口与精处理器3再生入口相连，精处理再生系统10出口与第三pH表B5相连，第三pH表B5与第一阀门K1入口相连，第一阀门K1出口与低氨废水池11入口相连；第三pH表B5与第二阀门K2入口相连，第二阀门K2出口与高氨废水池12入口相连，高氨废水池12出口与高效脱氨塔13入口相连，高效脱氨塔13气体出口与加氨加氧系统入口相连。
复合脱氨剂加药系统14出口与高效脱氨塔13入口相连，第四pH表B6与高效脱氨塔13相连，鼓风系统15与高效脱氨塔13底部气体入口相连，复合脱氨剂加药系统14与第四pH表B6联锁控制，维持第四pH表B6数值大于设定值，当第四pH表B6数值低于设定值时，复合脱氨剂加药系统14增大加药量。
当第三pH表B5≥3.0，第一阀门K1开启、第二阀门K2关闭，再生废水进入低氨废水池11；当第三pH表＜3.0，第一阀门K1关闭、第二阀门K2开启，再生废水进入高氨废水池12，高氨废水池12中再生废水氨氮浓度大于5000mg/L，高氨的精处理再生废水和复合脱氨剂加药系统14输送的复合脱氨剂一起进入高效脱氨塔13，复合脱氨剂加药系统14与第四pH表B6联锁控制，维持第四pH表B6数值大于设定值，当第四pH表B6数值低于设定值时，复合脱氨剂加药系统14增大加药量；在鼓风系统15作用下，空气与高效脱氨塔13喷淋的混合有复合脱氨剂14的高氨废水接触，NH3从废水中分离出来，含氨和氧气的混合气体进入加氨加氧系统，废水经吹脱后的氨氮浓度，满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》对外排废水氨氮浓度≤15mg/L的要求。
加氨加氧系统包括气体压缩系统16、气溶系统17、氨气储存装置18、氧气储存装置19、第三电导率表B7、压力表B8、溶解氧表B9、第一输送泵M1、第二输送泵M2、第三阀门K3、第四阀门K4。
高效脱氨塔13气体出口与气体压缩系统入口16相连，气体压缩系统16出口与第三阀门K3入口相连，第三阀门K3出口与气溶系统17入口相连，气溶系统17出口分别与第一输送泵M1入口和第二输送泵M2入口相连，第三电导率表B7、压力表B8、溶解氧表B9均与气溶系统17相连，第四阀门K4入口与气溶系统17相连。
氨气储存装置18出口与气溶系统17气体入口相连，氧气储存装置19出口与气溶系统17气体入口相连，除盐水箱9出口与气溶系统17液体入口相连；氨气储存装置18与第三电导率表B7以及气体压缩系统16联锁控制，调节富含氨和氧气的溶液中氨含量，第三电导率表B7低于设定值，氨气储存装置18开启，保持气溶系统17电导维持在设定范围；氧气储存装置19与溶解氧表B9联锁控制，调节富含氨和氧气的溶液中氧含量，溶解氧表B9低于设定值，氧气储存装置19开启，保持气溶系统17溶氧维持在设定范围；压力表B8与第四阀门K4联锁控制，不溶杂排气体回至氨分离系统中的鼓风系统15再利用，当压力表B8数值超过设备额定界限值时，开启第四阀门K4外排，维持系统中的压力在安全控制范围之内，保持系统的安全运行。
第一输送泵M1出口与精处理3出口相连，第一输送泵M1与凝结水泵2联锁控制，凝结水泵2流量增大，第一输送泵M1流量增大，凝结水泵2流量减小，第一输送泵M1流量减小；第二输送泵M2出口与除氧器5出口相连，第二输送泵M2与给水泵6联锁控制，给水泵6流量增大，第二输送泵M2流量增大，给水泵6流量减小，第二输送泵M2流量减小。
气体压缩系统16中的含氨和氧气的混合气体通过第三阀门K3进入气溶系统17，含氨和氧气的混合气体在气溶系统17作用下溶于除盐水，形成富含氨和氧气的溶液，富含氨和氧气的溶液通过第一输送泵M1送至精处理器3出口，进行第一点加氨加氧，第一输送泵M1流量与凝结水泵2联锁控制，凝结水泵2流量增大，第一输送泵M1流量增大，凝结水泵2流量减小，第一输送泵M1流量减小，再根据第一pH表B1和第一电导率表B2进行反馈调节，第一pH表B1和第一电导率表B2数值低于标准值，第一输送泵M1流量增大，第一pH表B1和第一电导率表B2数值高于标准值，第一输送泵M1流量减小；富含氨和氧气的溶液通过第二输送泵M2送入除氧器5出口，进行第二点加氨加氧，第二输送泵M2流量与给水泵6联锁控制，给水泵6流量增大，第二输送泵M2流量增大，给水泵6流量减小，第二输送泵M2流量减小，再根据第二pH表B3和第二电导率表B4进行反馈调节，第二pH表B3和第二电导率表B4数值低于标准值，第二输送泵M2流量增大，第二pH表B3和第二电导率表B4数值高于标准值，第二输送泵M2流量减小。

Claims (2)

1.一种电厂锅炉给水加氨全循环系统，其特征在于：包括水汽系统、氨分离系统和加氨加氧系统；
所述的水汽系统包括依次连接的凝汽器(1)、凝结水泵(2)、精处理器(3)、低压加热器(4)、除氧器(5)、给水泵(6)、高压加热器(7)和省煤器(8)，省煤器(8)出口与凝汽器(1)入口相连；第一pH表(B1)和第一电导率表(B2)与除氧器(5)入口相连，第二pH表(B3)和第二电导率表(B4)与省煤器(8)入口相连；
所述的氨分离系统包括除盐水箱(9)、精处理再生系统(10)、低氨废水池(11)、高氨废水池(12)、高效脱氨塔(13)、复合脱氨剂加药系统(14)、鼓风系统(15)、第三pH表(B5)、第四pH表(B6)、第一阀门(K1)和第二阀门(K2)；除盐水箱(9)出口与精处理再生系统(10)入口相连，精处理再生系统(10)出口与精处理器(3)再生入口相连，精处理再生系统(10)出口与第三pH表(B5)相连，第三pH表(B5)与第一阀门(K1)和第二阀门(K2)入口相连，第一阀门(K1)出口与低氨废水池(11)入口相连，第二阀门(K2)出口与高氨废水池(12)入口相连，高氨废水池(12)出口与高效脱氨塔(13)入口相连，高效脱氨塔(13)气体出口与加氨加氧系统入口相连；复合脱氨剂加药系统(14)出口与高效脱氨塔(13)入口相连，第四pH表(B6)与高效脱氨塔(13)相连，鼓风系统(15)与高效脱氨(13)底部气体入口相连；
所述的加氨加氧系统包括气体压缩系统(16)、气溶系统(17)、氨气储存装置(18)、氧气储存装置(19)、第三电导率表(B7)、压力表(B8)、溶解氧表(B9)、第一输送泵(M1)、第二输送泵(M2)、第三阀门(K3)和第四阀门(K4)；高效脱氨塔(13)气体出口与气体压缩系统(16)入口相连，气体压缩系统(16)出口与第三阀门(K3)入口相连，第三阀门(K3)出口与气溶系统(17)入口相连，气溶系统(17)出口分别与第一输送泵(M1)入口和第二输送泵(M2)入口相连；第三电导率表(B7)、压力表(B8)、溶解氧表(B9)均与气溶系统(17)相连，第四阀门(K4)入口与气溶系统(17)相连；氨气储存装置(18)出口与气溶系统(17)气体入口相连，氧气储存装置(19)出口与气溶系统(17)气体入口相连，除盐水箱(9)出口与气溶系统(17)液体入口相连。
2.权利要求1所述的电厂锅炉给水加氨全循环系统的运行方法，其特征在于：当第三pH表(B5)大于设定pH值时，第一阀门(K1)开启、第二阀门(K2)关闭，再生废水进入低氨废水池(11)；当第三pH表(B5)小于设定pH值时，第一阀门(K1)关闭、第二阀门(K2)开启，再生废水进入高氨废水池(12)，高氨的精处理再生废水和复合脱氨剂加药系统(14)输送的复合脱氨剂一起进入高效脱氨塔(13)，复合脱氨剂加药系统(14)与第四pH表(B6)联锁控制，维持第四pH表(B6)数值大于设定值，当第四pH表(B6)数值低于设定值时，复合脱氨剂加药系统(14)增大加药量；在鼓风系统(15)作用下，空气与高效脱氨塔(13)喷淋的混合有复合脱氨剂的高氨废水接触，NH3从废水中分离出来，含氨和氧气的混合气体进入加氨加氧系统的气体压缩系统(16)；
氨气储存装置(18)与第三电导率表(B7)以及气体压缩系统(16)联锁控制，第三电导率表(B7)低于设定值，氨气储存装置(18)开启，保持气溶系统(17)电导维持在设定范围；氧气储存装置(19)与溶解氧表(B9)联锁控制，溶解氧表(B9)低于设定值，氧气储存装置(19)开启，保持气溶系统(17)溶氧维持在设定范围；压力表(B8)与第四阀门(K4)联锁控制，当压力表(B8)数值超过设备额定界限值时，开启第四阀门(K4)外排，维持系统中的压力在安全控制范围之内，保持系统的安全运行；
气体压缩系统(16)中的含氨和氧气的混合气体通过第三阀门(K3)进入气溶系统(17)，含氨和氧气的混合气体在气溶系统(17)作用下溶于除盐水，形成富含氨和氧气的溶液，富含氨和氧气的溶液通过第一输送泵(M1)送至精处理器(3)出口，进行第一点加氨加氧，第一输送泵(M1流量与凝结水泵(2)联锁控制，凝结水泵(2)流量增大，第一输送泵(M1)流量增大，凝结水泵(2)流量减小，第一输送泵(M1)流量减小，再根据第一pH表(B1)和第一电导率表(B2)进行反馈调节，第一pH表(B1)和第一电导率表(B2)数值低于标准值，第一输送泵(M1)流量增大，第一pH表(B1)和第一电导率表(B2)数值高于标准值，第一输送泵(M1)流量减小；富含氨和氧气的溶液通过第二输送泵(M2)送入除氧器(5)出口，进行第二点加氨加氧，第二输送泵(M2)流量与给水泵(6)联锁控制，给水泵(6)流量增大，第二输送泵(M2)流量增大，给水泵(6)流量减小，第二输送泵(M2)流量减小，再根据第二pH表(B3)和第二电导率表(B4)进行反馈调节，第二pH表(B3)和第二电导率表(B4)数值低于标准值，第二输送泵(M2)流量增大，第二pH表(B3)和第二电导率表(B4)数值高于标准值，第二输送泵(M2)流量减小。
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