CN110921962A - 一种火电厂湿除渣系统防垢系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂湿除渣系统防垢系统及方法，包括控制器、精处理再生系统、第一在线pH计、精处理再生酸性废水输送阀、精处理再生碱性废水输送阀、化学再生系统、第二在线pH计、化学再生酸性废水输送阀、化学再生碱性废水输送阀、脱硫系统、除渣系统补水池、除渣系统补水池输送泵、捞渣机、锅炉、渣溢流水池、浓缩池、清水池及第三在线pH计，该系统及方法能够实现预防湿除渣系统管道及设备结垢问题，同时解决全厂再生废水的处置问题，且成本较低。
Description
技术领域
本发明属于锅炉除渣技术领域，涉及一种火电厂湿除渣系统防垢系统及方法。
背景技术
炉渣是锅炉高温燃烧后产生的熔融物，炉渣内含有氧化钙等碱性氧化物物质，炉渣进入湿除渣系统后，氧化钙等碱性物质在水中溶出。渣水的pH逐渐升高，Ca2+浓度逐渐增大，在渣水的不断循环利用过程中势必造成HCO3 -向CO3 2-的转化，从而导致湿除渣系统产生CaCO3结垢问题。随着国家环保要求日益严峻以及2015年颁布“水十条”等政策，电厂废水零排放已成为主流趋势。目前，国内采用湿式除渣的火电厂仍占多数，该部分电厂目前正在通过全厂节水及废水治理改造实现渣水的不外排，并使渣水在本系统内循环利用。但采用湿式除渣的电厂为确保炉底密封水的水温低于60℃，多采用过量补水的方式，造成大量渣水溢流外排，为此电厂通过增设渣水冷却器、优化系统补水的方式实现渣水零溢流。
随着电厂渣水零溢流改造的逐步实现，CaCO3结垢问题会越来越明显。在增设渣水冷却器的电厂，渣水长时间循环利用，在渣水冷却器表面形成CaCO3垢，降低换热效率，为维持炉底密封水水温控制在60℃以内，加大补水量，补水量高于消耗量，渣水又有溢流。此外，湿除渣系统管路内生成大量CaCO3垢，会造成输送渣水的管路变细，水压增大，易造成输送泵故障和造价能耗。捞渣机链条因管道结垢，无法进行冲洗而影响捞渣机正常运转，严重时会造成停机。综上，渣水系统的防垢成为湿除渣电厂急需解决的问题。
为保证除盐水水质和水汽品质，需定期对化学车间二级除盐阳阴混床及精处理系统的树脂进行再生。阳树脂大部分采用强酸(盐酸)再生、阴树脂采用强碱(氢氧化钠)进行再生，再生废水处理方法往往采用传统的高低盐分离技术，将酸碱再生废水根据电导高低盐分离，低盐废水回用，高盐废水中和处理后补入脱硫系统。再生废水中的氨氮、氯离子等污染物最终全部进入脱硫系统，导致脱硫废水水量变大，氨氮浓度升高。因此，目前的再生废水处理方法不合适。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电厂湿除渣系统防垢系统及方法，该系统及方法能够实现预防湿除渣系统管道及设备结垢问题，同时解决全厂再生废水的处置问题，且成本较低。
为达到上述目的，本发明所述的火电厂湿除渣系统防垢系统包括控制器、精处理再生系统、第一在线pH计、精处理再生酸性废水输送阀、精处理再生碱性废水输送阀、化学再生系统、第二在线pH计、化学再生酸性废水输送阀、化学再生碱性废水输送阀、脱硫系统、除渣系统补水池、除渣系统补水池输送泵、捞渣机、锅炉、渣溢流水池、浓缩池、清水池及第三在线pH计；
精处理再生系统的出口经第一在线pH计后分为两路，其中一路经精处理再生酸性废水输送阀与除渣系统补水池的入口相连通，另一路经精处理再生碱性废水输送阀与脱硫系统的入口相连通，化学再生系统的出口经第二在线pH计后分为两路，其中一路经化学再生酸性废水输送阀与除渣系统补水池的入口相连通，另一路经化学再生碱性废水输送阀与脱硫系统相连通，除渣系统补水池的出口经除渣系统补水池输送泵与捞渣机的入口相连通，锅炉的排渣口与捞渣机的入口相连通，捞渣机的出口与渣溢流水池的入口相连通，渣溢流水池的溢流口经浓缩池与清水池的入口相连通，清水池的出口处设置有第三在线pH计；
控制器的输入端与第一在线pH计的输出端、第二在线pH计的输出端及第三在线pH计的输出端相连通，控制器的输出端分别与精处理再生酸性废水输送阀的控制端及精处理再生碱性废水输送阀的控制端、化学再生酸性废水输送阀的控制端及化学再生碱性废水输送阀的控制端、除渣系统补水池输送泵的控制端相连接。
精处理再生系统的出口经第一在线pH计及精处理再生废水输送泵后分为两路。
化学再生系统的出口经第二在线pH计及化学再生废水输送泵后分为两路。
本发明所述的火电厂湿除渣系统防垢方法包括以下步骤：
通过第一在线pH计监测精处理再生系统产生的废水的pH值，通过第二在线pH计监测化学再生系统产生的废水的pH值；
当精处理再生系统产生的废水呈酸性时，则打开精处理再生酸性废水输送阀，关闭精处理再生碱性废水输送阀，使得精处理再生系统产生的废水进入到除渣系统补水池中，当化学再生系统产生的废水呈酸性时，则打开化学再生酸性废水输送阀，关闭化学再生碱性废水输送阀，使得化学再生系统产生的废水进入到除渣系统补水池中；
当精处理再生系统产生的废水呈碱性时，则关闭精处理再生酸性废水输送阀，打开精处理再生碱性废水输送阀，使得精处理再生系统产生的废水进入到脱硫系统中，当化学再生系统产生的废水呈碱性时，则关闭化学再生酸性废水输送阀，打开化学再生碱性废水输送阀，使得化学再生系统产生的废水进入到脱硫系统中；
锅炉排出的高温炉渣掉入捞渣机中，捞渣机中的渣水因吸收高温炉渣的热量而蒸发损耗，将除渣系统补水池内的酸性废水经除渣系统补水池输送泵输送至捞渣机内，捞渣机内的渣水依次经过渣溢流水池及浓缩池进入清水池中，通过第三在线pH计与除渣系统补水池输送泵连锁控制，以控制渣水池内再生酸性废水的补入量，当清水池的出水pH＞7.0时，则增大除渣系统补水池输送泵的流量；当清水池的出水pH＜6.5时，则降低或停止除渣系统补水池输送泵的流量，确保渣水的pH值在6.5～7.0范围内达到动态平衡。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的火电厂湿除渣系统防垢系统及方法在具体操作时，当精处理再生系统产生的废水呈酸性时，则将精处理再生系统产生的废水进入到除渣系统补水池中，当化学再生系统产生的废水呈酸性时，则将化学再生系统产生的废水进入到除渣系统补水池中；当精处理再生系统产生的废水呈碱性时，则将精处理再生系统产生的废水进入到脱硫系统中，当化学再生系统产生的废水呈碱性时，则将化学再生系统产生的废水进入到脱硫系统中；通过除渣系统补水池内的酸性废水作为捞渣机的补充水，避免渣水在碱性环境下形成CaCO3垢，有效解决因设备管道结垢堵塞、渣水冷却器表面结垢降低换热效率等问题，实现除渣系统长期防垢。同时进入到脱硫系统中的废水为碱性，废水的强碱性可降低脱硫废水处理系统的石灰加药量，节约脱硫废水处理的药剂成本。此外，减少高盐再生废水进入脱硫系统的水量，从而进一步降低末端废水产生量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为精处理再生系统、2为化学再生系统、3为第一在线pH计、4为第二在线pH计、5为除渣系统补水池、6为锅炉、7为捞渣机、8为渣溢流水池、9为浓缩池、10为清水池、11为第三在线pH计、12为脱硫系统、13为精处理再生碱性废水输送阀、14为化学再生碱性废水输送阀、15为精处理再生酸性废水输送阀、16为化学再生酸性废水输送阀、M1为精处理再生废水输送泵、M2为化学再生废水输送泵、M3为除渣系统补水池输送泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的火电厂湿除渣系统防垢系统包括控制器、精处理再生系统1、第一在线pH计3、精处理再生酸性废水输送阀15、精处理再生碱性废水输送阀13、化学再生系统2、第二在线pH计4、化学再生酸性废水输送阀16、化学再生碱性废水输送阀14、脱硫系统12、除渣系统补水池5、除渣系统补水池输送泵M3、捞渣机7、锅炉6、渣溢流水池8、浓缩池9、清水池10及第三在线pH计；精处理再生系统1的出口经第一在线pH计3后分为两路，其中一路经精处理再生酸性废水输送阀15与除渣系统补水池5的入口相连通，另一路经精处理再生碱性废水输送阀13与脱硫系统12的入口相连通，化学再生系统2的出口经第二在线pH计4后分为两路，其中一路经化学再生酸性废水输送阀16与除渣系统补水池5的入口相连通，另一路经化学再生碱性废水输送阀14与脱硫系统12相连通，除渣系统补水池5的出口经除渣系统补水池输送泵M3与捞渣机7的入口相连通，锅炉6的排渣口与捞渣机7的入口相连通，捞渣机7的出口与渣溢流水池8的入口相连通，渣溢流水池8的溢流口经浓缩池9与清水池10的入口相连通，清水池10的出口处设置有第三在线pH计11；控制器的输入端与第一在线pH计3的输出端、第二在线pH计4的输出端及第三在线pH计11的输出端相连通，控制器的输出端分别与精处理再生酸性废水输送阀15的控制端及精处理再生碱性废水输送阀13的控制端、化学再生酸性废水输送阀16的控制端及化学再生碱性废水输送阀14的控制端、除渣系统补水池输送泵M3的控制端相连接。
精处理再生系统1的出口经第一在线pH计3及精处理再生废水输送泵M1后分为两路；化学再生系统2的出口经第二在线pH计4及化学再生废水输送泵M2后分为两路。
本发明所述的火电厂湿除渣系统防垢方法包括以下步骤：
通过第一在线pH计3监测精处理再生系统1产生的废水的pH值，通过第二在线pH计4监测化学再生系统2产生的废水的pH值；
当精处理再生系统1产生的废水呈酸性时，则打开精处理再生酸性废水输送阀15，关闭精处理再生碱性废水输送阀13，使得精处理再生系统1产生的废水进入到除渣系统补水池5中，当化学再生系统2产生的废水呈酸性时，则打开化学再生酸性废水输送阀16，关闭化学再生碱性废水输送阀14，使得化学再生系统2产生的废水进入到除渣系统补水池5中；
当精处理再生系统1产生的废水呈碱性时，则关闭精处理再生酸性废水输送阀15，打开精处理再生碱性废水输送阀13，使得精处理再生系统1产生的废水进入到脱硫系统12中，当化学再生系统2产生的废水呈碱性时，则关闭化学再生酸性废水输送阀16，打开化学再生碱性废水输送阀14，使得化学再生系统2产生的废水进入到脱硫系统12中；
锅炉6排出的高温炉渣掉入捞渣机7中，渣水因吸收高温炉渣的热量产生蒸发损耗，且炉渣在渣水中溶出氧化钙等碱性物质，为使除渣系统达到防垢效果，需保持除渣系统内渣水pH为近中性，因此将除渣系统补水池5内的酸性废水经除渣系统补水池输送泵M3输送至捞渣机7内，捞渣机7内的渣水依次经过渣溢流水池8及浓缩池9进入清水池10中，清水池10的出口处安装有第三在线pH计11，该第三在线pH计11与除渣系统补水池输送泵M3连锁控制，通过监测渣水的pH值，控制渣水池内再生酸性废水的补入量，当清水池10的出水pH＞7.0时，则增大除渣系统补水池输送泵M3的流量；当清水池10的出水pH＜6.5时，则降低或停止除渣系统补水池输送泵M3的流量，确保渣水pH在6.5～7.0范围内达到动态平衡。
在实践中，根据统计除渣系统补水量，与电厂精处理和化学再生酸性废水水量基本平衡，因此再生酸性废水可全部用于除渣系统防垢。再生碱性废水补入脱硫系统12中，由于废水的强碱性可降低脱硫废水处理系统的石灰加药量，可节约脱硫废水处理药剂成本。
电厂锅炉6内高温燃烧产生的高温炉渣经锅炉6底部落入捞渣机7内，渣水吸收炉渣热量后水温上升造成蒸发等损耗，为保持除渣系统的水量平衡并保证炉底密封水温度低于60℃，需进行除渣系统补水。
由于渣水在碱性环境下易形成CaCO3垢，增大因设备管道结垢堵塞、渣水冷却器表面结垢降低换热效率等问题，使除渣系统无法正常运行的风险。本发明通过补入精处理及化学再生酸性废水可维持渣水在近中性，确保除渣系统的防垢效果。
炉渣对氨氮具有较强的吸附能力，精处理及化学再生酸性废水带入的氨氮可通过炉渣的吸附作用进行处理。此外，渣水维持在近中性或微酸性可保证氨氮不逸出，不污染周边环境。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种火电厂湿除渣系统防垢系统，其特征在于，包括控制器、精处理再生系统(1)、第一在线pH计(3)、精处理再生酸性废水输送阀(15)、精处理再生碱性废水输送阀(13)、化学再生系统(2)、第二在线pH计(4)、化学再生酸性废水输送阀(16)、化学再生碱性废水输送阀(14)、脱硫系统(12)、除渣系统补水池(5)、除渣系统补水池输送泵(M3)、捞渣机(7)、锅炉(6)、渣溢流水池(8)、浓缩池(9)、清水池(10)及第三在线pH计(11)；
精处理再生系统(1)的出口经第一在线pH计(3)后分为两路，其中一路经精处理再生酸性废水输送阀(15)与除渣系统补水池(5)的入口相连通，另一路经精处理再生碱性废水输送阀(13)与脱硫系统(12)的入口相连通，化学再生系统(2)的出口经第二在线pH计(4)后分为两路，其中一路经化学再生酸性废水输送阀(16)与除渣系统补水池(5)的入口相连通，另一路经化学再生碱性废水输送阀(14)与脱硫系统(12)相连通，除渣系统补水池(5)的出口经除渣系统补水池输送泵(M3)与捞渣机(7)的入口相连通，锅炉(6)的排渣口与捞渣机(7)的入口相连通，捞渣机(7)的出口与渣溢流水池(8)的入口相连通，渣溢流水池(8)的溢流口经浓缩池(9)与清水池(10)的入口相连通，清水池(10)的出口处设置有第三在线pH计(11)；
控制器的输入端与第一在线pH计(3)的输出端、第二在线pH计(4)的输出端及第三在线pH计(11)的输出端相连通，控制器的输出端分别与精处理再生酸性废水输送阀(15)的控制端及精处理再生碱性废水输送阀(13)的控制端、化学再生酸性废水输送阀(16)的控制端及化学再生碱性废水输送阀(14)的控制端、除渣系统补水池输送泵(M3)的控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的火电厂湿除渣系统防垢系统，其特征在于，精处理再生系统(1)的出口经第一在线pH计(3)及精处理再生废水输送泵(M1)后分为两路。
3.根据权利要求1所述的火电厂湿除渣系统防垢系统，其特征在于，化学再生系统(2)的出口经第二在线pH计(4)及化学再生废水输送泵(M2)后分为两路。
4.一种火电厂湿除渣系统防垢方法，其特征在于，基于权利要求1所述的火电厂湿除渣系统防垢系统，包括以下步骤：
通过第一在线pH计(3)监测精处理再生系统(1)产生的废水的pH值，通过第二在线pH计(4)监测化学再生系统(2)产生的废水的pH值；
当精处理再生系统(1)产生的废水呈酸性时，则打开精处理再生酸性废水输送阀(15)，关闭精处理再生碱性废水输送阀(13)，使得精处理再生系统(1)产生的废水进入到除渣系统补水池(5)中，当化学再生系统(2)产生的废水呈酸性时，则打开化学再生酸性废水输送阀(16)，关闭化学再生碱性废水输送阀(14)，使得化学再生系统(2)产生的废水进入到除渣系统补水池(5)中；
当精处理再生系统(1)产生的废水呈碱性时，则关闭精处理再生酸性废水输送阀(15)，打开精处理再生碱性废水输送阀(13)，使得精处理再生系统(1)产生的废水进入到脱硫系统(12)中，当化学再生系统(2)产生的废水呈碱性时，则关闭化学再生酸性废水输送阀(16)，打开化学再生碱性废水输送阀(14)，使得化学再生系统(2)产生的废水进入到脱硫系统(12)中；
锅炉(6)排出的高温炉渣掉入捞渣机(7)中，捞渣机(7)中的渣水因吸收高温炉渣的热量而蒸发损耗，将除渣系统补水池(5)内的酸性废水经除渣系统补水池输送泵(M3)输送至捞渣机(7)内，捞渣机(7)内的渣水依次经过渣溢流水池(8)及浓缩池(9)进入清水池(10)中，通过第三在线pH计(11)与除渣系统补水池输送泵(M3)连锁控制，以控制渣水池内再生酸性废水的补入量，当清水池(10)的出水pH＞7.0时，则增大除渣系统补水池输送泵(M3)的流量；当清水池(10)的出水pH＜6.5时，则降低或停止除渣系统补水池输送泵(M3)的流量，确保渣系统内渣水的pH值在6.5～7.0范围内达到动态平衡。
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2019
- 2019-12-27 CN CN201911378137.XA patent/CN110921962B/zh active Active
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