CN116395930A - 一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统。该处理系统利用锅炉调峰所抽取的蒸汽实现处理后煤泥的干化处理，一方面，实现了煤水系统煤泥的综合利用，间接实现了机组的深度调峰运行；另一方面，切实有效地处理了机组脱硫废水，实现了为燃煤电站排忧解难的目的。因此，上述技术方案能够解决现有燃煤电站存在的煤泥和脱硫废水较难处理的问题。

Description

一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统。
背景技术
燃煤电站煤水系统所产生的煤泥一直是困扰发电企业的一个重要难题，煤泥具有粒度细（粒度几乎全部小于0.5mm）、微粒含量高、含水率高、热值低、黏结性强、难于运输等不利特性，因而很难实现工业应用，一般大部分作为废料遗弃，致使煤泥滤饼大量积存、露天堆放，既占用了大量的土地资源，又对附近的生态环境造成污染。由于煤泥的堆积形态不稳定，遇水容易流失，因而露天堆放的废弃煤泥经雨水淋湿后很容易随雨水直接进入地表水系，不仅会使农业、工业和生活用水的水质发生恶化，严重时还会造成河道堵塞。煤泥风干后又会随风飞扬，对周围居民的生活和生态环境造成不利影响。
脱硫废水是燃煤电站中处理难度最大的废水，一直受到业界广泛的关注。脱硫废水是为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分（如氯浓度）超过规定值和保证石膏质量而排放的一定量废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。水质呈弱酸性，杂质种类多、呈现高浊度、高硬度等特点，含有的杂质主要包括悬浮物（质量浓度可达数万mg/L）、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，若采用正常的污水处理工艺，投资高，难度大。
因此，目前亟待需要提供一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统来解决现有燃煤电站存在的煤泥和脱硫废水较难处理的问题。
发明内容
本发明实施例描述了一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统，能够解决现有燃煤电站存在的煤泥和脱硫废水较难处理的问题。
本发明实施例提供了一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统，包括第一容纳仓、第二容纳仓、第三容纳仓、除渣装置、干燥装置、第四容纳仓、研磨装置、锅炉、主蒸汽管道，其中：
所述第一容纳仓、所述第二容纳仓和所述除渣装置分别与所述第三容纳仓连接，所述第一容纳仓用于容纳湿煤泥，所述第一容纳仓内设置有第一动力泵，所述第一动力泵用于将所述第一容纳仓内的湿煤泥输送至所述第三容纳仓中，所述第二容纳仓用于容纳脱硫废水，所述第二容纳仓内设置有第二动力泵，所述第二动力泵用于将所述第二容纳仓内的脱硫废水输送至所述第三容纳仓中，所述第三容纳仓用于容纳由所述第一容纳仓输送来的煤泥和由所述第二容纳仓输送来的脱硫废水，所述除渣装置用于对由所述第三容纳仓输送来的合格废水进行除渣；
所述第三容纳仓、所述干燥装置、所述第四容纳仓、所述研磨装置和所述锅炉依次连接，所述主蒸汽管道与所述干燥装置连接，所述第三容纳仓内设置有第三动力泵，所述第三动力泵用于将所述第三容纳仓内的合格湿煤泥输送至所述干燥装置中，所述干燥装置用于利用从所述主蒸汽管道抽取的主蒸汽对所述合格湿煤泥进行干燥，所述第四容纳仓用于容纳由所述干燥装置干燥产生的干煤泥，所述研磨装置用于对所述第四容纳仓内的干煤泥进行研磨并将研磨产生的煤粉输送至所述锅炉中。
根据本发明实施例提供的燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统，利用锅炉调峰所抽取的蒸汽实现处理后煤泥的干化处理，一方面，实现了煤水系统煤泥的综合利用，间接实现了机组的深度调峰运行；另一方面，切实有效地处理了机组脱硫废水，实现了为燃煤电站排忧解难的目的。因此，上述技术方案能够解决现有燃煤电站存在的煤泥和脱硫废水较难处理的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据一个实施例的燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统的系统示意图。
附图标记：
1-第一容纳仓；
11-第一动力泵；
12-第一流量传感器；
2-第二容纳仓；
21-第二动力泵；
22-第二流量传感器；
3-第三容纳仓；
31-第三动力泵；
32-第三流量传感器；
4-除渣装置；
41-开关阀；
5-干燥装置；
51-温度传感器；
52-输送机；
6-第四容纳仓；
7-研磨装置；
71-第五流量传感器；
8-锅炉；
9-主蒸汽管道；
91-第四流量传感器；
92-调节阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了根据一个实施例的燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统的系统示意图。如图1所示，该燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统包括第一容纳仓1、第二容纳仓2、第三容纳仓3、除渣装置4、干燥装置5、第四容纳仓6、研磨装置7、锅炉8、主蒸汽管道9，其中：
第一容纳仓1、第二容纳仓2和除渣装置4分别与第三容纳仓3连接，第一容纳仓1用于容纳湿煤泥，第一容纳仓1内设置有第一动力泵11，第一动力泵11用于将第一容纳仓1内的湿煤泥输送至第三容纳仓3中，第二容纳仓2用于容纳脱硫废水，第二容纳仓2内设置有第二动力泵21，第二动力泵21用于将第二容纳仓2内的脱硫废水输送至第三容纳仓3中，第三容纳仓3用于容纳由第一容纳仓1输送来的煤泥和由第二容纳仓2输送来的脱硫废水，除渣装置4用于对由第三容纳仓3输送来的合格废水进行除渣；
第三容纳仓3、干燥装置5、第四容纳仓6、研磨装置7和锅炉8依次连接，主蒸汽管道9与干燥装置5连接，第三容纳仓3内设置有第三动力泵31，第三动力泵31用于将第三容纳仓3内的合格湿煤泥输送至干燥装置5中，干燥装置5用于利用从主蒸汽管道9抽取的主蒸汽对合格湿煤泥进行干燥，第四容纳仓6用于容纳由干燥装置5干燥产生的干煤泥，研磨装置7用于对第四容纳仓6内的干煤泥进行研磨并将研磨产生的煤粉输送至锅炉8中。
在本实施例中，利用锅炉调峰所抽取的蒸汽实现处理后煤泥的干化处理，一方面，实现了煤水系统煤泥的综合利用，间接实现了机组的深度调峰运行；另一方面，切实有效地处理了机组脱硫废水，实现了为燃煤电站排忧解难的目的。因此，上述技术方案能够解决现有燃煤电站存在的煤泥和脱硫废水较难处理的问题。
需要说明的是，本发明实施例提供的技术方案不仅可以保证该燃煤电站煤水处理系统煤泥和脱硫废水的综合利用，同时间接实现了燃煤电站在深度调峰负荷下的运行稳定性；本发明所提供的该处理系统的控制方案，有利于实现该新型系统及其燃煤电站各主要运行参数的控制精度。
针对上述处理系统，发明人创造性地提出适合该系统的脱硫废水处理、煤泥处理以及燃煤电站调峰的耦合协调控制方法，主要包含不同负荷工况下的脱硫废水量控制方法、对应不同脱硫废水量的煤泥控制方法、燃煤电站深度调峰模式下的煤泥干燥设备控制方法。
下面重点介绍该处理系统的控制方案。
在本发明一个实施例中，第一容纳仓1和第三容纳仓3连接的管道上设置有第一流量传感器12，第二容纳仓2和第三容纳仓3连接的管道上设置有第二流量传感器22；
第一动力泵11是基于第一流量传感器12的测量值、第二流量传感器22的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第一输入信号来进行调节；
第二动力泵21是基于锅炉8燃料量、第二流量传感器22的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第二输入信号来进行调节。
在本实施例中，燃煤电站排烟量同锅炉燃料量成正比关系，而燃煤电站脱硫废水量同机组排烟量成一定比例关系，因此在机组正常运行时第一动力泵11和第二动力泵21同时运行，以保证进入第三容纳仓3的煤泥和脱硫废水的比例相协调。一方面，保证脱硫废水同煤泥混合后充分利用脱硫废水中的残余石灰和三氯化铁等杂志及悬浮物，起到中和第三容纳仓3中混合物的pH值的作用，保证第三容纳仓3分离之后的废水品质；另一方面，混合后经过加入部分药剂，保证反应生成碳酸钙颗粒，该颗粒可以增加煤泥的孔隙率，从而促进泥水分离的作用。
在本发明一个实施例中，第一动力泵11具体是通过如下方式进行调节的：
基于如下公式确定系统运行过程中所需处理的湿煤泥量：
Figure SMS_1
（1）
式中，
Figure SMS_2
为系统运行过程中所需处理的湿煤泥量，kg/h；/>
Figure SMS_3
为系统运行过程中所需处理的脱硫废水量，kg/h；/>
Figure SMS_4
为单位质量脱硫废水中酸性物质净含量，%；/>
Figure SMS_5
为单位质量湿煤泥中碱性物质净含量，%；
基于第一流量传感器12的测量值、系统运行过程中所需处理的湿煤泥量和运行人员向PID控制器中输入的第一输入信号来进行调节。
在本发明一个实施例中，第二动力泵21具体是通过如下方式进行调节的：
基于如下公式确定系统运行过程中所需处理的脱硫废水量：
Figure SMS_6
（2）
式中，
Figure SMS_7
为系统运行过程中所需处理的脱硫废水量，kg/h；/>
Figure SMS_8
为锅炉8燃料量，kg/h；/>
Figure SMS_9
和/>
Figure SMS_10
分别为与锅炉8燃料量对应的系数和偏置；
基于系统运行过程中所需处理的脱硫废水量、第二流量传感器22的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第二输入信号来进行调节。
第二流量传感器22的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，经过公式（1）计算得到第一动力泵11所需提升的基准煤泥量，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止压力测量过程中的信号抖动，计算得到的基准煤泥量与运行人员在控制系统中的输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，此处输入信号A的作用主要是方便运行人员对煤泥量进行微小调整；第一流量传感器12（安装于第一动力泵11的出口管道）的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止流量测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出第一动力泵11的变频控制指令，从而确保机组正常运行时第三容纳仓3对应脱硫废水量的所需煤泥量。
燃煤电站锅炉燃料量经过公式（2）计算得到第二动力泵21所泵送的基准脱硫废水量，该基准脱硫废水量与运行人员在控制系统中的输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值，此处输入信号A的作用主要是方便运行人员对脱硫废水量进行微小调整；第二流量传感器22（安装于第二动力泵21的出口管道）的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止流量测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出第二动力泵21的变频控制指令，从而确保机组正常运行时脱硫废水的连续处理；
公式（1）主要是保证在燃煤电站运行过程中，本发明所提系统脱硫废水处理时所需要的原始煤泥量，确保脱硫废水的正常高效处理，从而实现本发明脱硫废水处理、煤泥合理应用及机组深度调峰的多重功能；该公式以脱硫废水流量为输入量，计算得到系统运行过程中需要第一动力泵11提升的原始煤泥量。
公式（2）主要是保证在燃煤电站运行过程中，脱硫系统所产生的废水能够及时送至本发明所述系统，确保脱硫废水及时处理、机组脱硫系统稳定运行；该公式以锅炉燃料量为输入量，计算得到系统运行过程中需要第二动力泵21泵出的脱硫废水流量。
在本发明一个实施例中，第三容纳仓3和干燥装置5连接的管道上设置有第三流量传感器32，主蒸汽管道9上设置有第四流量传感器91，干燥装置5和第四容纳仓6连接的管道上设置有温度传感器51；
第三动力泵31基于干煤泥温度设定值和温度传感器51的测量值来进行调节，干煤泥温度设定值是对系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量、第三流量传感器32的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第三输入信号进行求和得到的。
在本实施例中，第三动力泵31的控制功能主要是保证所提升的煤泥能够适应机组调峰所抽出来的蒸汽流量，从而保证干燥装置5出口的干煤泥温度满足后续工艺要求，其控制方案采用煤泥泵出口煤泥流量、干燥装置5出口煤泥温度、主蒸汽管道抽汽调节阀出口蒸汽流量综合调节的三冲量串级煤泥温度调节方案。
在本发明一个实施例中，系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量是通过如下公式确定的：
Figure SMS_11
（3）
式中，
Figure SMS_12
为系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量，kg/h；/>
Figure SMS_13
为从主蒸汽管道9抽取的蒸汽量，kg/h；/>
Figure SMS_14
为主蒸汽管道9经过干燥装置5的焓降值（该值可由燃煤电站分散控制系统由查表计算干燥装置5出入口蒸汽的焓值差计算得到），KJ/kg；/>
Figure SMS_15
为合格湿煤泥经过干燥装置5的焓升值（该值可由燃煤电站分散控制系统由查表计算干燥装置5出入口煤泥的焓值差计算得到），KJ/kg。
第四流量传感器91的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，得到的数值经过公式（3）的运算之后，作为PID1控制器的设定值输入端SP的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止主蒸汽流量测量过程中的信号抖动；第三动力泵31出口流量测量仪表的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID1控制器的过程值输入端SP的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止第三动力泵31出口流量测量过程中的信号抖动，PID1控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出干燥装置5出口煤泥温度三冲量串级温度调节内回路的调节指令；
PID1控制器的输出值与运行人员在控制系统中的输入信号A求和后作为PID2控制器的设定值输入端SP的输入值，此处输入信号A的作用主要是方便运行人员对干燥装置5出口煤泥温度值进行微小调整；干燥装置5出口的温度传感器51的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID2控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止干燥装置5出口煤泥温度测量过程中的信号抖动；PID2控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出干燥装置5出口煤泥温度三冲量串级温度调节外回路的调节指令，也即第三动力泵31的变频控制指令。
经过以上控制方案的实施，可以保证干燥装置5出口煤泥温度随着机组运行负荷的变动，也即抽蒸汽流量的变动而稳定运行，保证干燥装置5出口干煤泥的品质，从而保证燃煤电站在锅炉低负荷稳燃工况下的安全稳定运行，同时合理有效的利用了燃煤电站煤水系统生成的煤泥。
公式（3）主要是为保证低负荷下机组抽取的蒸汽流量的有效利用，以燃煤电站主蒸汽管道抽取的流量测量值作为输入量，计算得到系统运行过程中所需的第三动力泵31出口煤泥流量。
在本发明一个实施例中，主蒸汽管道9上还设置有调节阀92，第四流量传感器91设置于调节阀92和干燥装置5之间；
调节阀92是基于蒸汽流量设定值和第四流量传感器91的测量值来进行调节，蒸汽流量设定值是通过如下方式得到的：基于锅炉8燃料量确定系统运行过程中锅炉8产生的总蒸汽量；将总蒸汽量与已知的进入汽轮机组的蒸汽量进行做差；将运行人员向PID控制器中输入的第四输入信号和做差后的差值进行求和。
在本发明一个实施例中，系统运行过程中锅炉8产生的总蒸汽量是通过如下公式进行确定的：
Figure SMS_16
（4）
式中，
Figure SMS_17
为系统运行过程中锅炉8产生的总蒸汽量，kg/h；/>
Figure SMS_18
为锅炉8燃料量，kg/h；/>
Figure SMS_19
为燃煤电站燃料的焓降值（该值可由燃煤电站分散控制系统由查表计算出入锅炉8的燃煤焓值差计算得到），KJ/kg；/>
Figure SMS_20
为锅炉8由给水变为主蒸汽的焓升值（该值可由燃煤电站分散控制系统由查表计算锅炉8入口给水与出口主蒸汽的焓值差计算得到），KJ/kg。
对于调节阀92而言，一方面是通过调整主蒸汽管道的抽汽蒸汽流量，保证燃煤电站低负荷时锅炉负荷维持在最低稳燃或者安全负荷工况以上，保证机组在超低负荷下的安全稳定运行；另一方面是保证进入干燥装置5的蒸汽流量，从而保证干燥装置5所需干燥用热量。
燃煤电站锅炉燃料量指令经过公式（4）运算机组运行产生的蒸汽流量，该计算得到的蒸汽流量与燃煤电站主蒸汽流量经过减法运算，即可得到燃煤电站深度调峰所需要抽出的蒸汽流量，该过热蒸汽流量计算值与运行人员在控制系统中的输入信号A求和后作为调节阀92控制逻辑中PID控制器的设定值输入端SP的输入值，此处输入信号A的作用主要是方便运行人员结合燃煤电站锅炉运行状况对主蒸汽抽汽流量进行微小调整；第四流量传感器91的测量值（也即干燥装置5入口过热蒸汽流量测量值）经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止温度测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出调节阀92执行机构的控制指令，以保证在燃煤电站需要深度调峰运行时，多余的主蒸汽用来干燥煤泥，从而将该部分热量合理高效的应用在煤泥干燥系统中，确保干燥后的煤泥可以应用于火电机组锅炉燃烧，从而提升火电机组调节和经济性能。
公式（4）主要是计算得到燃煤电站锅炉的实际产生蒸汽量，从而为计算锅炉运行于安全状态、而汽机工作在低负荷下需要从燃煤电站抽出的主蒸汽量，从而保证燃煤电站的安全稳定运行。
在本发明一个实施例中，研磨装置7和锅炉8连接的管道上设置有第五流量传感器71；
研磨装置7基于干煤泥流量设定值和第五流量传感器71的测量值来进行调节，干煤泥流量设定值是对系统运行过程中所需输送的干煤泥量和运行人员向PID控制器中输入的第五输入信号进行求和得到的。
在本实施例中，为了确保干煤泥送入燃煤电站锅炉炉膛后的稳定运行，当燃煤电站负荷大于50%额定负荷（此值可结合实际运行情况进行调整）时，本发明所提煤泥掺烧部分即可工作，此时研磨装置7处于运行调节状态。
在本发明一个实施例中，系统运行过程中所需输送的干煤泥量是通过如下方式进行确定的：
基于如下公式确定干煤泥放热系数：
Figure SMS_21
（5）
式中，
Figure SMS_22
为干煤泥放热系数，无量纲；/>
Figure SMS_23
为燃煤电站发电功率，MW；/>
Figure SMS_24
和/>
Figure SMS_25
分别为由干煤泥代替燃煤量的系数和偏置，现场投运后依据设备出力情况，结合实际运行数据计算得到；
将锅炉8燃料量的控制指令和干煤泥放热系数进行乘法运算，得到系统运行过程中所需燃烧的干煤泥放热量；
基于如下公式确定系统运行过程中所需输送的干煤泥量：
Figure SMS_26
（6）
式中，
Figure SMS_27
为系统运行过程中所需输送的干煤泥量；/>
Figure SMS_28
为经过折算后需要干煤泥替代的燃煤量，Kg/h；/>
Figure SMS_29
和/>
Figure SMS_30
分别为燃煤和干煤泥介质的热值，KJ/kg。
机组负荷经过公式（5）运算得出干煤泥燃烧对应的燃料量系数，经与锅炉燃料量指令进行乘法运算，得到需要燃烧的干煤泥放热量，该放热量经公式（6）运算得出干煤泥流量基本计算值，干煤泥流量基本计算值与运行人员在控制系统中的输入信号A求和后作为PID控制器的设定值输入端SP的输入值；此处输入信号A的作用主要是方便运行人员对干煤泥流量值进行微小调整。第五流量传感器71的测量值经过滤波块LEADLAG的运算处理之后，作为PID控制器的过程值输入端PV的输入值，此处滤波块LEADLAG的作用主要是防止流量测量过程中的信号抖动；PID控制器经过对设定值输入SP和过程值PV的控制运算之后，输出研磨装置7执行机构的控制指令，以保证在机组较高负荷工况下实现干煤泥的高效、稳定掺烧，提升机组调节以及经济性能。
另外，本发明实施阶段，需要考虑燃煤电站干煤泥掺烧运行模式下的煤泥放热量，通过控制方案改造，以保证燃煤电站锅炉出力与干煤泥所放热量与机组需求热量相匹配。
此外，下面介绍开关阀41和输送机52的控制说明：
开关阀41的控制主要是将经过处理之后的第三容纳仓3中的合格废水排放至除渣装置4中，从而实现脱硫废水的充分利用，其控制过程一般经由运行人员结合第三容纳仓3中的pH测量数值来判断，一般手动操作；本发明所提输送机52的主要功能是将干燥装置5中的干煤泥输送至第四容纳仓6中，该设备一般由干燥装置5设备采用重力式自动控制策略来控制，由干燥装置5设备成套实施，控制原理简单，此处不再赘述。
进一步的，在工程应用中，本发明所提第三容纳仓3及其配套的泵等附属设施均冗余配置，运行过程中循环运行，以保证整个系统可连续运行；同时，为了保证脱硫废水与煤泥的充分混合反应，第三容纳仓3中往往需要配置搅拌机、加药设备等，因其原理比较简单，此处不再赘述。
下面介绍上述技术方案的工作过程：
a）脱硫废水耦合煤水系统煤泥运行方案：
当燃煤电站运行时，第二动力泵21依据燃煤电站负荷，变频调节送入第三容纳仓3的脱硫废水量，此时第一容纳仓1内的第一动力泵11依据脱硫废水的pH值及水量，跟随第二动力泵21泵出的脱硫废水量，自动调节打入第三容纳仓3的煤泥量，从而保证脱硫废水与煤泥的充分混合反应，在第三容纳仓3中，经过设备厂自带的搅拌机及加药装置（加入相应的化学药剂），得到合格的脱硫废水和煤泥，经过第三容纳仓3排水关断阀将合格的脱硫废水排入除渣装置4，从而实现脱硫废水的综合有效利用；经过第三动力泵31将合格的煤泥送入干燥装置5中，以便更进一步的有效应用。
b）燃煤电站低负荷抽汽及煤泥掺烧方案：
当燃煤电站汽机发电负荷降低时，锅炉负荷维持在安全工况，通过调节阀92的调节，实现抽取锅炉一定量主蒸汽、从而保证锅炉安全运行的作用。此时第三动力泵31将第三容纳仓3中合格的煤泥提升至干燥装置5中，由调节阀92抽取的主蒸汽进行干燥，实现所抽取蒸汽的高效利用，同时保证了湿煤泥到合格的干煤泥的转化；经过转化后的干煤泥经过输送机52输送至第四容纳仓6中，第四容纳仓6中的干煤泥经过研磨装置7的磨制，从而送至燃煤电站锅炉中，从而实现了在保证锅炉安全的前提下煤泥的掺烧处理，达到有效实现火电机组灵活调峰和煤泥利用的双重效果，具有积极的运行效益和社会意义。
综上，上述技术方案具有如下技术效果：
1）本发明结合燃煤电站锅炉负荷来调节脱硫废水和煤水系统煤泥混合反应，实现了脱硫废水的有效利用；
2）本发明能够实现燃煤电站深度调峰模式下锅炉多余的热量有效应用于煤泥干化，实现了热能的综合利用，同时保证了燃煤电站在深度调峰负荷下设备的安全稳定运行；
3）本发明可有效实现脱硫废水合理利用、煤泥掺烧和燃煤电站深度调峰多重效果，具有积极的社会意义。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃煤电站煤泥耦合脱硫废水的处理系统，其特征在于，包括第一容纳仓（1）、第二容纳仓（2）、第三容纳仓（3）、除渣装置（4）、干燥装置（5）、第四容纳仓（6）、研磨装置（7）、锅炉（8）、主蒸汽管道（9），其中：
所述第一容纳仓（1）、所述第二容纳仓（2）和所述除渣装置（4）分别与所述第三容纳仓（3）连接，所述第一容纳仓（1）用于容纳湿煤泥，所述第一容纳仓（1）内设置有第一动力泵（11），所述第一动力泵（11）用于将所述第一容纳仓（1）内的湿煤泥输送至所述第三容纳仓（3）中，所述第二容纳仓（2）用于容纳脱硫废水，所述第二容纳仓（2）内设置有第二动力泵（21），所述第二动力泵（21）用于将所述第二容纳仓（2）内的脱硫废水输送至所述第三容纳仓（3）中，所述第三容纳仓（3）用于容纳由所述第一容纳仓（1）输送来的煤泥和由所述第二容纳仓（2）输送来的脱硫废水，所述除渣装置（4）用于对由所述第三容纳仓（3）输送来的合格废水进行除渣；
所述第三容纳仓（3）、所述干燥装置（5）、所述第四容纳仓（6）、所述研磨装置（7）和所述锅炉（8）依次连接，所述主蒸汽管道（9）与所述干燥装置（5）连接，所述第三容纳仓（3）内设置有第三动力泵（31），所述第三动力泵（31）用于将所述第三容纳仓（3）内的合格湿煤泥输送至所述干燥装置（5）中，所述干燥装置（5）用于利用从所述主蒸汽管道（9）抽取的主蒸汽对所述合格湿煤泥进行干燥，所述第四容纳仓（6）用于容纳由所述干燥装置（5）干燥产生的干煤泥，所述研磨装置（7）用于对所述第四容纳仓（6）内的干煤泥进行研磨并将研磨产生的煤粉输送至所述锅炉（8）中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一容纳仓（1）和所述第三容纳仓（3）连接的管道上设置有第一流量传感器（12），所述第二容纳仓（2）和所述第三容纳仓（3）连接的管道上设置有第二流量传感器（22）；
所述第一动力泵（11）是基于所述第一流量传感器（12）的测量值、所述第二流量传感器（22）的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第一输入信号来进行调节；
所述第二动力泵（21）是基于锅炉（8）燃料量、所述第二流量传感器（22）的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第二输入信号来进行调节。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一动力泵（11）具体是通过如下方式进行调节的：
基于如下公式确定系统运行过程中所需处理的湿煤泥量：
Figure QLYQS_1
式中，
Figure QLYQS_2
为系统运行过程中所需处理的湿煤泥量，kg/h；/>
Figure QLYQS_3
为系统运行过程中所需处理的脱硫废水量，kg/h；/>
Figure QLYQS_4
为单位质量脱硫废水中酸性物质净含量，%；/>
Figure QLYQS_5
为单位质量湿煤泥中碱性物质净含量，%；
基于所述第一流量传感器（12）的测量值、系统运行过程中所需处理的湿煤泥量和运行人员向PID控制器中输入的第一输入信号来进行调节。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二动力泵（21）具体是通过如下方式进行调节的：
基于如下公式确定系统运行过程中所需处理的脱硫废水量：
Figure QLYQS_6
式中，
Figure QLYQS_7
为系统运行过程中所需处理的脱硫废水量，kg/h；/>
Figure QLYQS_8
为锅炉（8）燃料量，kg/h；/>
Figure QLYQS_9
和/>
Figure QLYQS_10
分别为与锅炉（8）燃料量对应的系数和偏置；
基于系统运行过程中所需处理的脱硫废水量、所述第二流量传感器（22）的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第二输入信号来进行调节。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三容纳仓（3）和所述干燥装置（5）连接的管道上设置有第三流量传感器（32），所述主蒸汽管道（9）上设置有第四流量传感器（91），所述干燥装置（5）和所述第四容纳仓（6）连接的管道上设置有温度传感器（51）；
所述第三动力泵（31）基于干煤泥温度设定值和所述温度传感器（51）的测量值来进行调节，所述干煤泥温度设定值是对系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量、所述第三流量传感器（32）的测量值和运行人员向PID控制器中输入的第三输入信号进行求和得到的。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量是通过如下公式确定的：
Figure QLYQS_11
式中，
Figure QLYQS_12
为系统运行过程中所需输送的合格湿煤泥量，kg/h；/>
Figure QLYQS_13
为从所述主蒸汽管道（9）抽取的蒸汽量，kg/h；/>
Figure QLYQS_14
为所述主蒸汽管道（9）经过所述干燥装置（5）的焓降值，KJ/kg；
Figure QLYQS_15
为合格湿煤泥经过所述干燥装置（5）的焓升值，KJ/kg。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主蒸汽管道（9）上还设置有调节阀（92），所述第四流量传感器（91）设置于所述调节阀（92）和所述干燥装置（5）之间；
所述调节阀（92）是基于蒸汽流量设定值和所述第四流量传感器（91）的测量值来进行调节，所述蒸汽流量设定值是通过如下方式得到的：基于锅炉（8）燃料量确定系统运行过程中锅炉（8）产生的总蒸汽量；将所述总蒸汽量与已知的进入汽轮机组的蒸汽量进行做差；将运行人员向PID控制器中输入的第四输入信号和做差后的差值进行求和。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，系统运行过程中锅炉（8）产生的总蒸汽量是通过如下公式进行确定的：
Figure QLYQS_16
式中，
Figure QLYQS_17
为系统运行过程中锅炉（8）产生的总蒸汽量，kg/h；/>
Figure QLYQS_18
为锅炉（8）燃料量，kg/h；/>
Figure QLYQS_19
为燃煤电站燃料的焓降值，KJ/kg；/>
Figure QLYQS_20
为锅炉（8）由给水变为主蒸汽的焓升值，KJ/kg。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述研磨装置（7）和所述锅炉（8）连接的管道上设置有第五流量传感器（71）；
所述研磨装置（7）基于干煤泥流量设定值和所述第五流量传感器（71）的测量值来进行调节，所述干煤泥流量设定值是对系统运行过程中所需输送的干煤泥量和运行人员向PID控制器中输入的第五输入信号进行求和得到的。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，系统运行过程中所需输送的干煤泥量是通过如下方式进行确定的：
基于如下公式确定干煤泥放热系数：
Figure QLYQS_21
式中，
Figure QLYQS_22
为干煤泥放热系数，无量纲；/>
Figure QLYQS_23
为燃煤电站发电功率，MW；/>
Figure QLYQS_24
和/>
Figure QLYQS_25
分别为由干煤泥代替燃煤量的系数和偏置；
将锅炉（8）燃料量的控制指令和所述干煤泥放热系数进行乘法运算，得到系统运行过程中所需燃烧的干煤泥放热量；
基于如下公式确定系统运行过程中所需输送的干煤泥量：
Figure QLYQS_26
式中，
Figure QLYQS_27
为系统运行过程中所需输送的干煤泥量；/>
Figure QLYQS_28
为经过折算后需要干煤泥替代的燃煤量，Kg/h；/>
Figure QLYQS_29
和/>
Figure QLYQS_30
分别为燃煤和干煤泥介质的热值，KJ/kg。
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