某电厂废水零排放旁路烟道蒸发系统对锅炉热效率影响分析

何雁鸣 广东惠州平海发电厂有限公司

1 项目概述

为贯彻落实国家《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17 号）及相关环保政策通知，某电厂在前期已完成全厂水平衡实验及相关节水及废水回用措施后，通过脱硫废水零排放处理改造，对脱硫废水三联箱前来废水进行集中处理，最终实现全厂废水零排放，彻底杜绝环保隐患。

2 设备概况

某电厂超超临界机组汽轮机为上海电气集团汽轮机厂和西门子公司联合研制的超超临界一次中间再热四缸四排汽单轴双背压抽汽凝汽式N1000/26.25-600-600 型汽轮机。1000MW燃煤锅炉为超超临界直流炉，采用切圆燃烧方式，固态排渣、单炉膛、平衡通风、一次再热、全钢结构架构，整体采用悬吊设计的π 型锅炉。设计煤种为内蒙准格尔煤和印尼煤按1：1 配比的混煤，校核煤种为印尼煤。锅炉满出力时所产蒸汽参数为27.56MPa(a)/605℃/603℃，锅炉在燃烧设计煤种及校核煤种燃煤时，在完全不投辅助燃油情况下，其稳燃负荷小于或等于锅炉的25%B-MCR，在锅炉最低稳燃负荷及以上范围时，其可以实现完全自动化投入（投入率100%）要求。

脱硫废水零排放处理改造系统主要处理废水三联箱前端来废水，本系统主要的处理工艺流程如图1所示。末端废水为从脱硫废水处理系统废水泵出来的废水，经脱硫废水泵输送至新设置的2 个20m3的喷雾水箱，每台机组的喷雾水箱设置两台脱硫废水输送泵。三联箱前废水由喷雾水泵输送至高速旋转的磁悬浮雾化器时，由于离心力的作用，废液被甩伸成薄膜状或细丝态，在雾化盘边缘破裂，最终分散为细小液滴，通过烟气分配器的混合作用，高温烟气热量使液滴中的液态水瞬间蒸发，不参与蒸发的盐类结晶后析出，混合进入原烟气流场中，较大粒径的颗粒，因为自身重力作用，落入干燥塔底部仓泵系统，通过气力输送至炉渣仓。而大部分粉尘（约占总量的90%），与烟气混合后，从蒸发干燥塔下部管道出来，进入空预器出口烟道中，随烟气流场进入电除尘系统。单台机组分别从AB 两侧抽取热烟气，蒸发后烟气分别回到空预器出口烟道内，烟道蒸发产生的结晶盐经仓泵捕捉回收至渣仓。

图1 脱硫废水深度处理改造系统工艺流程图

3 试验工况及目的

试验工况：1号机组1000MW、750MW、500MW 三个负荷工况；废水旁路烟道蒸发系统对锅炉热效率影响。

4 试验过程

4.1 试验步骤

4.1.1 空预器进/出口烟气成分测量

用网格法在空预器进/出口进行烟气成分测量，空预器进出口每侧烟道布置若干个测孔(根据现场取样孔数决定)，每孔布置4 个烟气取样点。将4 个取样点用多通道气体混流装置进行混合后，用PMA30顺磁氧量仪测量O2、NGA2000 烟气分析仪测量CO、NOx 和CO2。

4.1.2 空预器出口温度测量

空预器出口温度（排烟温度）用网格法测量，根据现场取样孔数布置取样测点，每孔设置4 个温度测点，用S 型热电偶和IMP 数据采集系统进行测量。

4.1.3 炉渣取样

试验期间在运行的排渣机取样，所取渣样送电厂化验其可燃物含量。

4.1.4 飞灰取样在空预器进口烟道用网格法等速取样，各侧网格取样的飞灰样单独进行可燃物含量分析。

4.1.5 原煤取样

在运行磨煤机的给煤机落煤管处分别取各给磨的原煤样，取样的原煤样按给煤量加权平均混合后，对混合煤样进行工业分析和元素分析。

4.1.6 送风温度及空气湿度、大气压

用温湿度计、大气气压表在送风机入口烟道取样孔测量相关数据，试验时每60min 测量记录一次，取平均值。

4.1.7 运行数据记录

从电厂SIS 系统读取存储的主要运行数据。在本次试验锅炉热效率ηg的计算采用GB10184-2015 标准。

式中q2—排烟热损失；q3—可燃气体未完全燃烧热

损失；q4—固体未完全燃烧热损失；q5—锅炉散热

损失；q6—灰渣物理显热损失（以上均为%计算）。

4.2 试验采用的主要仪器（见表1）

表1 主要试验仪器表

5 试验结果及分析

5.1 试验过程记录

在旁路烟道蒸发系统投退的工况下开展，用于计算旁路烟道蒸发系统投运对锅炉效率的影响，1 号机组锅炉效率试验过程记录详见表2。

表2 1号机组试验过程记录表

5.2 试验工况

本次试验时间从2021 年7 月23 日到2021 年8 月7 日，1 号机组旁路烟道蒸发系统的性能试验，期间的基本运行工况参数详见表3。

表3 1号机组试验期间运行工况记录

5.3 锅炉效率试验结果及影响分析

根据测试结果，1 号机组1000MW、750MW、500MW 三个负荷工况投运干燥塔后锅炉热效率降低值分别为0.10 %、0.11 %、0.08%,详见表4。

表4 1号机组旁路烟道蒸发系统投运前后的锅炉热效率测试结果

6 结语

1 号机组脱硫深度处理零排放旁路烟道蒸发系统投运后，在1000MW、750MW、500MW 三个负荷工况下，锅炉热效率降低值分别为0.10 %、0.11 %、0.08 %，均满足小于0.17%的性能保证值要求，达到废水零排放环保要求。