火力发电厂冲灰水处理情况探析

火力发电厂冲灰水处理情况探析[摘要]本文阐述了近年来火力发电厂普遍采用的水力除灰冲灰水的水质特点及其对电厂生产的影响，综合分析了目前各种常用冲灰水的处理方法及其不足，重点介绍了除灰－脱硫一体化工艺。

[关键词]火力发电厂；冲灰水；除灰－脱硫一体化工艺

火力发电厂燃煤通过锅炉高温燃烧后，燃料中的成分大部分以氧化物的形式存在于烟气和灰渣中，其中烟气通过电除尘器后，非金属氧化物如sox、co2、nox等随烟气进入烟道通过脱硝、脱硫设施处理后排入大气，金属氧化物成分如cao、mgo等存在于炉灰中进入灰水系统前池，配以运行机组的循环冷却水稀释后，以柱塞泵为动力直接排入灰场。

此灰水处理系统由于烟气经电除尘器进入烟道通过脱硝、脱硫设施处理后排入大气，而灰水中含有大量的金属氧化物，使得灰水的碱性较大，ph值较高。炉灰进入灰水前池后直接经柱塞泵打入冲灰管道，由于炉灰中的金属氧化物活性强，极易在冲灰系统管道及运行设备中与水反应生成ca（oh）2、mg（oh）2，在碱性情况下与水中的碳酸根或碳酸氢根反应生成不溶于水的caco3、mgco3，在灰水管道及其设备上以硬垢的形式出现，造成灰水管道的实际流通内径减小，系统阻力增加，柱塞泵出口压力升高，水力除灰系统设备能耗增加，严重时危及电厂生产安全。

我公司水力除灰系统自2002年投运以来，柱塞泵出口压力（我公司灰水排放管道为a、b两管道）由运行初期的2.1mpa左右，经

过一年半时间的运行最高增至3.6mpa左右，我公司于2004年6月进行酸洗，酸洗后投入运行不到一年时间，即2005年4月份，b管道运行压力最高又达到3.9mpa，a管道运行压力最高又达到3.3mpa，此后几乎每隔1年需对灰水排放管道酸洗1次。该问题的存在虽有运行调整、灰水配比等多方面的原因，但主要是由灰水的成分特性所决定的。为了解决除灰系统运行结垢问题，多年来许多火力发电厂进行了研究和试验，总结出了许多适合自己生产实际的经验，取得了很好的效果。根据我公司现场生产运行经验和对其它相关系统的了解，总结近年来火力发电厂的生产实践探索的方法和经验，现将几种主要处理方法归纳如下。

1.向冲灰水系统中加酸处理

采用加酸方式来中和灰水的碱性是根据酸碱中和的原理，即向冲灰水中加入h2so4、hcl来中和灰水中的金属氧化物，降低其ph 值，也可以利用其它废酸来中和灰水碱度，达到以废治废的目的。这种工艺应用较早，处理工艺简单，在最初进行冲灰水处理时被多数电厂采用。根据加酸处理目的不同，加酸点的选取也不同，如果单纯为了降低灰水排放的ph值，使其达到环保控制要求，则加药点选取在灰场排放口；如果为了阻缓冲灰水系统的无机盐结垢，则将酸投加药点加在冲灰泵入口灰浆池中。此种处理方法由于灰水量大，耗酸量多，处理成本较高，且由于水量不稳定，需要随时调整加酸量。同时在灰浆泵入口加酸时，当加酸量过大时，容易造成灰浆泵的腐蚀；当加酸量较小时，容易造成灰场出口排水难以控制在

废水排放标准规定的ph值范围内。由于向灰浆池内加酸，所加酸很难均匀分布在灰浆池中，使得灰浆池内灰水的酸碱浓度不均匀，容易造成灰浆池的局部腐蚀。加酸处理废水，需要设置专门的运行人员进行调整监督，还要对加酸设备进行检修维护，增加了运行及维护费用。这种方法除耗费大量酸外，还会增加灰水中so2-4、cl-含量，即增加了水体的含盐量，这无疑对排放水体是不利的，也不符合环保要求，因此，该处理方法在目前火力发电企业很少使用。

2.锅炉补给水处理系统再生废酸液处理

锅炉补给水处理系统设计含有离子交换水处理设备的发电厂，由于离子交换设备运行周期较短，交换树脂填料再生次数多，再生产生的废液较多，如果直接排入厂外，需要对再生废液进行中和处理，达到环保控制标准后方可排放，但会增加一定的运行成本。如果将阳离子交换设备再生产生的废酸排放到灰浆池中，降低灰水的ph值，中和冲灰水碱度，则相当于对冲灰水系统管道进行间断酸洗，可以溶解部分冲灰管道内的无机盐垢，同时阻止灰水中的金属氧化物结垢，在进入冲灰水管道前生成无机盐类，避免在管道中生成无机盐垢，可以缓解硬垢的生成，延长冲灰管道的使用周期。有部分发电厂使用了的这种方法，但这种处理方法的前提是锅炉补给水处理系统必须设计为单一的离子交换设备，运行中能产生大量的盐酸再生废液。如果水处理系统设计包含反渗透系统的发电厂则无法使用这种处理方法，即使反渗透后设计深度离子交换设备，由于其运行周期很长，再生产生的盐酸废液非常少，对灰水系统运行来讲几

乎可以忽略，所以目前锅炉补给水处理设计有反渗透系统的发电企业无法采用这种灰水处理方式。

3循环冷却水稀释中和ph

火力发电厂机组运行需要大量的冷却水，对于用天然水作直流冷却系统的电厂，其排水量相当大，用这部分排水当作冲灰水，稀释锅炉排灰可以降低灰水的ph值，同时还可以在此过程中使部分金属氧化物发生反应，生成无机盐，减弱其金属活性，降低在冲灰系统管道中结垢的可能。因此可利用直流冷却水来稀释中和冲灰水中的碱度，使其ph值降低，同时由于其ph值相对较低，运行中结垢的速率较慢，冲灰管道运行周期较长。这种处理方式要求发电厂周围天然水源丰富，排水条件畅通。现在大多数电厂由于受水资源条件限制，大都使用循环冷却水系统，采用冷却塔的再循环供水，冷却水闭式循环，排水较少，对冲灰水调整作用不大。我公司目前采用闭式循环冷却水作为冲灰水，灰水碱度较高。

4炉烟处理冲灰水

用炉烟处理冲灰水原理是利用炉烟中的非金属氧化物，如sox、cox、nox等与水接触生成酸性水，排入冲灰水系统中，中和其中的碱性金属氧化物，降低灰水的ph值，减缓冲灰水系统的无机盐结垢速率，延长其运行周期。

1）炉烟so2处理原理如下：

so2+h2o→h2so3。

h2so3→h++hso-3

h2so3→2h++so2-3

2h2so3+o2→2h2so4

2h2so4→4h++2so2-4

用炉烟中so2处理冲灰水要求燃煤要有一定含硫量，烟气中so2含量过低会造成处理效果的下降。

2）炉烟co2处理冲灰水也是利用酸碱中和的原理，但影响处理效果的因素较多，取决于烟气中co2含量，co2与冲灰水接触时间、气水比、搅拦程度、水温和液面上co2平衡分压。

此种处理方法在个别发电厂曾有使用，系统构造为从炉后烟道处引一路烟气管路，连接一台吸风机，吸风机出口连接吸收塔，使烟气从塔底部进入，从塔顶部排出，在塔中与从塔上部进入的水经布水层充分接触，使从塔底部排出的水成酸性水，排入灰浆池，原理与加酸中和相同。

该方法理论上可行，但必须计算好炉烟中的酸性非金属氧化物和灰水的排放量及灰水中碱性物质的含量，使得运行时酸碱比例基本相符。

5.冲灰水闭路循环

锅炉排出的渣和灰用水冲到灰渣池，然后用冲灰泵经输灰管道输送至贮灰场，灰水在贮灰场澄清分离后的上层清水汇集至回水池，加酸处理后用返回泵抽取至厂内清水池再用作冲灰水。该方法有利于水资源的循环利用，节约水源。此外，加酸后的灰水ph值较低，作为冲灰水再利用可以降低灰水的ph值，延长结垢速率，