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近年來，隨著燃煤電廠脫硫廢水零排放技術的不斷發展，已逐漸形成了以簡單預處理+高溫旁路煙道蒸發固化為基礎的工藝路線。在此工藝路線中電氣自動化技術的應用尤為重要，有助于隨時將蒸發結晶器隔離于主機系統外，并提高脫硫廢水處理效率和脫硫廢水系統的穩定性、降低勞動力成本和噸水能耗。

1、電氣自動化技術的概況和特點

1.1 電氣自動化技術的概況

電氣自動化技術是對電氣設備完成監測、診斷和控制的技術。電氣自動化技術在脫硫廢水處理行業的應用中，首先體現在脫硫廢水處理系統運行的自動化控制中，在保證水處理系統穩定運行的前提下，大大提高了生產效率，可以實現在監控多個設備運行情況的同時，對水量、水質的變化做出快速響應。

1.2 電氣自動化技術的特點

1.2.1 有利于提高設備的穩定運行

電氣自動化技術的綜合性功能體現在可以實現在線檢測和診斷。可以將系統中的每臺電氣設備都載入DCS系統中，并通過DCS系統對電氣設備進行集中控制。當單一設備出現事故故障，可以通過DCS系統迅速將該設備從主機中隔離，從而保證主機穩定運行，減小故障覆蓋程度。

1.2.2 有利于提高經濟效益

電氣自動化技術集成化程度高，通過對電氣設備的集成化控制，從而減少了電氣控制設備的體積，節約空間，大大減少了電氣控制設備的占地面積。電氣自動化技術在脫硫廢水應用中，可以實現無人操作完成廢水處理，降低了人力成本。通過對脫硫廢水處理與鍋爐主機負荷的聯動控制，避免在脫硫廢水處理中抽取過多熱量，從而降低了脫硫廢水噸水能耗，提高了經濟效益。

1.2.3 電氣自動化技術的依賴性

電氣自動化技術對電子和網絡技術的發展具有一定的依賴性。在建立DCS系統時，需要將壓力、溫度等傳感器信號和控制器信號利用電子和網絡技術展現在DCS操作系統中。

2、電氣自動化技術在脫硫廢水處理領域的應用實踐

蒸發結晶器采取高溫煙氣與脫硫廢水直接接觸換熱的方式實現廢水的蒸發完全。其中高溫煙氣的來源取自空預器前端的2%~5%的煙氣量，溫度為320℃~350℃。為提高煙氣與脫硫廢水的蒸發效率，使脫硫廢水迅速蒸發完全，實現固-液分離，將脫硫廢水引入雙流體噴槍中。雙流體噴槍可以將脫硫廢水霧化為平均粒徑30um~50um的液體顆粒。脫硫廢水蒸發后的水分進入煙氣中，可以進入脫硫塔內補充脫硫系統用水。脫硫廢水蒸發后剩余的結晶鹽與煙氣中的粉煤灰在除塵器處排出。

蒸發結晶器配置底部輸灰系統也可以捕捉掉落的粉煤灰和結晶鹽。高溫旁路煙氣蒸發系統設置遠程IO柜，DCS卡件必須與原系統保持一致，信號接入集中控制室。蒸發結晶器控制分為遠程控制和就地控制兩種方式，提供給鍋爐主機主DCS系統的硬接線干接點信號為開、關合閘反饋，故障反饋，電源消失反饋、遠控方式，啟動、停止指令。蒸發結晶器電氣自動化系統由風煙管及本體系統、廢水輸送系統、壓縮空氣系統、底部輸灰系統和其他配套系統組成。

2.1 蒸發結晶器風煙管及本體系統

蒸發器風煙管道包括煙氣進口電動插板門，蒸發器進口電動調節閥（蝶閥），蒸發器出口電動擋板門，氣密封煙氣電動開關閥，排灰電動插板等，蒸發器本體包括蒸發器本體設備1套，桶體上配置溫度傳感器，料位計，測試桿，人孔門，噴槍等設備。

目前由于季節和用電需求不同，電廠鍋爐的負荷幾乎每天都在變化。由于鍋爐的負荷與電廠脫硫廢水水量、爐膛出口煙氣量存在正向相關關系，所以在蒸發結晶器實際運行中應該考慮鍋爐負荷的影響。在DCS系統中將鍋爐負荷以及蒸發結晶器入口蝶閥開度聯動，按照鍋爐負荷的變化來調節蝶閥開度。以某電廠350MW機組為例，通過調節蝶閥開度來改變抽取主機煙氣量，從而聯動鍋爐的負荷，達到降低噸水能耗的效果。

在主控室出口煙道溫度計設置報警信號，在出口煙道煙溫超過160℃和低于135℃自動報警。出口煙溫過高說明入口煙氣量大，出口煙溫過低說明入口煙氣量小，應該聯動調節蝶閥開度。蒸發結晶器進口配置電動插板門，出口配置出口電動擋板門，可以隨時將蒸發結晶器與鍋爐主機分割。蒸發結晶器可自行停機檢修，不用受鍋爐主機停機時間限制。

2.2 蒸發結晶器廢水輸送和壓縮空氣系統

廢水輸送配套管路配備了手動閥、電動閥、電動調節閥、流量計和壓力傳感器。壓縮空氣配套管路配備了手動閥、電動閥、流量計、減壓閥和壓力傳感器部分。

保證脫硫廢水蒸發效率的關鍵因素是脫硫廢水霧化液滴的大小，通過控制蒸發結晶器噴槍水壓和氣壓的方式來控制脫硫廢水霧化液滴。在噴槍的進水側和進氣側分別設置水壓表和氣壓表，并連接主控DCS系統。蒸發結晶器按照水壓=4.7bar、氣壓=4.8bar設計，其中氣壓微大于水壓，以控制廢水輸送水壓和壓縮空氣氣壓的前提下，才能保證噴霧液滴的D32穩定在48μm，降低噴槍霧化效果及脫硫廢水的蒸發時間。當脫硫廢水水壓波動時，保證氣壓微大于水壓，并查詢表2來控制脫硫廢水液滴粒徑，從而保證液滴蒸發并提高蒸發效率。

2.3 蒸發結晶器底部輸灰系統

蒸發結晶器底部輸灰系統輸送物料為粉煤灰，溫度為150℃，堆積比重為0.75t/m3。蒸發器結晶器料倉下設置1個下料口，粉煤灰經倉泵輸送系統進入機組渣倉。閥門設備采用24V雙電控電磁閥，PLC自動控制并預留DCS接口。

蒸發結晶器內結晶鹽和粉煤灰的混合灰渣到達料位計后，料位計產生信號關閉進料閥和排氣閥門完成進料。壓縮空氣進入罐內使罐內的壓力變大，促使灰渣輸送。在灰渣輸送完畢后，罐內的壓力到達原設計壓力后，由壓力表進行檢測并釋放信號。罐體在壓縮空氣吹掃后按照信號關閉依次進氣閥和出料閥，再打開進料閥實現蒸發結晶器的底部輸灰功能。

為方便檢修，倉式泵安裝手動插板閥。此閥正常工作時常開，檢修時關閉。控制閥箱（總閥箱）的功能是操控系統完成自動化控制，包括手動減壓閥、電磁閥、氣動三聯件、二位五通閥、截止閥、單向閥等。

2.4 蒸發結晶器其他配套系統

蒸發結晶器還配置了濃水箱、濃水泵、空壓機、前置過濾器、前置加藥控制系統。其中濃水箱的有效容積應按照停留時間12~24h設計，濃水泵的過流部分材質應選擇2507不銹鋼，空壓機應該匹配鍋爐主機空壓機余量來判斷是否配備。前置過濾器和前置加藥控制系統的作用是為了保證進入蒸發結晶器中廢水的水質，防止水質中SS和鈣離子含量過高堵塞噴槍。

3、結論

隨著脫硫廢水處理技術的不斷完善，電氣自動化技術在該技術領域的應用也愈發重要。電氣自動化技術可以保證脫硫廢水處理系統的負荷聯動鍋爐主機負荷、控制蒸發結晶器的水壓氣壓比，達到降低噸水能耗提高經濟效益的目的。電氣自動化技術控制的電動插板門可以保證脫硫廢水系統隨時從鍋爐主機系統隔離，并實施監測蒸發器的輸灰系統，有利于保證設備的穩定運行。