一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，包括蒸汽发生器、缓冲箱、成品罐、冷凝水罐、DCS控制子系统、蒸发器组、分离器组、检测组、泵组、调节阀组、预热器组、冷凝器，所述系统内的检测组、泵组、调节阀组均与DCS控制子系统相连接，检测组检测操作参数信息并输出标准信号传至DCS控制子系统，由DCS控制子系统根据编译程序控制泵组、调节阀组的操作参数或该操作参数的影响参数进行调节，使操作参数保持在设定值范围内，同时在工控机上显示该参数值，能够实现脱硫废水多效蒸发系统的全自动控制，提高了系统的安全稳定运行，同时提高能量的梯级利用率、脱硫废水的回收率以及脱硫废水回水的再利用。水回水的再利用。水回水的再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法


[0001]本专利技术属于脱硫废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法。

技术介绍

[0002]从脱硫废水零排放的经济性和能耗上来看，浓缩减量环节是关键，其中浓缩环节的电耗和蒸汽消耗占吨废水处理运行费用的60%以上。浓缩减量主要分膜浓缩和热浓缩两大类，膜浓缩对进水水质有严格要求，且易结垢堵塞，限制了其大规模工业应用；热浓缩主要采用MSF（多级闪蒸）、MED（多效蒸发）和MVR（机械式蒸汽再压缩）三种方式，MSF利用热蒸汽的显热，存在传热效率低，备腐蚀严重等问题，MVR 是目前效率最高的蒸发技术，但在投资和营运上的费用仍较高，MED多次利用二次蒸汽的潜热，实现了能量的梯级利用，蒸汽耗量低、蒸发温度低、浓缩比大、更合理、更节能、更高效。
[0003]多效蒸发技术在脱硫废水零排放已被广泛研究，且有一定的工程案例，具有节能、适用性强、易于工业化的优点，近年来发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，本文着重研究低温多效蒸发技术。虽然低温多效蒸发工艺本身需要大量蒸汽，但电厂一般有较多的富余低压蒸汽，可充分利用这些低品位蒸汽作为理想的热源，且热效率利用率较高，工艺操作弹性大，水的回收率达到 90%左右。
[0004]多效蒸发设备复杂，各设备的操作参数之间相互影响，进料参数和蒸汽参数会影响加热温度、蒸发温度、出料浓度；系统泄露、真空泵的腐蚀、冷凝器的结垢、冷却水量的减少或水温升高都会到导致系统真空度降低，而系统真空度的降低又会导致壳程积水，影响蒸发器的生产能力；加热蒸汽中往往带有少量的不凝性气体，这些不凝性气体的不及时排出使得传热效率明显下降，导致蒸发器的生产能力不够；蒸发器的生产能力提高，浓缩倍率过高或出料浓度过大，浓缩系统中废水中的硬度、碱度和浊度升得太高，废水的结垢倾向增大很多，从而使结垢、腐蚀控制的难度变大。因此，多效蒸发系统的安全稳定运行需要对各设备参数精准检测、建立影响关系并编译程序控制系统，进而对各参数实施自动控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，能够实现脱硫废水多效蒸发系统的全自动控制，提高了系统的安全稳定运行，同时提高能量的梯级利用率、脱硫废水的回收率以及脱硫废水回水的再利用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统，包括蒸汽发生器、缓冲箱、成品罐、冷凝水罐、DCS控制子系统、蒸发器组、分离器组、检测组、泵组、调节阀组、预热器组、冷凝器。
[0007]所述蒸发器组包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器，分离器组包括一效分离器、二效分离器、三效分离器，检测组包括液位变送器、流量变送器、差压变送器、浓度变送
器、温度变送器，泵组包括进料泵、真空泵、一效强制循环泵、二效强制循环泵、三效强制循环泵、冷凝水泵、出料泵，调节阀组包括供料阀、补水阀、生蒸汽调节阀、真空调节阀、一效进料阀、二效进料阀、三效进料阀、一效不凝性气体排放阀、二效不凝性气体排放阀、三效不凝性气体排放阀、出料阀、蒸汽供水阀、其他工艺供水阀，预热器组包括一级预热器、二级预热器、三级预热器。
[0008]所述系统内的检测组、泵组、调节阀组均与DCS控制子系统相连接，检测组检测操作参数信息并输出标准信号传至 DCS控制子系统，由DCS控制子系统根据编译程序控制泵组、调节阀组的操作参数或该操作参数的影响参数进行调节，使操作参数保持在设定值范围内，同时在工控机上显示该参数值。
[0009]所述蒸汽发生器和缓冲箱设置于系统的上游，蒸汽发生器与一效蒸发器相连，缓冲箱经进料泵与一效分离器相连，一效分离器的液相侧经一效强制循环泵、一效蒸发器循环回一效分离器，一效分离器的气相侧与二效蒸发器相连，二效分离器的液相侧经二效强制循环泵、二效蒸发器循环回二效分离器，二效分离器的气相侧与三效蒸发器相连，三效分离器的液相侧经三效强制循环泵、三效蒸发器循环回三效分离器，三效分离器的气相侧与冷凝器相连，冷凝器与冷凝水罐相连，冷凝水罐位于冷凝器与冷凝水泵之间，真空泵与冷凝器的上端相连。
[0010]蒸汽发生器设置于一效蒸发器的上游，蒸汽发生器的热源为来自于除尘器和脱硫系统之间95℃
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120℃的低温热烟气或脱硝反应器与空预器之间大于300℃的高温热烟气，加热来自于冷凝水罐的冷凝水，产生大于90℃的水蒸气作为生蒸汽，用以加热浓缩脱硫废水。
[0011]蒸汽进入一效蒸发器的壳程放热后冷凝成冷凝水，由于冷凝水的温度还比较高，将一效冷凝水送入二效蒸发器，一是回收显热，二是回收潜热，以此类推，一、二、三效三台蒸发器及冷凝器中的冷凝水由一台冷凝水泵排出，排出的冷凝水一部分用于蒸汽发生器的水源，其余部分作为工艺用水。冷凝器为间接式，防止脱硫废水二次蒸汽污染冷却水，冷凝器的冷源为不高于30℃的冷却水。
[0012]来自于缓冲箱的脱硫废水经进料泵进入一效分离器，在保证分离器液位稳定的情况下，脱硫废水经一效强制循环泵在蒸发器和分离器之间循环，提高循环量和循环速度，提高蒸发器的传热效率，二效和三效之间的脱硫废水循环亦是如此。尽管脱硫废水在各效的循环方式是相同的，但随着蒸发的进行，脱硫废水的浓度在增加，温度在降低，黏度在增加，导致传热系数降低，因此后效的废水循环量要大于前效，特别是末效的废水循环量要大于前边几效，控制扩大比例在1.1
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1.5倍之间。各效的真空度依次增大，即绝对压力依次降低，故料液在相邻两效之间的输送不必用泵，而是靠压差自然流动到后一效，但是随着蒸发过程的进行，料液的浓度在增大，特别是在末效出料时的浓度甚至可以达到60%（浓度的计量是以废水中可溶和不可溶的TDS统计），需要借助出料泵进行出料。
[0013]真空泵设置在冷凝器的下游，真空泵吸气管道的吸气口设置在冷凝器的上部，通过冷凝器抽真空，不凝性气体或二次蒸汽进入冷凝器壳程瞬间充满，在保证抽真空效果的前提下，少抽取二次蒸汽，如果蒸汽被抽出，只能证明冷凝器换热面积小，或冷却水量不足或水温升高，各效蒸发器、分离器及冷凝器的真空度是通过真空管道上的真空调节阀来调节的。
[0014]在三效分离器的上部安装一个差压变送器，检测三效分离器的真空度，并输出标准信号传至 DCS控制子系统，由DCS控制子系统控制设置在真空管道上的真空调节阀对真空度进行调节，使三效分离器的真空度保持在设定值上，同时在工控机上显示当前真空度值，在三效分离器的真空度稳定后，由DCS控制子系统控制启动生蒸汽调节阀，待一效和二效分离器的真空度达到设定值后，由DCS控制子系统控制启动进料泵，进行脱硫废水的热浓缩过程，实现真空度、蒸汽、进料的自动控制。
[0015]在缓冲箱的底部侧面安装一个液位变送器，检测缓冲箱的液位并输出标准信号传至 DCS控制子系统，由DCS控制子系统控制缓冲箱的供料阀开度，以保证缓冲箱的液位在高低液位的范围内，同时在工控机上显示当前液位，并可以显示高低液位报警本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，其特征在于，一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统，包括蒸汽发生器、缓冲箱、成品罐、冷凝水罐、DCS控制子系统、蒸发器组、分离器组、检测组、泵组、调节阀组、预热器组、冷凝器，所述蒸发器组包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器，分离器组包括一效分离器、二效分离器、三效分离器，检测组包括液位变送器、流量变送器、差压变送器、浓度变送器、温度变送器，泵组包括进料泵、真空泵、一效强制循环泵、二效强制循环泵、三效强制循环泵、冷凝水泵、出料泵，调节阀组包括供料阀、补水阀、生蒸汽调节阀、真空调节阀、一效进料阀、二效进料阀、三效进料阀、一效不凝性气体排放阀、二效不凝性气体排放阀、三效不凝性气体排放阀、出料阀、蒸汽供水阀、其他工艺供水阀，预热器组包括一级预热器、二级预热器、三级预热器；所述蒸汽发生器和缓冲箱设置于系统的上游，蒸汽发生器与一效蒸发器相连，缓冲箱经进料泵与一效分离器相连，一效分离器的液相侧经一效强制循环泵、一效蒸发器循环回一效分离器，一效分离器的气相侧与二效蒸发器相连，二效分离器的液相侧经二效强制循环泵、二效蒸发器循环回二效分离器，二效分离器的气相侧与三效蒸发器相连，三效分离器的液相侧经三效强制循环泵、三效蒸发器循环回三效分离器，三效分离器的气相侧与冷凝器相连，冷凝器与冷凝水罐相连，冷凝水罐位于冷凝器与冷凝水泵之间，真空泵与冷凝器的上端相连，所述系统内的检测组、泵组、调节阀组均与DCS控制子系统相连接，所述的三级预热器设置于三效蒸发器与冷凝水罐之间，二级预热器设置于二效蒸发器与冷凝水罐之间，一级预热器设置于一效蒸发器与冷凝水罐之间。2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，其特征在于，在三效分离器的上部安装一个差压变送器，检测三效分离器的真空度，并输出标准信号传至 DCS控制子系统，由DCS控制子系统控制设置在真空管道上的真空调节阀对真空度进行调节，使三效分离器的真空度保持在设定值上，同时在工控机上显示当前真空度值，在三效分离器的真空度稳定后，由DCS控制子系统控制启动生蒸汽调节阀，待一效和二效分离器的真空度达到设定值后，由DCS控制子系统控制启动进料泵，进行脱硫废水的热浓缩过程，实现真空度、蒸汽、进料的自动控制。3.根据权利要求2所述的一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，其特征在于，真空管道的吸气口设置在冷凝器的上部，真空泵设置在冷凝器的下游，通过冷凝器抽真空，各效蒸发器、分离器及冷凝器的真空度是通过真空管道上的真空调节阀来调节的。4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水多效蒸发自动控制系统及方法，其特征在于，在缓冲箱的底部侧面安装一个液位变送器，检测缓冲箱的液位并输出标准信号传至 DCS控制子系统，由DCS控制子系统控制缓冲箱的供料阀开度，以保证缓冲箱的液位在高低液位的范围内，同时在工控机上显示当前液位，并可以显示高低液位报警，最低液位要高过搅拌装置以上，最高液位以距离缓冲箱顶部5min
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15min进料产生的高度计算，当缓冲箱的液位低于最低液位后，补水阀自动打开，防止搅拌装置的损害以及蒸发器的干烧，当缓冲箱的液位高于最高液位后，关闭供料阀。5.根据权利要求1所述的一种脱硫废水多效蒸发自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晶晶，曹建保，崔一尘，赵凯，曾之俊，郭涵，刘占丽，
申请(专利权)人：北京博奇电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：