一种燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制方法与流程

本发明属于污泥处置技术领域，涉及一种燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制方法。

背景技术：

现有的污泥处置方式大多采用填埋、堆肥、土地利用及焚烧等手段，但填埋、堆肥等容易造成二次污染。近年来焚烧技术得到大规模利用与推广，但多数工程需单独建立焚烧系统，前期耗资巨大，运行成本也高。燃煤机组耦合掺烧污泥不仅有效利用了污泥中的可发热值，节约了部分化石燃料，利用现役的燃煤电站运行发电，借助末端污染物治理系统，也防治污了泥掺烧产生二次污泥。这种利用现役燃煤电站耦合污泥发电的技术，既可帮助政府减轻污泥处置压力，也可造福地方一方人民。在现役的燃煤机组中，充分利用燃煤机组产生的有效能源处理污泥，使其含水率降低后混入煤中掺烧，能够实现污泥处理的减量化、无害化、稳定化和资源化。

现有燃煤机组耦合污泥发电技术多数是将污泥内的水分蒸发后再掺烧，但利用污泥热水解技术，可以先利用热源将污泥进行热水解后再机械脱水，相比较污泥热水解技术具有能耗低运行成本低的特点，目前国内缺乏燃煤机组污泥热水解系统完整的运行控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制方法，该控制方法能够实现对燃煤机组污泥热水解系统的控制。

为达到上述目的，本发明所述的燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制方法，基于燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制系统包括污泥仓、污泥输送设备、污泥预处理设备、污泥加压泵、污泥加热器、污泥冷却器、污泥后处理系统、干污泥输送设备、锅炉、稀释水管道、电厂凝结水管道、混合器、回水泵及余热利用系统；

污泥仓的出口经污泥输送设备、污泥预处理设备、污泥加压泵、污泥加热器的吸热侧、污泥冷却器的放热侧、污泥后处理系统及干污泥输送设备与锅炉的入口相连通；

稀释水管道与污泥预处理设备的稀释水入口相连通，稀释水管道上设置有稀释水电动调节阀；

电厂凝结水管道与污泥冷却器的吸热侧入口相连通，电厂凝结水管道上设置有冷却水电动调节阀；

锅炉的多品质蒸汽出口经蒸汽电动调节阀与污泥加热器的放热侧相连通；

污泥加热器的放热侧出口及污泥冷却器的放热侧出口与混合器的入口相连通，混合器的出口经回水泵与余热利用系统相连通。

包括以下步骤：

污泥存储在污泥仓内，污泥仓内的污泥经污泥输送设备输送至污泥预处理设备内，通过污泥预处理设备对污泥进行稀释及过滤，其中，污泥稀释用水采用电站锅炉用的工艺水；

经稀释过滤的污泥经污泥加压泵加压后送入污泥加热器中，再在污泥加热器内吸热升温，最终达到预设污泥压力对应下的水解温度后，进入到污泥冷却器的放热侧中进行冷却，然后进入到污泥后处理系统中，通过污泥后处理系统降低污泥的含水率，以形成干污泥，干污泥通过干污泥输送设备送入锅炉进行掺烧；

从锅炉引出的蒸汽进入到污泥加热器的放热侧中进行放热，然后进入到混合器中，污泥冷却器中的冷却水采用锅炉的冷凝水，冷却水在污泥冷却器的吸热侧中吸热后送入混合器中，在混合器内，污泥加热器放热侧输出的工质与污泥冷却器吸热侧输出的工质充分混合后经回水泵进入到余热利用系统中；

系统运行过程中，对于污泥日处理量的控制：

在运行过程中，根据预定污泥日处理量污泥及污泥加压泵的出力设定污泥预处理设备的出口流量q1，并控制污泥预处理设备的出口流量q1，同时设定污泥输送设备的频率和污泥仓下料滑架的频率，设定污泥预处理设备的稀释来水流量q2，并控制污泥预处理设备的稀释来水流量q2，以确定系统运行泥水比α泥水比，α泥水比＝(q1－q2)/q2；判断污泥预处理设备的液位是否稳定，若污泥预处理设备3的液位不稳定时，则调节稀释水电动调节阀的开度，改变稀释水的流量q2，直至污泥预处理设备内的液位稳定为止，当污泥预处理设备的液位稳定后，判断污泥加压泵的出口流量q1是否达到流量设定值，当污泥加压泵的出口流量q1没有达到流量设定值时，则调节污泥加压泵的出力，以改变污泥加压泵的出口流量q1，直至污泥加压泵的出口流量q1达到流量设定值，然后再判断系统泥水比α是否等于泥水比设定值，当泥水比α没有达到泥水比设定值时，则调节稀释水电动调节阀的开度，改变稀释水流量q2的大小，直至泥水比α等于泥水比设定值，然后判断污泥加压泵出口至污泥加热器出口之间的压降是否压降超限值，当污泥加压泵出口至污泥加热器出口之间的压降大于等于压降超限值时，则存在发生堵塞的风险，此时同时调节降低污泥输送设备及污泥仓仓底下料螺旋的工作频率，当污泥加压泵出口至污泥加热器出口之间的压降小于压降超限值时，则系统达到污泥预处理量的要求；

系统运行过程中，对于污泥水解关键参数的控制：

系统运行中，根据污泥热水解工艺要求，设定污泥水解温度，并调节污泥加热器吸热侧出口处的污泥温度；设定污泥水解压力，并控制污泥加热器吸热侧出口处的污泥压力，其中，设定的污泥水解温度值小于等于设定污泥压力下对应水的饱和温度，同时设定污泥冷却水流量；当污泥加热器吸热出口处的污泥压力未达到污泥压力设定值时，则通过调节污泥加压泵的出力，以调节系统压力，直至污泥加热器吸热出口处的污泥压力达到污泥压力设定值，当污泥加热器吸热出口处的污泥压力达到污泥压力设定值，则判断污泥加热器吸热侧出口处的污泥温度是否小于污泥升温温度设定值，当污泥加热器吸热侧出口处的污泥温度小于污泥升温温度设定值时，通过调节蒸汽电动调节阀的开度，以改变蒸汽流量及污泥温度的大小，直至污泥加热器吸热侧出口处的污泥温度达到污泥升温温度设定值，当污泥加热器吸热侧出口处的污泥压力及温度均达到污泥压力设定值及污泥升温温度预设值时，则判断污泥冷却器放热侧出口处污泥温度是否大于污泥降温温度设定值，当污泥冷却器放热侧出口处污泥温度大于污泥降温温度设定值时，则通过调节冷却水电动调节阀的开度，以调节污泥冷却器放热侧出口处的污泥温度，直至污泥冷却器放热侧出口处的污泥温度小于等于污泥降温温度设定值，当污泥冷却器放热侧出口处的污泥温度小于等于污泥降温温度设定值后，则系统达到污泥热水解工艺关键参数。

稀释水管道上设置有稀释水流量远传装置。

污泥预处理设备的侧面设置有污泥预处理装置液位远传装置。

污泥加压泵与污泥加热器之间的管道上设置有污泥流量远传装置及第一污泥压力远传装置。

污泥加热器与污泥冷却器之间的管道上设置有第一污泥温度远传装置及第二污泥压力远传装置。

电厂凝结水管道上设置有冷却水流量远传装置、冷却水压力远传装置及冷却水温度远传装置。

蒸汽电动调节阀与污泥加热器之间设置有蒸汽流量远传装置、蒸汽压力远传装置及蒸汽温度远传装置；混合器的出口经电导率远传装置及回水泵与余热利用系统相连通。

污泥冷却器的放热侧出口处设置有第二污泥温度远传装置。

还包括厂房，其中，污泥仓、污泥输送设备、污泥预处理设备、污泥加压泵、污泥加热器、污泥冷却器及污泥后处理系统均位于厂房内，且厂房的出气口经除臭风机与锅炉的入口相连通。

厂房内设置有厂房压力远传装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制方法在具体操作时，通过调节污泥加压泵的给力及稀释水电动调节阀的开度，使得系统达到污泥预处理量的要求。通过调节污泥加压泵的给力、蒸汽电动调节阀的开度及冷却水电动调节阀的开度，使得系统达到污泥热水解工艺参数；通过调节回水泵的开关状态，实现混合工质回用的控制，保证污泥处理系统安全稳定生产，促进文明生产，并提高劳动生产率。另外，本发明将污泥热水解技术与现有燃煤电站进行耦合，实现污泥的无害化处理，大大节省污泥处理成本，为燃煤电站带来一定收益，在具体操作时，利用燃煤电站锅炉的蒸汽作为热源加热污泥，利用凝结水作为冷却水，同时回收工质热量，节能环保。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2a为污泥处理量控制流程图；

图2b为污泥热水解关键参数控制流程图；

图2c为热量回收控制流程图；

图2d为污泥臭气控制流程图。

其中，1为污泥仓、2为污泥输送设备、3为污泥预处理设备、4为污泥加压泵、5为污泥加热器、6为污泥冷却器、7为污泥后处理系统、8为干污泥输送设备、9为锅炉、10为混合器、11为回水泵、12为除臭风机、13为稀释水电动调节阀、14为稀释水流量远传装置、15为污泥预处理装置液位远传装置、16为污泥流量远传装置、17为第一污泥压力远传装置、18为第一污泥温度远传装置、19为第二污泥压力远传装置、20为第二污泥温度远传装置、21为蒸汽电动调节阀、22为蒸汽流量远传装置、23为蒸汽压力远传装置、24为蒸汽温度远传装置、25为冷却水电动调节阀、26为冷却水流量远传装置、27为冷却水压力远传装置、28为冷却水温度远传装置、29为混合器温度远传装置、30为混合器压力远传装置、31为混合器液位远传装置、32为电导率远传装置、33为厂房压力远传装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明中的燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控制系统包括污泥仓1、污泥输送设备2、污泥预处理设备3、污泥加压泵4、污泥加热器5、污泥冷却器6、污泥后处理系统7、干污泥输送设备8、锅炉9、稀释水管道、电厂凝结水管道、混合器10、回水泵11及余热利用系统；污泥仓1的出口经污泥输送设备2、污泥预处理设备3、污泥加压泵4、污泥加热器5的吸热侧、污泥冷却器6的放热侧、污泥后处理系统7及干污泥输送设备8与锅炉9的入口相连通；稀释水管道与污泥预处理设备3的稀释水入口相连通，稀释水管道上设置有稀释水电动调节阀13；电厂凝结水管道与污泥冷却器6的吸热侧入口相连通，电厂凝结水管道上设置有冷却水电动调节阀25；锅炉9的多品质蒸汽出口经蒸汽电动调节阀21与污泥加热器5的放热侧相连通；污泥加热器5的放热侧出口及污泥冷却器6的放热侧出口与混合器10的入口相连通，混合器10的出口经回水泵11与余热利用系统相连通。

稀释水管道上设置有稀释水流量远传装置14；污泥预处理设备3的侧面设置有污泥预处理装置液位远传装置15；污泥加压泵4与污泥加热器5之间的管道上设置有污泥流量远传装置16及第一污泥压力远传装置17。

污泥加热器5与污泥冷却器6之间的管道上设置有第一污泥温度远传装置18及第二污泥压力远传装置19；电厂凝结水管道上设置有冷却水流量远传装置26、冷却水压力远传装置27及冷却水温度远传装置28。

蒸汽电动调节阀21与污泥加热器5之间设置有蒸汽流量远传装置22、蒸汽压力远传装置23及蒸汽温度远传装置24；混合器10的出口经电导率远传装置32及回水泵11与余热利用系统相连通；污泥冷却器6的放热侧出口处设置有第二污泥温度远传装置20。

本发明还包括厂房，其中，污泥仓1、污泥输送设备2、污泥预处理设备3、污泥加压泵4、污泥加热器5、污泥冷却器6及污泥后处理系统7均位于厂房内，且厂房的出气口经除臭风机12与锅炉9的入口相连通，厂房内设置有厂房压力远传装置33。

本发明燃煤电站机组污泥低温热水解系统的运行控方法包括以下步骤：

污泥存储在污泥仓1内，污泥仓1内的污泥经污泥输送设备2输送至污泥预处理设备3内，通过污泥预处理设备3对污泥进行稀释及过滤，其中，污泥稀释用水采用电站锅炉9用的工艺水。

经稀释过滤的污泥经污泥加压泵4加压后送入污泥加热器5中，再在污泥在污泥加热器5内吸热升温，最终达到预设污泥压力对应下的水解温度后，进入到污泥冷却器6的放热侧中进行冷却，然后进入到污泥后处理系统7中，通过污泥后处理系统7降低污泥的含水率，以形成干污泥，干污泥通过干污泥输送设备8送入锅炉9进行掺烧。

从锅炉9引出的蒸汽进入到污泥加热器5的放热侧中进行放热，然后进入到混合器10中，污泥冷却器6中的冷却水采用锅炉9的冷凝水，冷却水在污泥冷却器6的吸热侧中吸热后送入混合器10中。在混合器10内，污泥加热器5放热侧输出的工质与污泥冷却器6吸热侧输出的工质充分混合后经回水泵11进入到余热利用系统中。

系统运行过程中，对于污泥日处理量的控制：

在运行过程中，根据预定污泥日处理量污泥及污泥加压泵4的出力设定污泥预处理设备3的出口流量q1，并通过污泥流量远传装置16的检测量进行反馈控制，同时设定污泥输送设备2的频率和污泥仓1下料滑架的频率，设定污泥预处理设备3的稀释来水流量q2，并通过稀释水流量远传装置14的检测量进行反馈，以确定系统运行泥水比α泥水比，α泥水比＝(q1－q2)/q2。根据污泥预处理装置液位远传装置15的检测量进行反馈，以判断污泥预处理设备3的液位是否稳定，若污泥预处理设备3的液位不稳定时，则调节稀释水电动调节阀13的开度，改变稀释水的流量q2，直至污泥预处理设备3内的液位稳定为止，当污泥预处理设备的液位稳定后，判断污泥加压泵4的出口流量q1是否达到流量设定值，当污泥加压泵4的出口流量q1没有达到流量设定值时，则调节污泥加压泵4的出力，以改变污泥加压泵4的出口流量q1，直至污泥加压泵4的出口流量q1达到流量设定值，然后再判断系统泥水比α是否等于泥水比设定值，当泥水比α没有达到泥水比设定值时，则调节稀释水电动调节阀13的开度，改变稀释水流量q2的大小，直至泥水比α等于泥水比设定值，然后判断污泥加压泵4出口至污泥加热器5出口之间的压降是否压降超限值，当污泥加压泵4出口至污泥加热器5出口之间的压降大于等于压降超限值时，则存在发生堵塞的风险，此时同时调节降低污泥输送设备2及污泥仓1仓底下料螺旋的工作频率，当污泥加压泵4出口至污泥加热器5出口之间的压降小于压降超限值时，则系统达到污泥预处理量的要求。

系统运行过程中，对于污泥水解关键参数的控制：

系统运行中，根据污泥热水解工艺要求，设定污泥水解温度，并根据第一污泥温度远传装置18的检测量进行反馈控制，以调节污泥加热器5吸热侧出口处的污泥温度；设定污泥水解压力，并根据第二污泥压力远传装置19的检测量进行反馈控制，以控制污泥加热器5吸热侧出口处的污泥压力，其中，设定的污泥水解温度值应小于等于设定污泥压力下对应水的饱和温度。同时设定污泥冷却水流量，首先根据第二污泥压力远传装置19的检测量，判断污泥压力是否达到热水解压力设定的大小，当污泥加热器5吸热出口处的污泥压力未达到污泥压力设定值时，则通过调节污泥加压泵4的出力，以调节系统压力，直至污泥加热器5吸热出口处的污泥压力达到污泥压力设定值，当污泥加热器5吸热出口处的污泥压力达到污泥压力设定值，则判断污泥加热器5吸热侧出口处的污泥温度是否小于污泥升温温度设定值，当污泥加热器5吸热侧出口处的污泥温度小于污泥升温温度设定值时，通过调节蒸汽电动调节阀21的开度，以改变蒸汽流量及污泥温度的大小，直至污泥加热器5吸热侧出口处的污泥温度达到污泥升温温度设定值，当污泥加热器5吸热侧出口处的污泥压力及温度均达到污泥压力设定值及污泥升温温度预设值时，则判断污泥冷却器6放热侧出口处污泥温度是否大于污泥降温温度设定值，当污泥冷却器6放热侧出口处污泥温度大于污泥降温温度设定值时，则通过调节冷却水电动调节阀25的开度，以调节污泥冷却器6放热侧出口处的污泥温度，直至污泥冷却器6放热侧出口处的污泥温度小于等于污泥降温温度设定值，当污泥冷却器6放热侧出口处的污泥温度小于等于污泥降温温度设定值后，则系统达到污泥热水解工艺关键参数。

系统运行过程中，对于混合工质回用的控制：

系统运行过程中，通过混合器温度远传装置29、混合器压力远传装置30、混合器液位远传装置31及电导率远传装置32反馈混合工质的温度、压力、液位及电导率，若混合工质的电导率或温度达不到回用要求时，则将混合工质外排冷却后作为系统工艺水回用。当混合工质的液位达到阈值且混合工质温度及电导率满足要求时，则启动回水泵11，将混合工质输入到预热利用系统中。

系统运行过程中，对于除臭系统负压的控制：

系统臭气源均在厂房内，设定厂房负压值，厂房压力远传装置3333检测厂房内的负压值，当厂房内的负压值未达到负压设定值时，则启动除臭风机1212，并通过调节除臭风机1212的频率，以调节改变厂房内负压值，直至厂房的负压值达到负压设定值为止，当厂房内的负压满足负压设定值后，维持除臭风机12的频率，判断除臭风机12的轴承温度是否超限，若除臭风机12的轴承温度超限时，则停止除臭风机12，若除臭风机12的轴承温度未超限时，则除臭风机12正常运转，通过除臭风机12将厂房内的臭气输送至锅炉9内。