美國德克薩斯州NRG能源公司旗下的WA Parish發(fā)電站（總裝機約3.6吉瓦）于2025年11月正式投運兩套冗余的Heartland Water Technology熱蒸發(fā)濃縮裝置。該系統(tǒng)專為第8號機組的煙氣脫硫（FGD）廢水處理設(shè)計，單臺處理能力為每日5萬加侖，可將濃縮殘余物導(dǎo)入電廠現(xiàn)有的石膏與固廢處理系統(tǒng)。該項目憑借商業(yè)規(guī)模應(yīng)用、對復(fù)雜水質(zhì)的耐受性及實際驗證的運行表現(xiàn)，榮獲《POWER》雜志2026年度“電廠水處理獎”。

濕法脫硫工藝產(chǎn)生的FGD廢水含有高濃度溶解固體、重金屬及懸浮物，且水質(zhì)會隨燃煤特性與運行工況波動，易引發(fā)結(jié)垢、污染或腐蝕問題。此前，第8號機組（660兆瓦干底對沖鍋爐）采用濕石灰石脫硫系統(tǒng)，廢水經(jīng)濃縮后回用，但殘留的溶解化學(xué)品、金屬和高濃度氯化物仍導(dǎo)致不銹鋼部件腐蝕與侵蝕。隨著美國環(huán)保署（EPA）于2024年4月發(fā)布Zui終版《蒸汽發(fā)電廢水排放限制指南》，要求受影響電廠在2029年12月31日前實現(xiàn)FGD廢水零液體排放（ZLD），該廠需尋找可靠且能適應(yīng)變工況的長期水處理方案。

項目團隊強調(diào)，F(xiàn)GD廢水處理應(yīng)視為電廠整體集成工程，而非單純采購水處理設(shè)備。實施成功的關(guān)鍵在于綜合評估廢水化學(xué)特性、公用工程條件、空氣許可、殘余物管理、既有基礎(chǔ)設(shè)施及現(xiàn)場施工限制。經(jīng)過多方案比選，電廠Zui終選定基于蒸發(fā)技術(shù)的ZLD系統(tǒng)。Heartland濃縮器因?qū)殡y處理工業(yè)廢水設(shè)計、不依賴狹窄進水水質(zhì)窗口、具備高減量率及較小殘余流量而勝出。設(shè)計階段即統(tǒng)籌考慮了廢水量、水質(zhì)、可用公用設(shè)施及場地條件，并規(guī)劃了雙機冗余配置以兼顧處理容量與運行靈活性。

濃縮器采用直接接觸式設(shè)計，旨在應(yīng)對高總?cè)芙夤腆w（TDS）廢水固有的固體負荷。其原理是將廢水直接引入低溫高湍流蒸發(fā)區(qū)與熱氣接觸，避免傳統(tǒng)換熱表面結(jié)垢。水分蒸發(fā)后，非揮發(fā)性溶解與懸浮成分保留在體積更小的濃縮殘余液中。大液滴在湍流熱氣中形成動態(tài)氣液界面，在Zui大化傳熱效率的同時限制固體沉積。過程刻意維持較大液滴形態(tài)，防止干燥成細顆粒物；產(chǎn)生的蒸汽隨后通過高效三級除霧器，捕集夾帶的液滴與顆粒物并返回系統(tǒng)。受控回流進一步濃縮殘余物，定期排污與沖洗則用于控制固體負荷并清除積鹽。

改造過程中，電廠負責(zé)場地集成、公用工程、天然氣供應(yīng)及系統(tǒng)連接，Heartland提供工程設(shè)計、設(shè)備安裝、調(diào)試、控制系統(tǒng)集成及性能保證。由于濃縮器占地緊湊，可緊鄰既有水處理設(shè)施布置，縮短了管線距離并降低了成本，未對原有工藝流程進行重大改動。施工中主要挑戰(zhàn)來自運營電廠內(nèi)的現(xiàn)場協(xié)調(diào)、地下管線排查及雷暴天氣強制停工。執(zhí)行階段的變更多為次要的健康、安全與環(huán)境（HSE）優(yōu)化，例如改善低氮氧化物火炬內(nèi)部燃燒器組件的可接近性，以及優(yōu)化殘余濃縮器底流泵的流量適應(yīng)性與沖洗流速。調(diào)試初期出現(xiàn)的火炬火焰監(jiān)測眼積塵、控制柜太陽輻射升溫及殘余排放管線低壓等問題，均通過加裝空氣吹掃、補充通風(fēng)及糾正路由等協(xié)作措施解決。

目前，濃縮裝置已達到銘牌性能，實際廢水體積削減率平均維持在91%至93%之間，超過合同約定的Zui低90%目標(biāo)。團隊指出，可達成的濃縮倍數(shù)并非固定值，而是取決于進水水質(zhì)、固含量、運行條件及下游殘余物管理要求。當(dāng)前由NRG人員按培訓(xùn)規(guī)程操作，Heartland依據(jù)長期服務(wù)協(xié)議提供預(yù)防性維護、定期清洗、診斷與關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）監(jiān)控。從合規(guī)角度看，該系統(tǒng)大幅削減了第8號機組FGD廢水水量，將其轉(zhuǎn)化為少量濃縮殘余液并有效管理，實質(zhì)上滿足了ZLD要求。該安裝為電廠邁向長期ZLD戰(zhàn)略奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)，使WA Parish電廠在全尺寸熱濃縮系統(tǒng)落地方面處于有利位置，無需等待未來法規(guī)生效后再啟動技術(shù)選型。

項目核心經(jīng)驗表明，大規(guī)模FGD廢水減量可在不改變電廠主體架構(gòu)的前提下，依托現(xiàn)有公用工程與廢水基礎(chǔ)設(shè)施完成集成。這兩套日處理5萬加侖的濃縮裝置為面臨同類環(huán)保決策的其他電廠提供了切實可行的現(xiàn)實參考。