探究火電廠脫硫節(jié)能降耗技術(shù)的改進(jìn)策略

陳怡和+何建宇+趙秉南

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)發(fā)電事業(yè)發(fā)展迅速，無(wú)論是發(fā)電企業(yè)規(guī)模，還是企業(yè)發(fā)電能力，均得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和提高，其中火電廠作為我國(guó)主要的發(fā)電企業(yè)形式發(fā)展較為迅猛。另一方面，人們生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)地提高以及世界生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，相應(yīng)提高了對(duì)于火電廠脫硫減排的實(shí)際要求。筆者從火電廠脫硫減排現(xiàn)狀入手，就其技術(shù)改進(jìn)策略，發(fā)表幾點(diǎn)看法，以供相關(guān)單位及人員參考。

關(guān)鍵詞：火電廠；脫硫處理；節(jié)能減耗；技術(shù)改進(jìn)；對(duì)策

我國(guó)是能源消耗大國(guó)，由于在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，對(duì)于環(huán)保缺乏應(yīng)有的重視，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，進(jìn)而引發(fā)了一系列的生態(tài)污染問(wèn)題?；痣姀S既是主要的能源生產(chǎn)企業(yè)，也是重要的能源消耗企業(yè)，在燃煤發(fā)電過(guò)程中，不可避免地產(chǎn)生大量的二氧化硫氣體，如不能對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、有效的處理，就會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，甚至影響人們的正常生活?？沙掷m(xù)發(fā)展背景下，加強(qiáng)火電廠的脫硫節(jié)能控制，是火電廠實(shí)現(xiàn)自身良性發(fā)展的必然。因此，從火電廠脫硫節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀入手，針對(duì)性地探討脫硫技術(shù)改進(jìn)策略，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、火電廠脫硫節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

隨著我國(guó)發(fā)電事業(yè)不斷發(fā)展，火電廠脫硫技術(shù)發(fā)展迅速，并在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，取得了一定的成果。目前，火電廠應(yīng)用的脫硫節(jié)能技術(shù)主要有脫硫除塵一體化法、半干法、煙氣循環(huán)流化床法、石灰石-石膏法、海水脫硫法、以及活性焦吸附法等方法，上述方法均可達(dá)到相應(yīng)的脫硫節(jié)能要求，并且仍有高效、先進(jìn)的脫硫處理方法被不斷的提出。我國(guó)火電發(fā)電企業(yè)中石灰石-石膏濕法的應(yīng)用最為廣泛，據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)約有93.0%的火力發(fā)電企業(yè)使用這一方法進(jìn)行后期的脫硫節(jié)能處理。部分火力發(fā)電廠為進(jìn)一步提高自身脫硫處理效果，同時(shí)使用兩種脫硫技術(shù)進(jìn)行脫硫。從火電廠經(jīng)營(yíng)管理的角度分析，脫硫處理是火電廠生產(chǎn)運(yùn)行必不可少的工藝環(huán)節(jié)，但同時(shí)也需要加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性控制，確保有效脫硫的基礎(chǔ)上，盡量降低脫硫處理的能源消耗，從而提高火力發(fā)電生產(chǎn)的綜合效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)良性的可持續(xù)發(fā)展。

二、火電發(fā)電企業(yè)脫硫環(huán)節(jié)中的節(jié)能措施分析

增壓風(fēng)機(jī)是火電廠脫硫處理環(huán)節(jié)的關(guān)鍵性設(shè)備，其能耗量約占整個(gè)脫硫能耗的50.0%～60.0%，因此，加強(qiáng)對(duì)增壓風(fēng)機(jī)的節(jié)能控制，對(duì)于降低火電廠脫硫處理整體能耗意義重大。通常情況下，增壓風(fēng)機(jī)設(shè)備出入口風(fēng)量控制采用節(jié)流調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而改變管道實(shí)際對(duì)應(yīng)的特性曲線。雖然這種調(diào)節(jié)方式可以達(dá)到控制調(diào)節(jié)的目的，但整體能耗巨大，能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。

本文針對(duì)增壓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)能耗過(guò)大問(wèn)題，提出了使用變頻器改進(jìn)增壓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式的解決方案，方案具體內(nèi)容如下：使用變頻器改變傳統(tǒng)的節(jié)流調(diào)節(jié)模式為變頻調(diào)節(jié)模式，從而通過(guò)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，達(dá)到改變風(fēng)機(jī)特性曲線的目的，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的調(diào)節(jié)。管道特性一定的條件下，設(shè)備耗電量與轉(zhuǎn)速冪次方成正比，因此，改變?cè)O(shè)備調(diào)節(jié)模式為變頻控制可以達(dá)到良好的節(jié)能降耗效果。變頻調(diào)節(jié)模式下，電機(jī)能耗功率計(jì)算公式如下：N=（n/n0）3N0

上述公式中，N表示變頻調(diào)節(jié)模式下的電量消耗量；n表示變頻模式下的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；n0表示額定轉(zhuǎn)速；N0表示額定轉(zhuǎn)速條件下風(fēng)機(jī)的實(shí)耗電量。改為變頻調(diào)節(jié)后，設(shè)備運(yùn)行節(jié)能值，可使用如下公式計(jì)算：△N=N0-（n/n0）3N0

由上式可得，變頻調(diào)節(jié)模式下，設(shè)備的節(jié)電百分?jǐn)?shù)α表示如下：α=（1-n3/n03）×100%

假定增壓風(fēng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)后的額定轉(zhuǎn)速控制降低至原先轉(zhuǎn)速的90.0%，則有此時(shí)節(jié)電百分?jǐn)?shù)α=27.1%，如控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低至80.0%，則有此時(shí)節(jié)電百分?jǐn)?shù)α=48.4%。由此可得，改變變頻調(diào)節(jié)方法的節(jié)能效果明顯。

三、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)概述

石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)是我國(guó)火電廠應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，該技術(shù)屬于燃燒后脫硫處理技術(shù)，技術(shù)發(fā)展較為成熟，具有完成的技術(shù)實(shí)施體系。從脫硫?qū)嵺`應(yīng)用的角度分析，石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)具有運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本低、脫硫效果好等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益以及社會(huì)效益良好。

從工藝處理單元組成的角度分析，其主要具有石膏脫水單元、吸收氧化單元、漿液制備單元、排放單元以及煙氣單元等工藝處理單元。石灰石-石膏濕法脫硫處理工藝的工藝流程如下：首先，鍋爐煙氣進(jìn)入電除塵器進(jìn)行除塵，隨后依次進(jìn)入增加風(fēng)機(jī)和GGH換熱器，等待煙氣溫度降低至標(biāo)準(zhǔn)值后，進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)，煙氣由下向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)塔內(nèi)自身的循環(huán)漿液在泵動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，由上至下運(yùn)動(dòng)，二者以逆流接觸的形式充分接觸，并在接觸過(guò)程中完成對(duì)煙氣的洗滌。這一過(guò)程中，方向向上的漿液會(huì)經(jīng)過(guò)噴漿層的噴嘴持續(xù)進(jìn)入吸收塔，從而達(dá)到二氧化硫、氟化氫、氯化氫以及三氧化硫的脫除目的。另一方面，由“強(qiáng)制氧化工藝”得到副產(chǎn)物半水亞硫酸鈣經(jīng)過(guò)空氣氧化制成石膏備用。

在實(shí)際脫硫處理過(guò)程中，循環(huán)漿液經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)是霧化狀態(tài)，其目的時(shí)增加氣體與液體的有效接觸面積，促進(jìn)反映的完全進(jìn)行。石灰石與二氧化硫接觸產(chǎn)生石膏，這一反應(yīng)在吸收塔內(nèi)重復(fù)進(jìn)行，最終達(dá)到脫硫處理的目的。吸收塔內(nèi)產(chǎn)生的石膏和凈化處理后的煙氣會(huì)分別進(jìn)去石膏脫水系統(tǒng)和除霧器。

石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)如下：一，在脫硫處理過(guò)程中，該方法使用了高速氣流設(shè)計(jì)，從而強(qiáng)化了物質(zhì)間具有的傳遞能力，降低了生產(chǎn)能耗及成本；二，改技術(shù)實(shí)現(xiàn)了脫硫處理與降壓間的關(guān)系平衡，有效提高了系統(tǒng)反應(yīng)效率；三，吸收塔內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)液體再分配裝置，有效提高了脫硫效率；四，該技術(shù)產(chǎn)生的副產(chǎn)物在脫硫處理中循環(huán)使用。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，火電廠應(yīng)積極采用變電器改造方案和石灰石-石膏濕法環(huán)保脫硫技術(shù)，提高自身脫硫處理效率，降低脫硫處理成本，從而提高自身經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和設(shè)備效益，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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