當(dāng)前形勢(shì)下電廠環(huán)保設(shè)施優(yōu)化改造及節(jié)能思路

苗若棟

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，環(huán)境惡化問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境是我們賴以生存的場(chǎng)所，環(huán)境惡化不僅對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生影響，同時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致社會(huì)倒退。在當(dāng)前時(shí)代背景下，環(huán)境保護(hù)是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要任務(wù)，電廠生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中的重要內(nèi)容，在電廠生產(chǎn)過(guò)程中也要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，對(duì)電廠環(huán)保設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化改造，從而不斷提高電廠生產(chǎn)效率，減少電廠生產(chǎn)對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害和影響。本文對(duì)當(dāng)前形勢(shì)下電廠的環(huán)保改造以及節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，旨在促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電廠生產(chǎn) 環(huán)境保護(hù) 設(shè)施優(yōu)化 節(jié)能 脫硫除塵 廢水處理

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）09-0-02

引言

在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)背景下，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、增長(zhǎng)方式和增長(zhǎng)動(dòng)力等都發(fā)生了轉(zhuǎn)變，對(duì)環(huán)境管理也提出了全新的要求，在新形勢(shì)下，大氣污染、水污染、土地污染等，對(duì)人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了較大影響，當(dāng)前全世界都在關(guān)注各種生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，為了解決環(huán)境污染問(wèn)題，為人們營(yíng)造更加良好的生活環(huán)境，則必須要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，并且對(duì)環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)行監(jiān)督，確保環(huán)境保護(hù)任務(wù)得到落實(shí)，切實(shí)改變生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。在傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)注程度太高，忽視了環(huán)境污染問(wèn)題，尤其是在過(guò)去的幾十年中，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平有了很大提升，但是帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。電廠是電力行業(yè)中的主要生產(chǎn)場(chǎng)所，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢液較多，傳統(tǒng)的粗放化管理方式中，有的工人的環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，直接將廢水排放，或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理之后排放，對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染十分嚴(yán)重。當(dāng)前環(huán)境保護(hù)已經(jīng)被提到一個(gè)前所未有的高度，逐漸發(fā)展成為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨了一些新的機(jī)遇，但同時(shí)也面臨了很多挑戰(zhàn)，尤其是嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題的不斷累積，對(duì)環(huán)境改善以及污染治理帶來(lái)的阻礙很大。對(duì)于電廠生產(chǎn)而言，必須要結(jié)合當(dāng)前環(huán)境保護(hù)要求，針對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)電廠生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)施設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，采用節(jié)能環(huán)保理念，促進(jìn)電廠生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

一、除塵器優(yōu)化改造

在電廠生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，如果不能對(duì)粉塵進(jìn)行控制，粉塵直接排入大氣中，會(huì)對(duì)大氣造成十分嚴(yán)重的污染。例如某電廠處于城市郊區(qū)，周圍村民向相關(guān)部門(mén)反映，電廠生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，導(dǎo)致村民外出不便，而且引發(fā)呼吸道疾病，相關(guān)部門(mén)著手對(duì)該電廠進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該電廠的生產(chǎn)規(guī)模不大，其中的除塵設(shè)備比較老舊，依舊采用電除塵、布袋方式，除塵效率低，雖然該電廠的生產(chǎn)規(guī)模不大，但是由于對(duì)粉塵的處理不及時(shí)、不全面、不徹底，因此導(dǎo)致粉塵四處飄散，對(duì)周圍居民產(chǎn)生嚴(yán)重影響。相關(guān)部門(mén)責(zé)令該電廠必須要進(jìn)行整改，對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，并且定期進(jìn)行監(jiān)督管理，對(duì)該電廠的除塵效果優(yōu)化有一定幫助。

在改造過(guò)程中，該電廠對(duì)電場(chǎng)的高頻電源以及高壓復(fù)合脈沖電源進(jìn)行改造，從而提高了電源的工作效率，使得除塵器的工作效率提升，除塵器工作過(guò)程中應(yīng)該要根據(jù)具體的負(fù)荷情況、粉塵排放的濃度等參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)解，例如使用節(jié)電模式、相鄰機(jī)組實(shí)施低負(fù)荷時(shí)穿插進(jìn)行輸灰等，這種方式可以降低電除塵器、輸灰設(shè)備的耗電率，而且提高其工作效率。另外，使用濕式除塵器、電除塵器電灰斗、絕緣箱等也可以達(dá)到除塵目的，但是這些方式中的能耗較高，而且設(shè)施的損壞率較高?？梢越柚姀S輔汽聯(lián)箱等低級(jí)汽源進(jìn)行蒸汽加熱或者輔以熱風(fēng)改造，達(dá)到節(jié)能與除塵的雙重目的。

二、脫硫設(shè)備節(jié)能優(yōu)化改造

在電廠生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，這種氣體具有嚴(yán)重的危害性，必須要經(jīng)過(guò)有脫硫處理，確保其他沒(méi)有危害之后才可以將其排放。某電廠目前使用的脫硫系統(tǒng)氧化風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)， 配套的電機(jī)規(guī)格為6kV， 采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝，這種脫硫系統(tǒng)以及脫硫工藝的功率大、耗電率較高，而且脫硫的效率不高。該電廠的生產(chǎn)模式正好反應(yīng)出我國(guó)當(dāng)前電廠生產(chǎn)的總體現(xiàn)象，由于近年來(lái)電廠電煤質(zhì)量下降，因此大多數(shù)電廠的摻燒比重也在不斷的升高，為了維持電廠的經(jīng)濟(jì)效益，有的電廠在燃煤種類以及設(shè)計(jì)上出現(xiàn)問(wèn)題，而且生產(chǎn)過(guò)程中的各種排放物的不達(dá)標(biāo)，對(duì)電廠的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響的同時(shí)，也影響了生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。針對(duì)節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)要求，電廠必須要進(jìn)行脫硫設(shè)備的改造、節(jié)能優(yōu)化，從而提高脫硫效率。以該電廠為例，在脫硫系統(tǒng)和工藝改造過(guò)程中，以節(jié)能優(yōu)化為原則和目標(biāo)，具體改造方案如下：

1.改造重點(diǎn)

對(duì)于石灰石-石膏濕法脫硫設(shè)施而言，其改造的重點(diǎn)是吸收塔的吸收和氧化環(huán)節(jié)，針對(duì)該電廠現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)的工作情況可以看出，流速不正常、霧化停留時(shí)間不恰當(dāng)?shù)龋际窃诿摿蛳到y(tǒng)中急需解決的問(wèn)題，而且在電廠的生產(chǎn)過(guò)程中，硫分和煙氣量也不斷增加，傳統(tǒng)的吸收塔的液氣較低，霧化區(qū)停留時(shí)間較短的主要原因是由于生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣量不斷增大，從而導(dǎo)致吸收塔內(nèi)的流速較高造成的。因此，在對(duì)脫硫系統(tǒng)和脫硫工藝進(jìn)行改造的時(shí)候必須要針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行處理，確保脫硫設(shè)備能夠正常、穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)這兩個(gè)比較尖銳的問(wèn)題進(jìn)行解決之后，還可以考慮經(jīng)過(guò)改造之后脫硫處理的氣體中含硫余量是否滿足要求，是否需要再采用其他的輔助配套設(shè)施進(jìn)行處理，如果其他的輔助設(shè)施不能滿足生產(chǎn)要求，也要對(duì)其進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的全面優(yōu)化改造，提高脫硫效率。

2.脫硫設(shè)備改造方案

第一，對(duì)原來(lái)的吸收塔進(jìn)行提效。石灰石-石膏濕法脫硫工藝的優(yōu)化改造主要從提高原來(lái)的吸收塔的效率著手，對(duì)吸收塔中的流速進(jìn)行合理控制，在科學(xué)的范圍內(nèi)對(duì)燃煤硫分的變化情況進(jìn)行控制，從而確保吸收塔可以正常運(yùn)行，其排放量要額不會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況，脫硫的效率也能得到提升。另外，還可以在規(guī)定的范圍內(nèi)提升噴淋液氣比，有助于實(shí)現(xiàn)增加噴淋層或者是對(duì)單層噴淋密度的提高，從而提高脫硫效果。對(duì)原吸收塔進(jìn)行提效，可以通過(guò)高原塔漿液槽或采用塔外氧化槽方式對(duì)吸收塔中的漿液氧化停留時(shí)間進(jìn)行增加，并且依靠這種方式對(duì)增加噴淋量后漿液氧化停留時(shí)間不足的問(wèn)題進(jìn)行解決。這種改造方案主要是為了節(jié)約成本，提高脫硫率，因此要對(duì)原來(lái)的吸收塔進(jìn)行保留，如果條件允許，則可以對(duì)吸收塔進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)新的吸收塔，從而提高脫硫效率。endprint

第二，單塔雙循環(huán)。該電廠在生產(chǎn)過(guò)程中引進(jìn)了德國(guó)諾爾公司發(fā)明的雙循環(huán)單塔，這種脫硫設(shè)備的工作原理是濕法脫硫技術(shù)，這種技術(shù)可以在一個(gè)吸收塔的完整周期中完成對(duì)煙氣脫硫，其中脫硫的效率大約為30%-70%，其主要的作用是對(duì)亞硫酸鈣的氧化效果進(jìn)行保證，并且能夠提供豐富的石膏結(jié)晶時(shí)間，提高石膏的質(zhì)量，減少水分的蒸發(fā)。單塔雙循環(huán)系統(tǒng)如圖一所示。

單塔雙循環(huán)濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)的主要組成部分有煙氣系統(tǒng)、吸收塔、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等。與其他的脫硫工藝相比，除了吸收塔有區(qū)別之外，其余的系統(tǒng)組成部分基本相同。從上圖可以看出，當(dāng)需要處理的煙氣進(jìn)入吸收塔之后，煙氣首先與下循環(huán)噴淋管噴出的漿液進(jìn)行逆向接觸，漿液經(jīng)過(guò)冷卻、洗滌之后可以對(duì)一部分二氧化硫進(jìn)行脫除，然后經(jīng)過(guò)碗狀集液斗的導(dǎo)流葉片可以進(jìn)入上吸收區(qū)，在上吸收區(qū)煙氣可以與上循環(huán)噴淋的漿液發(fā)生作用，從而使得煙氣中的二氧化硫被徹底清除，經(jīng)過(guò)脫硫處理之后的煙氣清潔程度很高，基本滿足排放要求，將清潔的煙氣經(jīng)除霧器除去霧滴后，再?gòu)奈账纳蟼?cè)引出，經(jīng)過(guò)煙囪排出。對(duì)煙氣中的二氧化硫進(jìn)行去除，主要分兩級(jí)完成，其中集液斗可以將脫硫區(qū)分成上下兩個(gè)回路，在集液斗中由于設(shè)計(jì)了導(dǎo)流板，因此吸收塔中的氣體可以經(jīng)過(guò)集液斗整流，使得氣流的分布更加均勻，氣液接觸良好，減少了傳統(tǒng)的單循環(huán)中的死角問(wèn)題，使得吸收塔的利用效率得到很大程度的提升。

第三，雙塔雙循環(huán)改造。雙塔雙循環(huán)工藝是在單塔循環(huán)技術(shù)上改造之后的一種全新技術(shù)，雙塔雙循環(huán)工藝如圖二所示：

雙塔雙循環(huán)工藝系統(tǒng)的連接方式有兩種，一種是串聯(lián)，一種是并聯(lián)，在電廠運(yùn)行過(guò)程中一般不會(huì)采用并聯(lián)的方式，因?yàn)椴⒙?lián)會(huì)使得機(jī)組的工作負(fù)荷增大，在處理煙氣的時(shí)候煙氣分配不均勻，因此對(duì)煙氣的處理質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以通常都采用串聯(lián)方式，通過(guò)一級(jí)系統(tǒng)和二級(jí)系統(tǒng)分別進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行匯合。由于該系統(tǒng)中有兩個(gè)吸收塔，吸收塔的工作效果不一致，反應(yīng)條件不相同，其煙霧的排放效率不同，因此對(duì)雙塔進(jìn)行同步控制是該工藝的重點(diǎn)。

從上圖中可以看出，系統(tǒng)中的一級(jí)循環(huán)中可以對(duì)煙氣中的一些雜質(zhì)進(jìn)行去除，例如部分二氧化硫、灰塵、HCL、HF等，從而減少這些雜質(zhì)對(duì)二級(jí)循環(huán)帶來(lái)的影響。二級(jí)循環(huán)是一次更加深入的循環(huán)，在雙塔雙循環(huán)工藝中，石灰石的流向是先進(jìn)入二級(jí)循環(huán)，再進(jìn)入一級(jí)循環(huán)，由于存在兩級(jí)工藝，所以延長(zhǎng)了石灰石的停留時(shí)間，尤其是在一級(jí)循環(huán)中，PH值較低，石灰石的停留時(shí)間增長(zhǎng)，則可以提高各種顆粒粉塵的溶解速度，降低系統(tǒng)的電能損耗的同時(shí)，提高對(duì)煙氣的處理效率。

該電廠在脫硫系統(tǒng)的改造過(guò)程中，具體的改造方案如下，首先對(duì)煙氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，對(duì)8號(hào)脫硫吸收塔的入口煙道進(jìn)行改造，對(duì)2臺(tái)引風(fēng)機(jī)的出口混合煙道膨脹節(jié)后至吸收塔入口之間的煙道進(jìn)行改造，將8號(hào)脫硫出口凈煙道進(jìn)行拆除，并且對(duì)煙囪進(jìn)行封堵，防止氣體溢出，然后將7號(hào)脫硫吸收塔的凈煙氣出口至煙囪的煙道進(jìn)行拓寬改造，在7號(hào)與8號(hào)吸收塔之間新增了煙道沖洗裝置，防止煙道中的粉塵堆積影響煙道的流量和流速。對(duì)吸收塔系統(tǒng)進(jìn)行改造的時(shí)候，對(duì)原來(lái)的7號(hào)與8號(hào)脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液循環(huán)泵泵體及電機(jī)進(jìn)行更換，采用了直聯(lián)式循環(huán)漿泵，提高了循環(huán)泵的工作效率，而且將原來(lái)的吸收塔一側(cè)的進(jìn)式攪拌器更換為進(jìn)口的EKATO產(chǎn)品，原來(lái)的一級(jí)吸收塔中的脫硫氧化風(fēng)機(jī)依舊保留，對(duì)二級(jí)吸收塔中的風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換，而且新增中間石膏旋流器。對(duì)于吸收劑制備供應(yīng)系統(tǒng)的改造，主要是從改造石灰石供漿泵的角度出發(fā)，經(jīng)過(guò)改造之后的供漿泵采用一運(yùn)一備的運(yùn)行方式。

經(jīng)過(guò)改造之后，其處理效率有了很大成都的提升，對(duì)8號(hào)機(jī)組進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)7天的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，脫硫效果提升很多，而且運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)參數(shù)都正常。8號(hào)機(jī)組具體的參數(shù)如表一所示：

從上表可以看出，在實(shí)驗(yàn)期間，雙塔雙循環(huán)系統(tǒng)的脫硫日平均效率達(dá)99.3%以上， 出口凈煙氣SO2平均排放濃度為每立方米22.43mg，比原來(lái)生產(chǎn)工藝中的每立方米50mg的標(biāo)準(zhǔn)要低很多。而且在運(yùn)行過(guò)程中石膏含水率均在10%左右，沒(méi)有發(fā)生因?yàn)闈{液氧化不足出現(xiàn)石膏腐爛的現(xiàn)象。

三、廢水處理

在電廠生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生各種廢水，對(duì)廢水進(jìn)行處理是節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)理念下電廠的一項(xiàng)重要任務(wù)，在電廠生產(chǎn)過(guò)程中主要有兩種方式對(duì)廢水進(jìn)行處理。第一，脫硫廢水，當(dāng)前電廠生產(chǎn)過(guò)程中的一些脫硫裝置的使用，產(chǎn)生的廢水比較多，脫硫裝置雖然可以對(duì)二氧化硫進(jìn)行處理，但是廢水問(wèn)題也不容忽視，由于這些廢水中含有硫，水質(zhì)比較特殊，不能直接用于電廠生產(chǎn)，更不能將其直接排放，必須要經(jīng)過(guò)處理滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)之后才可以外排。不同的地區(qū)對(duì)水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求是不相同的，例如一些重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的COD、氨氮、BOD5、SS色度和動(dòng)植物油的排放濃度限值為 50mg/L、5mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30倍和3 mg/L。因此，在電廠生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)處理之后的脫硫廢水，也必須要滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于電廠常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)而言，一般應(yīng)控制氯離子含量小于20000mg/L。在電廠脫硫處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，含有很多微細(xì)懸浮物、含鹽量高，而且具有嚴(yán)重的腐蝕性，處理難度較大，可以采用中和-沉淀-絮凝等工藝或者電絮凝處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理，對(duì)于電廠中所有的脫硫工藝廢水，都要進(jìn)行軟化和蒸發(fā)結(jié)晶處理，并且要預(yù)留處理接口，滿足水處理要求。第二，撈渣機(jī)沖渣水，在電廠生產(chǎn)過(guò)程中，爐渣冷卻會(huì)帶走一定的水分，從理論上講，每一噸爐渣冷卻后帶走和蒸發(fā)的水分為0.4噸，在生產(chǎn)過(guò)程中可以加強(qiáng)對(duì)這些水分的循環(huán)利用，從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，撈渣機(jī)冷（沖）渣水就可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。當(dāng)前很多電廠生產(chǎn)過(guò)程中的冷渣水一般都當(dāng)做廢水直接排放，損失比較嚴(yán)重，而且隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷改善，要求越來(lái)越高，未來(lái)這些冷渣水可能不滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此要進(jìn)行改造，可以采用閉式改造方式，經(jīng)過(guò)換熱器或其它降溫方式，采用撈渣機(jī)體內(nèi)冷卻循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷渣水的循環(huán)利用，確保冷渣水不會(huì)外排。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著電廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程中帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越多，加強(qiáng)環(huán)境污染控制、實(shí)現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)是電廠發(fā)展的方向。在電廠生產(chǎn)過(guò)程中要對(duì)各種設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而不斷提高電廠生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物處理水平，防止各種廢棄物直接排放帶來(lái)環(huán)境污染，而且能夠?qū)U棄物進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、可持續(xù)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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