火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析與優(yōu)化控制

高昕宇

【摘 要】我國(guó)資源目前依舊是以媒、石油等為主要能源，這樣的能源格局將會(huì)大幅度的浪費(fèi)我國(guó)能源。因此，近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越重視開(kāi)發(fā)新型環(huán)保能源，實(shí)施節(jié)能減排等措施，在這樣的情況下，火電廠中的二氧化硫等環(huán)境污染物的排放得到有效控制?，F(xiàn)階段，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施各項(xiàng)節(jié)能減排政策，在火電廠中，為提高對(duì)于環(huán)保設(shè)施的重視度，需要不斷分析其能耗，從而進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有效的優(yōu)化與控制。本文主要分析了火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析與優(yōu)化控制策略。

【關(guān)鍵詞】火電廠；環(huán)保設(shè)施；能耗分析；優(yōu)化控制

近年來(lái)，我國(guó)實(shí)施了各種節(jié)能減排指導(dǎo)方針，有效控制了火電廠燃煤粉塵和二氧化硫的排放。然而，火力發(fā)電廠對(duì)環(huán)保系統(tǒng)的高投入將增加火力發(fā)電廠的功率消耗，因此，在火力發(fā)電廠的開(kāi)發(fā)過(guò)程中降低能耗非常重要?；痣姀S在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中需要使用除塵、脫硝、脫硫等設(shè)備，進(jìn)而大幅度增加火電廠的內(nèi)部用電，不利于火電廠落實(shí)環(huán)保政策。故此，需要針對(duì)火電廠中的環(huán)保設(shè)施進(jìn)行能耗分析，掌握其關(guān)鍵點(diǎn)，而后采取有效措施對(duì)火電廠中的環(huán)保設(shè)施實(shí)施改造和管理，從而減低其能耗，優(yōu)化其運(yùn)行效果。

1火電廠環(huán)保設(shè)施能耗概況及特點(diǎn)

1.1火電廠環(huán)保設(shè)施概述

火電廠的節(jié)能是指在火電廠運(yùn)行期間優(yōu)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理部門(mén)的生產(chǎn)管理活動(dòng)，提供盡可能多的電能?；鹆Πl(fā)電廠消耗的主要能源包括煤、電、水和其他能源。由于火電廠被用作本文的研究對(duì)象，煤、電、水是最重要的節(jié)能研究對(duì)象。

1.2火電廠的環(huán)保設(shè)施特性

一是系統(tǒng)性。系統(tǒng)意味著火電廠的節(jié)能是火電廠生產(chǎn)管理各方面的整個(gè)系統(tǒng)。它包括節(jié)約火力發(fā)電中的各種資源，包括節(jié)約煤炭，節(jié)約工廠的水資源等，無(wú)論從哪個(gè)角度來(lái)看，都可以組織和深入分析。二是完整性?；痣姀S的節(jié)能不僅限于一個(gè)方面，而且還關(guān)注節(jié)能對(duì)整個(gè)火力發(fā)電廠的影響。例如，可以通過(guò)制定管理政策和法規(guī)來(lái)提高員工節(jié)能意識(shí)，從而影響整個(gè)發(fā)電廠能源消耗。三是復(fù)雜性。復(fù)雜性是指火力發(fā)電廠的節(jié)能，包括保護(hù)火力發(fā)電廠的各種能源。能源消耗選擇和發(fā)電廠生產(chǎn)多樣性存在巨大差異，這決定了火力發(fā)電廠節(jié)能的復(fù)雜性。

2火電廠環(huán)保設(shè)施能耗分析

近些年，國(guó)家加大對(duì)環(huán)保問(wèn)題的處理力度，火電廠環(huán)保耗能問(wèn)題備受矚目?；痣姀S在處理煙氣時(shí)，主要是利用還原劑去除煙氣中氮氧化物的處理技術(shù)，通過(guò)除塵器對(duì)煙氣進(jìn)行除塵，隨后以引風(fēng)機(jī)提升風(fēng)壓，經(jīng)由脫硫系統(tǒng)脫硫后排出。但在實(shí)際作業(yè)中，風(fēng)煙排除系統(tǒng)會(huì)受脫硫裝置、脫硝裝置的干擾，效果不佳，此時(shí)應(yīng)對(duì)脫硫裝置、脫硝裝置進(jìn)行適當(dāng)改造，對(duì)原有風(fēng)機(jī)進(jìn)行增壓或擴(kuò)容。

2.1脫硝裝置

脫硝裝置主要是依據(jù)催化還原的理論知識(shí)，對(duì)火電廠排放煙氣進(jìn)行處理，此裝置溫度低、效率都高，應(yīng)用范圍廣。通常將其布置在省煤器與空氣預(yù)熱器間距處。一般工廠作業(yè)中，會(huì)安裝三層左右的催化劑在脫硝裝置中實(shí)現(xiàn)催化還原，以此提升脫硝設(shè)備工作的有效率。

2.2脫硫裝置

依照我國(guó)的有關(guān)法律規(guī)定，火石廠主要是利用石灰石——石膏濕方法進(jìn)行脫硫。一般脫硫裝置都會(huì)增加電耗，產(chǎn)生大量電耗的主要原因?yàn)椋旱谝唬摿蜓b置有三部分阻力較大，分別是吸收塔出入口、噴淋層阻力、除霧器阻力，這些系統(tǒng)阻力都會(huì)干擾脫硫裝置，增加能耗；第二，GGH裝置堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致脫硫裝置運(yùn)行難以穩(wěn)定持久，進(jìn)而增加脫硫裝置的經(jīng)濟(jì)性消耗。通常GGH壓差正比例于裝置耗時(shí)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是時(shí)間越長(zhǎng)GGH壓差增高加大。因此要通過(guò)調(diào)小的方式或者采用增加風(fēng)機(jī)動(dòng)葉壓力的方式，實(shí)現(xiàn)脫硫裝置的正常作業(yè)；第三，除霧器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，勢(shì)必會(huì)存在結(jié)垢、堵塞的狀況，此類(lèi)問(wèn)題發(fā)生后會(huì)對(duì)運(yùn)行阻力加大；第四，脫硫裝置的自帶系統(tǒng)耗能較大，如密封風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電量消耗較大，或子機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)需要較大耗電量的支持保證裝置正常運(yùn)行。

2.3電除塵器

通常情況下，在除塵率為99.5%以上時(shí)才對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境狀況的相關(guān)評(píng)價(jià)，因此，設(shè)計(jì)環(huán)保設(shè)施時(shí)要妥善安排靜電除塵器。一般電除塵器的用電量可達(dá)到總廠用電量0.35%。造成此現(xiàn)象原因?yàn)椋菏紫?，電除塵器屬于耗能較高的設(shè)備，除塵效率受電暈功率影響。電除塵器除塵效率和電暈功率成正相關(guān)關(guān)系，除塵效果越好，電暈功率消耗越高。其次，當(dāng)前火電機(jī)組的負(fù)荷范圍是50%到100%，在此范圍內(nèi)波動(dòng)會(huì)使煙氣發(fā)生變化進(jìn)而影響電場(chǎng)風(fēng)速。因此模式固定的電除塵器運(yùn)行時(shí)，雖然設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但必會(huì)造成能源浪費(fèi)。再次，電除塵器中通過(guò)設(shè)置阻流板對(duì)煙氣進(jìn)行避免。而此情況下運(yùn)轉(zhuǎn)電除塵器，會(huì)有掛灰現(xiàn)象發(fā)生在煙氣通流處，此類(lèi)問(wèn)題將導(dǎo)致電除塵器阻力增加。

3火電廠環(huán)保設(shè)施能耗優(yōu)化控制措施

對(duì)環(huán)保設(shè)備的關(guān)鍵耗能點(diǎn)進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)，除設(shè)備本身外，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行管理也會(huì)影響耗能情況。因此，利用技術(shù)手段、管理手段，不僅可以降低用電量，還可促進(jìn)火電廠節(jié)能環(huán)保。

3.1電除塵器的降耗措施

為了有效降低電除塵器的能源消耗，可以做到，第一，抑制反電暈發(fā)生率。通過(guò)間歇脈沖供電有效控制反電暈現(xiàn)象，進(jìn)而提升除塵效果；第二，以實(shí)際情況為基礎(chǔ)選擇適宜的供電方式。常見(jiàn)的包括：以煙氣溫度變化為依據(jù)、以煙氣流量變化為參照，來(lái)選擇最佳的供電方式；第三，對(duì)電除塵器進(jìn)行科學(xué)管理及周期性維護(hù)。定時(shí)檢修養(yǎng)護(hù)，并在此過(guò)程中注意及時(shí)清除電暈線積灰，以此改善電除塵器應(yīng)用效果，有效降低其運(yùn)行功率。

3.2脫硫裝置降低能耗的措施

為了實(shí)現(xiàn)脫硫效果最大化，應(yīng)嚴(yán)格控制除霧器、吸收塔的濃度，對(duì)吸收塔、除霧器進(jìn)行及時(shí)的定期的清洗處理，使其滿足阻力變化的需求，加強(qiáng)對(duì)脫硫阻力的有效控制。過(guò)低的排煙溫度會(huì)使大氣污染濃度增加，因此要嚴(yán)格控制吸收塔的相關(guān)試液溫度，把控?zé)煔獾姆植紶顟B(tài)，在平均分布煙氣的情況下，可有效提升除霧器的工作效果，降低大氣中煙氣污染物含量。除此之外，還可通過(guò)其他方式保證煙氣排除正常，如選擇波紋高、換熱片低的GGH，更利于清掃打理，保證除霧器的清潔度，以此實(shí)現(xiàn)換熱元件可正常工作。

3.3脫硝裝置降低能耗的措施

近些年，我國(guó)為了有效應(yīng)對(duì)火電廠的環(huán)保耗能問(wèn)題，出臺(tái)了一些列相關(guān)政策，在最大限度保證環(huán)保的前提下，實(shí)施嚴(yán)格的脫硝措施，促進(jìn)耗能減少。在此過(guò)程中，低氮燃燒技術(shù)日漸成熟，不斷降低脫硝裝置可受到的運(yùn)行阻礙。由此可見(jiàn)，在相關(guān)火電廠配設(shè)脫硝裝置可有效地降低耗能，利用技術(shù)措施增加火電廠的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

4火電廠使用環(huán)保設(shè)施的意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)保問(wèn)題得到我國(guó)政府部門(mén)以及群眾的高度重視；同時(shí)，政府部門(mén)出臺(tái)相關(guān)政策、法規(guī)等，避免火電廠過(guò)度追求利益而忽視環(huán)保，且火電廠為響應(yīng)環(huán)保號(hào)召積極使用環(huán)保設(shè)備，對(duì)煙氣等進(jìn)行脫硫、脫硝處理，提高排放物的質(zhì)量，減少其對(duì)環(huán)境的污染。這樣有利于提升火電廠的社會(huì)效益。火電廠要想環(huán)保設(shè)施發(fā)揮出作用，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益，則需要對(duì)環(huán)保設(shè)施進(jìn)行科學(xué)有效的使用和管理。首先，借鑒國(guó)內(nèi)外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，建立完善的環(huán)保設(shè)備質(zhì)量管理體系，明確環(huán)保設(shè)施使用規(guī)范，并對(duì)環(huán)保設(shè)施的供應(yīng)商做出相應(yīng)的規(guī)定，從而保證環(huán)保設(shè)施在火電廠中正常運(yùn)行。其次，需要做好環(huán)保設(shè)施的維修養(yǎng)護(hù)工作，這樣才能保證其運(yùn)行的可靠性和安全性，從而使火電廠中排除的煙氣符合環(huán)保規(guī)定，提高其社會(huì)聲譽(yù)。

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（作者單位：國(guó)電榆次熱電有限公司）