電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要性及措施探討

韓福洋

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，節(jié)能減排已成為全社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。作為重要的燃煤生產(chǎn)企業(yè)，火電廠在脫硫過程中具有脫硫效率和節(jié)能效果，不僅關(guān)系到國家的環(huán)境保護(hù)問題，而且對企業(yè)自身的長遠(yuǎn)發(fā)展也有影響。因此，探索火力發(fā)電廠的脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗的問題非常重要。本文主要對電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要性及措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電廠脫硫節(jié)能降耗措施

引言

經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，帶來的是能源消耗量的增大，是對能源更大的需求，是對自然更多的索取，是對生存環(huán)境更大的挑成。所以，節(jié)能降耗成為了社會發(fā)展中一個昀為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。脫硫過程所消耗的能量是非常大的。因此，為防止火電廠發(fā)電造成環(huán)境污染問題，并實現(xiàn)火電廠的節(jié)能環(huán)保，走可持續(xù)發(fā)展道路，研究火電廠脫硫的節(jié)能降耗問題是具有現(xiàn)實意義的，是火電廠體提升自身經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要途徑。此外，火電廠脫硫過程中節(jié)能降耗的實現(xiàn)也是實現(xiàn)生產(chǎn)低成本、脫硫高效率的重要方法，符合國家的相關(guān)節(jié)能減排政策，可有效推動社會可持續(xù)發(fā)展。

1火電廠脫硫現(xiàn)狀

在中國目前眾多的環(huán)境問題中，大氣污染因其對居民健康構(gòu)成直接威脅昀為矚目。二氧化硫排放是造成全球及中國大氣污染及酸雨發(fā)生的主要原因，因此，煙氣脫硫是治理污染、保護(hù)環(huán)境、保證經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的大事。電力行業(yè)一直是中國二氧化硫排放的主體，中國的電源結(jié)構(gòu)未來可預(yù)見的相當(dāng)一段時間內(nèi)無法改變，這就使得針對火力發(fā)電廠的煙氣治理成為減排工作的重中之重。中國火電行業(yè)的脫硫需求由新建火電機(jī)組容量和已投運(yùn)設(shè)施的改造需求決定。雖然前者近年來有所下降，但自 2014年國家要求火電企業(yè)全面實施新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》以來，已投運(yùn)設(shè)施對煤電超凈排放的改造一直保持較大需求。早在 2014年發(fā)改委、環(huán)保部及國家能源局下發(fā)關(guān)于《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）年》通知，以進(jìn)一步提升煤電高效清潔發(fā)展水平，通知要求中東部燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度限值接軌燃?xì)廨啓C(jī)組標(biāo)準(zhǔn)，自此，煤電超凈排放改造正式獲得文件支持推動。

2火電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗重要性

火電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗可以減少火力發(fā)電廠設(shè)備用電量為了實現(xiàn)火力發(fā)電廠低電量運(yùn)行，在設(shè)備啟動過程后中采用單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷達(dá)到額定負(fù)荷的 40%時，立即啟動另一側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)。對增壓機(jī)和引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，實現(xiàn)風(fēng)機(jī)高效率運(yùn)行，進(jìn)而降低設(shè)備運(yùn)行電荷用量。同時還要強(qiáng)化空預(yù)器漏風(fēng)的治理工作，使用柔性密封裝置，將一次風(fēng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)控制，可以有效降低電能消耗。

3火電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗重要措施

3.1采用石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)

石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)比較成熟，屬于燃燒后脫硫技術(shù)。該工藝不僅設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行過程穩(wěn)定，而且脫硫效率也比較高，目前很多大型的火電廠都采用該脫硫技術(shù)。石灰石—石膏濕法脫硫工藝主要包括吸收氧化系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)和排放系統(tǒng)。該脫硫工藝的具體流程如下：鍋爐煙氣首先經(jīng)過電除塵器進(jìn)行除塵，然后分別經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)和 GGH換熱器，溫度降下來之后進(jìn)入吸收塔。煙氣進(jìn)入吸收塔之后會向上流動，同時塔內(nèi)會有循環(huán)漿液向下流動，二者在塔內(nèi)會逆流接觸，煙氣在逆流接觸過程中被洗滌，而向上流動的漿液則從噴漿層的噴嘴進(jìn)入吸收塔中，達(dá)到脫除其中的二氧化硫、三氧化硫、氟化氫和氯化氫等物質(zhì)的目的。同時，經(jīng)“強(qiáng)制氧化工藝”處理所得到的反應(yīng)副產(chǎn)物半水亞硫酸鈣被進(jìn)入的空氣氧化成石膏，并作為吸收劑中的石灰石使用。而循環(huán)漿液則通過循環(huán)泵被輸送到噴淋層中，經(jīng)噴嘴被霧化，氣體和液體就可以更加充分地接觸。在吸收塔中，二氧化硫和石灰石反應(yīng)會生成石膏，該種反應(yīng)形成的石膏通過漿液泵進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)，完成凈化的煙氣則進(jìn)入除霧器除霧。同時，為了確保除霧器的效果，還應(yīng)該按照一定的程序使用工藝水來沖洗除霧器。煙氣在吸收塔出口處會被冷卻為 46～55℃的冷凝水，并且被水蒸氣飽和。然后煙氣經(jīng)過 GGH換熱器，溫度又會被加熱到80℃以上。溫度升高后，煙氣的擴(kuò)散能力和抬升高度都會獲得提高。完成以上工序之后，煙氣已經(jīng)達(dá)到潔凈標(biāo)準(zhǔn)，可以通過煙道進(jìn)入煙囪直接排向大氣中。

這種生產(chǎn)工藝的節(jié)能降耗具體體現(xiàn)在以下幾方面：①石灰石—石膏濕法脫硫工藝中的高速氣流設(shè)計有效加強(qiáng)了物質(zhì)之間的傳遞能力，系統(tǒng)生產(chǎn)所需要的成本和能耗都隨之降低;②該工藝在壓降和二氧化硫去除之間的關(guān)系得到了平衡，系統(tǒng)反應(yīng)的效率更高;③該工藝所用的吸收塔中安裝有液體再分配裝置，可以有效避免煙氣爬壁現(xiàn)象的出現(xiàn)，脫硫效率可以達(dá)到95%以上，工藝的能耗也大幅降低;④該工藝所得到的脫硫副產(chǎn)品可以進(jìn)行回收利用，實現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能。

3.2增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并與串聯(lián)

對于脫硫裝置未與主體發(fā)電工程同步建設(shè)的電廠，由于引風(fēng)機(jī)的選型中未考慮系統(tǒng)阻力，需增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)以補(bǔ)償系統(tǒng)壓力損失。而對于脫硫裝置與主體發(fā)電工程同步建設(shè)的電廠，引風(fēng)機(jī)的設(shè)置有兩種方案：一是將引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合二為一，二是分別設(shè)置引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)，讓兩者串聯(lián)運(yùn)行。釆用引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)分設(shè)的方案在運(yùn)行中有一定的靈活性;采用合并的方案，在煙氣系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生時變化能準(zhǔn)確做出響應(yīng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。從運(yùn)行費(fèi)用來看，以 300MW機(jī)組為例合并方案選用雙級動調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，分設(shè)方案采用靜調(diào)方案時，合并方案每年可節(jié)約 30萬元電費(fèi)。

3.3廢水處理系統(tǒng)

廢水處理系統(tǒng)需要使用凈水劑，這樣可以直接減少其他材料的購買成本，不僅節(jié)能減耗，還能達(dá)到減少企業(yè)運(yùn)營成本的目的?？梢詮囊韵聨讉€方面，在日常運(yùn)營過程進(jìn)行節(jié)能降耗。（1）合理摻配煤。煤硫粉的使用比例需要符合機(jī)器設(shè)備運(yùn)營的標(biāo)準(zhǔn)，保證處理時不超過機(jī)器設(shè)備的負(fù)荷，防止機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障。（2）控制吸收塔漿液循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)，根據(jù)機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行能力，來控制吸收塔漿液循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)，從而保證脫硫的效率和安全，更好的進(jìn)行節(jié)能降耗工作。（3）沖洗除霧器。為減少壓力損失，降低煙氣阻力，要加強(qiáng)對除霧器的沖洗，定期清潔。（4）控制吸收塔漿液密度。吸收塔漿液密度的改變，很大程度上影響了耗費(fèi)能源的數(shù)量。所以需要控制吸收塔漿液的密度，保證密度在合格的范圍內(nèi)，以此來降低機(jī)器設(shè)備的電流，完成脫硫工作，更好的節(jié)能降耗。（5）加強(qiáng)檢查，及時調(diào)整，發(fā)現(xiàn)潛在問題。事前預(yù)防的效果永遠(yuǎn)好過于事后解決。所以，對于火電廠脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗的工作，需要從事前和事后兩個不同的層次入手。事前做好規(guī)劃，事后做好應(yīng)對措施，方能做好工作，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.4噴淋層數(shù)量

噴淋層的設(shè)計首先是滿足脫硫效率的要求。目前，設(shè)計脫硫效率一般要求不小于95%，噴淋層一般配置為 3～5層，噴淋層的數(shù)量直接影響吸收塔循環(huán)泵的設(shè)計參數(shù)。噴淋層設(shè)計時，在保證脫硫效率和液氣比的情況下，較少的噴淋層數(shù)可節(jié)約基建投資，減少系統(tǒng)阻力，降低額定負(fù)荷下的運(yùn)行費(fèi)用，但對系統(tǒng)負(fù)荷變化的適應(yīng)性稍差;較多的噴淋層會適當(dāng)增加基建投資，增加系統(tǒng)阻力，增加額定負(fù)荷下的運(yùn)行費(fèi)用，但對系統(tǒng)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較好。

結(jié)語

要想實現(xiàn)火電廠脫硫的節(jié)能，必須采取一系列措施，從而真正做到防止火電廠發(fā)電造成環(huán)境污染問題，并實現(xiàn)火電廠的節(jié)能環(huán)保，走可持續(xù)發(fā)展道路。

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