火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化初探

史小宇

摘 要：我國社會(huì)正在建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，同時(shí)提倡是資源節(jié)約。因此，火電機(jī)組節(jié)能降耗受到人們越來越廣泛的關(guān)注。而耗能較高的火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化問題成為了人們新的關(guān)注點(diǎn)，基于此，本分主要探索的是如何實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；煙氣脫硫系統(tǒng)；節(jié)能優(yōu)化

引言

現(xiàn)階段，我國火力發(fā)電領(lǐng)域的煙氣脫硫手段并不是很多，通常會(huì)使用石灰石-石膏濕法進(jìn)行煙氣脫硫。這種方法是一種強(qiáng)制氧化脫硫工藝。但是這種煙氣脫硫技術(shù)的能耗非常高，使火電廠供電效率下降。與此同時(shí)，煤炭資源的消耗會(huì)逐漸上升，因此，要找到火電煙氣脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化路徑，彌補(bǔ)石灰石-石膏脫硫工藝的不足。

一、火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)主要能耗設(shè)備

火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)是一個(gè)環(huán)保設(shè)備，所以這個(gè)設(shè)備會(huì)具有一定的環(huán)保功能，同時(shí)這個(gè)設(shè)備也是一個(gè)耗能系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中主要含有三個(gè)耗能設(shè)備，一個(gè)設(shè)備是漿液循環(huán)泵，一個(gè)設(shè)備是增壓風(fēng)機(jī)，還有一個(gè)設(shè)備是氧化風(fēng)機(jī)。在火電機(jī)組脫硫系統(tǒng)中，還存在很多子系統(tǒng)，不同子系統(tǒng)在很多層面都會(huì)有所差別，其中在運(yùn)行方式層面和耗能層面的差異很大[1]。子系統(tǒng)主要由三種不同的系統(tǒng)構(gòu)成，一個(gè)系統(tǒng)是二氧化硫吸收子系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)是供給子系統(tǒng)，還有一個(gè)系統(tǒng)是煙氣子系統(tǒng)。對于大型燃煤電廠來說，它的火電機(jī)組脫硫系統(tǒng)耗能是比較高的，占整個(gè)電廠的總發(fā)電量的百分之一到百分之二，不同類型的火電廠耗能量是有一定差別的。

二、火電機(jī)組煙氣脫硫工藝

（一）濕法煙氣脫硫工藝

石灰石-石膏法煙氣脫硫。在我國，石膏法煙氣脫硫技術(shù)使用比較廣泛一些，而且使用的時(shí)間也比較長，經(jīng)過不斷地改進(jìn)，這種技術(shù)已經(jīng)趨于完善。石膏法脫硫技術(shù)的原材料主要有兩種，其中一種是石灰石，另一種是石膏。為了能夠讓石灰石與塔內(nèi)的煙氣結(jié)合，并且取得一定的成效，則需要將石灰石與水結(jié)合成液態(tài)，而石灰石與水和煙氣中的二氧化硫會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣放置一段時(shí)間之后會(huì)形成二水石膏，然后通過除霧器將干擾物質(zhì)排除，之后進(jìn)行脫硫，在脫硫之后進(jìn)行加熱，這樣煙氣職工的霧滴就會(huì)變成氣體通過煙囪排出。

雙堿法煙氣脫硫。相比于石灰石-石膏技術(shù)來說，雙堿法煙氣脫硫技術(shù)操作更加簡單方便一些，并且在成本上也比較低，所以這種脫硫技術(shù)會(huì)更受歡迎。雙堿法煙氣脫硫的主要原料只有一種，也就是氫氧化鈉，這種原料的化學(xué)性質(zhì)呈堿性，所以能夠吸收大量物質(zhì)。在具體實(shí)踐操作中，每種物質(zhì)所產(chǎn)生的污垢也是有差別的，最終這些不同的污垢會(huì)造成系統(tǒng)的阻塞，如果系統(tǒng)阻塞不能夠及時(shí)處理，則會(huì)給工廠帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，由于雙減煙氣脫硫法很容易解決系統(tǒng)堵塞問題，所以很多工廠會(huì)使用這種煙氣脫硫技術(shù)。

（二）半干法脫硫工藝

噴霧干燥法煙氣脫硫。石灰漿液被噴成霧狀之后，它會(huì)與濃度并不是很高的硫煤煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行這種化學(xué)反應(yīng)的場所是吸收塔內(nèi)，需要注意的是吸收塔內(nèi)需要是干燥的，這一系列的過程可以簡稱為噴霧干燥法煙氣脫硫。這種脫硫方法使用的吸收劑石灰呈現(xiàn)液態(tài)，脫硫之后的產(chǎn)物是干態(tài)，因此，這種脫硫方法被稱為半干法脫硫工藝。半干法脫硫工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn)，第一，在操作上比較簡單；第二，系統(tǒng)相對簡單一些；第三，這種方法的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)比較低；第四，造價(jià)并不高；第五，這種脫硫方法消耗的能源比較少，而且脫硫產(chǎn)物是干粉狀態(tài)，整個(gè)脫硫過程中并不會(huì)有廢水排放。但是這種脫硫方法的不足也很突出，其中最主要的不足體現(xiàn)在石灰作為吸收劑在干燥塔內(nèi)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)之后，會(huì)在塔的內(nèi)壁上形成污垢，容易使霧化裝置堵塞，從而使霧化裝置受到一定程度的磨損。除此之外，噴霧干燥法脫硫技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫灰渣，而且這些脫硫灰渣幾乎沒有什么利用價(jià)值，再利用的幾率微乎其微，同時(shí)還需要將這些脫硫灰渣及時(shí)處理，否則會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

煙氣循環(huán)流化床法脫硫。循環(huán)流化床法脫硫也是一種半干法脫硫工藝，這種工藝是由德國魯奇公司所開發(fā)。這種方法的技術(shù)基礎(chǔ)是循環(huán)流化床，通過使用吸收劑與煙氣接觸進(jìn)行脫硫，而且吸收劑要多次循環(huán)使用，增加與煙的接觸時(shí)間，提高脫硫效率。煙氣循環(huán)流化床法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是，吸收劑吸收煙的能力有所加強(qiáng)，而且并不需要太大的占地面積，這種方法比較適用于比較老舊的火電機(jī)組[2]。

干法脫硫工藝。在20世紀(jì)末期，興起了干法脫硫工藝，這種工藝的投資數(shù)額相當(dāng)?shù)?，造價(jià)同樣非常低，系統(tǒng)簡單容易進(jìn)行操作，所以這種方法逐漸成為了主要的脫硫工藝。這種方法基礎(chǔ)的操作是在尾部增濕，在鍋爐內(nèi)噴鈣和設(shè)置尾部增濕裝置，盡可能提高脫硫效率。

三、火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略

（一）節(jié)約設(shè)備運(yùn)行電耗

脫硫系統(tǒng)的電能消耗在所有發(fā)電機(jī)組中占有百分之一以上，在煙氣脫硫系統(tǒng)中，消耗電能的設(shè)備有以下幾種，一種設(shè)備是漿液循環(huán)泵，一種設(shè)備是氧化風(fēng)機(jī)，還有一種設(shè)備是真空泵。這些設(shè)備的功率都很高，所以要降低這些設(shè)備的用電量，節(jié)約設(shè)備電耗。

新建的發(fā)電機(jī)通常不會(huì)使用增壓風(fēng)機(jī)，所以將已經(jīng)投入使用的增壓風(fēng)機(jī)的600 MW 機(jī)組進(jìn)行改造，降低增壓風(fēng)機(jī)的用電。

降低漿液循環(huán)泵的用電相對容易一些，通常情況下會(huì)減少漿液循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)，優(yōu)化脫硫系統(tǒng)的鈣硫比，從而降低漿液循環(huán)泵的運(yùn)行電耗。但需要注意的是，改進(jìn)措施不能影響二氧化硫的排放濃度，液氣比也不能被改變。

降低真空泵運(yùn)行電耗主要措施就是優(yōu)化脫水系統(tǒng)，通過改造脫水系統(tǒng)，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低真空泵的工作量，從而降低真空泵用電。

（二）采取有效措施，降低煙氣系統(tǒng)阻力

所謂的有效措施包含以下幾種情況，第一，根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)管線；第二，要控制煙道彎頭的數(shù)量；第三，使用管道的長度不能過長，當(dāng)然也不能過短；第四，改變原有的煙道形狀，最好將其改造成圓形煙道形狀。以上這些措施不僅可以降低風(fēng)機(jī)的用電量，同時(shí)還可以降低風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)阻力，這樣會(huì)使煙道的橫截面減少煙氣流動(dòng)，達(dá)到煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化效果[3]。

（三）節(jié)約用水

在火電機(jī)組進(jìn)行脫硫時(shí)，在脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，如果火電機(jī)組設(shè)備不夠先進(jìn)，則會(huì)導(dǎo)致大量水被蒸發(fā)，水浪費(fèi)比較多。所以將火電機(jī)組設(shè)備進(jìn)行一定的改變會(huì)節(jié)約水資源，通常情況下，可以加裝煙氣換熱器，也可以將冷凝液進(jìn)行回收，同時(shí)將冷卻水和沖洗水進(jìn)行回收利用。節(jié)約用水不僅要從技術(shù)層面改進(jìn)，而且還要將設(shè)備中的水進(jìn)行循環(huán)利用，在吸收塔內(nèi)也要循環(huán)利用水資源，避免浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化。

結(jié)束語

綜上所述，火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化并不是非常容易，大多數(shù)措施的最終目的是為了降低電能的消耗，為了能夠降低火電機(jī)組煙氣脫硫的污染物排放，人們還要加強(qiáng)對火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略的研究，研究出更多節(jié)約能源的措施，盡可能降低火電機(jī)組設(shè)備的能耗。火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行對保護(hù)環(huán)境起到非常積極的作用，同時(shí)在降低能耗方面起到積極的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]李興華，趙彩虹，牛擁軍，等.燃煤火電機(jī)組無煙氣旁路脫硫系統(tǒng)運(yùn)行及改造方案研究[J].中國電力，2014，（10）：134-136.

[2]趙羽.火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行[J].技術(shù)創(chuàng)新，2018，（11）：164-165.

[3]王永生.火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化[J].工藝與設(shè)備，2018，（12）：115-116.