浅谈火电厂脱硫系统节能降耗的重要性及措施

浅谈火电厂脱硫系统节能降耗的重要性及措施

张嘉伟

河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北省唐山市， 063611

摘要：随着时代的进步、科技的发展，人们对生活品质的要求越来越高。但在这样高质量生活品质的背后，是对社会能源的持续消耗，也是对自然环境的破坏。矿物资源、水资源等资源都是不可再生资源，所以我们在建设祖国、美化世界、消耗这些资源的同时，尽可能节能降耗，降低对这些不可再生资源的耗用。本文对火电厂脱硫系统节能降耗的重要性做出分析，并且对火电厂脱硫系统节能降耗的措施进行研究，力求更好地节约不可再生资源，达到节能降耗的目的。

关键词：火电厂；脱硫系统；节能降耗；重要性；措施

 1火电厂脱硫技术的概述

我国的火电厂脱硫技术起步较晚，因此总体上而言还缺乏自主创新性。火电厂脱硫主要分为三个阶段：燃烧前的脱硫；燃烧中的脱硫；燃烧后的脱硫。燃烧前的脱硫主要是指对所用的煤炭进行脱硫处理，目前采用的主要方法有化学法、物理法和微生物法，燃烧前脱硫工作的质量将对后续的工作产生巨大的影响。燃烧中的脱硫作为整个脱硫工艺的中间环节，也具有重要的作用。该阶段运用的最主要的方法为流化床燃烧脱硫，该方法通过在流化床中添加固硫剂、提高通风条件等方式来提高燃烧效率，从而能够有效地减少SO₂排放量，其具有成本低、效率高的优点。燃烧后的脱硫主要是在烟气排放之前对燃烧中已经形成的SO₂进行处理，烟气侧脱硫有干法、半干法和湿法等多种方式，此外，还有一部分沿海的发电站在使用海水脱硫的方法，该方式主要是运用海水的碱性来吸收SO₂，该方法最大的优点是成本低，但是由于受到地域的严重限制，其难以得到推广[1]。

2火电厂脱硫系统节能降耗的重要性

目前，火电厂烟气脱硫技术主要有湿法和干法两类。其中，湿法使用的脱硫剂主要有石灰石、钠碱、氧化镁，对烟气的吸收效率较高，脱硫反应速度快，因此应用较为普遍。但湿法烟气脱硫技术通常存在设备腐蚀严重、维护费用高以及二次污染问题，因此对脱硫设备材质要求较高，需要做好设备防腐工作。干法是将吸收剂投放入SO₂发生器当中，充分反应后实现脱硫的目的。近年来，WSA-SNOx方法从湿式脱硫技术中脱颖而出。该方法中，烟气首先经过SCR反应器，NOx在催化剂作用下被氨气还原为N₂，随后烟气进入改质器中，SO₂在此被固相催化剂氧化为SO₃,SO₃经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。该技术比传统的湿法脱硫技术更优，不仅效率高，而且工艺过程不产生废水，减少了废水处理负担，有着光明的发展前景。另外，在湿法工艺中，氯酸氧化法也是一种效果较好的方法。其原理是通过氯酸这一强氧化剂去除烟气中的硫氧化物和氮氧化物。干法脱硫技术工艺相对简单，但是脱硫效果较差，废渣利用率较低。近年来各种提高干法脱硫效率的技术不断涌现，比如电子束照射技术、脉冲电晕等离子体技术等等[2]。电子束照射技术是在烟气进入反应器之前先加入NH₃，然后利用电子加速器来产生电子束，在烟气被电子束照射之后，烟气中的水蒸气和O₂能够被瞬间激发产生大量的自由基，这些自由基有较强的氧化能力，因此可以和烟气当中的SO₂发生反应，生成硫酸。反应器中的NH₃和硫酸生成硫酸铵，实现脱硫的目的，不仅脱硫效率得到提高，同时副产物可以再次利用，被用于制造化肥、作为工业生产原料等。该技术对电子发射装置要求较高，需要对电子辐射进行屏蔽。脉冲电晕等离子体技术是电子束照射技术的升级版，主要利用脉冲高压电源在反应器汇总形成等离子体，继而产生高能量电子，代替电子加速装置。

3火电厂脱硫系统节能降耗策略探讨

烟气脱硫技术的分类有很多种，主要分为湿法脱硫和干法脱硫。目前湿法脱硫运用最为普遍，技术原理也大同小异，就是利用碱性溶液吸收酸性气体二氧化硫达到降低含硫化物的排放。石灰石-石膏湿法脱硫技术利用最为成熟，脱硫效率可以达到95%以上。

某厂脱硫系统包括1台预洗塔，1台吸收塔以及1套烟道，预洗塔和吸收塔均为逆流喷淋空塔，采用双塔串联方式。预洗塔配备3台浆液循环泵，吸收塔配备4台浆液循环泵，均采用单元制运行方式，每一台循环泵对应一个喷淋层。循环泵将塔内的石灰石浆液从下部浆液池打到喷淋层，经过喷嘴喷淋，形成颗粒细小、反应活性很高的雾化液滴。热烟气自锅炉引风机出来，先后进入预洗塔和吸收塔，自下而上流动与喷淋层喷射向下的石灰石浆液滴发生反应，洗涤SO₂等有害气体，并最终将SO₂转化成石膏（CaSO₄•2H₂O）[3] 。

喷淋层采用实心锥形螺旋式喷嘴，该种喷嘴可使喷出的浆液形成一系列连续的螺旋形雾化区域，覆盖均匀，雾化效果好，并提高了浆液的喷淋速率。经过净化处理的烟气流经管束式除雾器，在此处将烟气携带的浆液微滴除去。从烟气中分离出来的小液滴慢慢凝聚成比较大的液滴，然后沿除雾器叶片的下部往下滑落，直到浆液池。经洗涤和净化的烟气流出吸收塔，最终经净烟道排入烟囱。

3.1烟气系统

因场地较小等原因火电厂脱硫系统往往存在烟道流场不均匀的缺陷，脱硫烟道多存在涡流、偏流、回流等现象，不仅增大烟气阻力，还使烟道内积灰积石膏。因此需要安装导流板对烟道流场进行优化调整，减小烟气阻力，提升脱硫系统的经济性与安全性[4]。

        3.2浆液循环泵系统

火电厂工作人员应通过定期调整浆液循环泵的运行方式，优化脱硫系统的脱硫效率、经济性能，但是需要避免频繁调节，这是因为频繁调节不仅无法达到节能的目的，还会缩短系统的使用寿命。

浆液循环泵系统的常见故障主要有叶轮磨损和汽蚀，所以为保证浆液循环泵安全经济运行，应采取相应的措施，主要有以下几个：首先，浆液循环泵叶轮长期被浆液冲刷易磨损，需要定期更换浆液循环泵的叶轮，保证泵的出力；其次，加强对浆液循环泵滤网的检查，降低滤网堵塞发生的几率；最后，对于停止运行的浆液循环泵，工作人员应及时对其进行冲洗，当浆液循环泵处于运行状态时，则需要以实际情况为依据，不断调整浆液酸碱性、吸收塔液位等参数。

3.3吸收塔喷淋层及除雾器

喷淋层是否完好直接影响着脱硫系统的效率，每次机组检修都要对吸收塔的喷淋层进行彻底检查清理，焊补破损的大梁、喷淋层管道，疏通、重新安装喷嘴。

机组长期运行期间，如果除雾器水冲洗效果不佳、石灰石浆液或石膏浆液品质不佳，都容易引起除雾器堵塞。除雾器堵塞轻则增加系统阻力和电耗，重则造成除雾器塌陷等设备损坏事故，因此每次机组检修都需要对除雾器进行高压水冲洗[5] 。

4结束语：

总而言之，火电厂的脱硫系统作为有效实现节能降耗的工艺之一，其对整体的节能降耗起到了一定的推动作用。在进行脱硫技术实施的过程中，一定要追求科学合理，保证整个操作的合理化、规范化以及科学化。脱硫系统的广泛应用，使环保和节能的技术得到了有效的优化和改进，并推动了各种节能技术的发展，并且使节能降耗的效果越发显著，值得大范围推广应用。

参考文献：

[1]白琴.浅谈火电厂脱硫系统节能降耗的重要性及措施[J].中小企业管理与科技,2019,(20):44-45.

[2]徐惠.石灰石湿法脱硫系统节能降耗优化运行[J].科学中国人,2017,0(6Z).

[3] 王巍 . 新时期火电厂脱硫技术与环保措施研究 [J]. 中国资源综合利用 ,2017,35(12):110-112.

[4] 张正强 . 火电厂脱硫技术应用现状分析 [J]. 低碳世界 ,2017(35):144-145.

[5] 吴峰 . 火电厂脱硫脱硝环保设备改造后的控制优化探讨 [J]. 现代工业经济和信息化 ,2017,7(20):34-36.