火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行

引言：

煤炭占据我国能源消费中的主要地位，是大气二氧化硫污染的源头。发电厂是煤炭消耗的主体，二氧化硫排放控制是治理我国大气污染的重中之重 [1]。当前，国内燃煤电厂已大规模实施了超低排放的技术升级改造。但受不同机组采用技术路线、实际运行工况条件、部分系统设计冗余度过高等因素影响，超低排放环保设施在实际运行中逐渐产生了一系列问题，如系统整体运行能耗居高不下、关键设备的运行可靠性不足、二氧化硫排放浓度偶尔出现波动性超标等。以上问题不仅提升了运营成本，也对持续稳定满足严格的环保标准带来了影响。因此，在硬件改造基本完成的基础上，优化脱硫系统运行，是提升电厂运行稳定性、经济性的主要手段。

1 火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行概述

火电厂烟气脱硫的目标是脱除燃煤烟气中的二氧化硫 (S0₂) ），节能减排优化运行的目标是在保证脱硫效率 >95% 的前提下，对脱硫系统进行系统性升级，旨在降低其自身运行过程中的能源消耗、资源消耗、间接或直接的温室气体与污染物排放。优化后，能够大幅削减了 S0₂ 排放，遏制酸雨、雾霾、硫酸盐气溶胶形成，保护生态环境、公众健康，还降低了脱硫系统自身的“碳足迹”与资源消耗，响应国家“双碳”战略目标，减少了发电煤耗及对应的 S0₂ 、 NOx 和粉尘排放，具有重要意义。

2 火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行措施

某发电厂脱硫系统循环泵能耗异常升高，改造后设备数量增多且单体功率增大，劣质浆液降低了脱硫化学反应效率，使循环泵延长运行时间，加剧了电耗负担。采用提升浆液自身的化学反应活性、改进浆液循环泵的检修工艺标准流程、强化脱硫浆液品质管理等方法，能够提升脱硫效率，间接降低为达到同等效率所需的泵送能耗。

2.1 提高脱硫浆液活性

在湿法脱硫系统中，应用脱硫增效剂能够提升浆液反应效能。如采用有机弱酸己二酸增效剂，能够增强脱硫过程的化学活性。其具有弱酸特性，能够起到对浆液体系 pH 值发挥的缓冲调控作用，中和气液界面区域因 S0₂ 快速溶解产生的局部酸化现象，维持界面处相对较高的 pH 环境，提升溶解界面处的 S0₂ 浓度，加速了 S0₂ 从气相向液相的传质扩散速率。该过程本质上活化了浆液中的石灰石粉颗粒，使其表面反应活性大幅增强，强力推动石灰石溶解、硫酸盐化反应过程。己二酸能够稳定浆液的酸碱度环境，抑制系统内石膏等物质在设备表面的沉积倾向，降低关键部件结垢堵塞的风险。在经济效益方面，实践表明，将己二酸在浆液中的浓度科学控制在约 400 ppm 的水平，能可靠地实现降低系统综合厂用电率0.1% 至 0.2% 的节能效果。

2.2 提高浆液循环泵检修工艺, 确保运行效率

为提升浆液循环泵的运行效率，降低脱硫系统整体能耗，实施综合性的维护管理策略。在设备等级检修期间，解体维护浆液循环泵，对叶轮、蜗壳等过流部件实施表面防磨强化处理，延长其在高磨损浆液环境中的使用寿命；对泵的关键配合间隙进行测量调整，减少内部泄漏损失 [2]。如某电厂在 2020 年对其 3 号机组实施 C 级检修并执行上述维护后，对应脱硫系统的浆液循环泵运行单耗成功降低了约 0.20% 。运行管理优化方面，应科学利用除雾器冲洗程序，保证除雾器功能，发挥其辅助吸收 S0₂ 能力，减轻主脱硫区的负担；在保证脱硫效率达标的前提下，优化不同容量循环泵的启停组合、负荷分配，优化能耗配置。

2.3 加强浆液品质管控, 防止异常结晶

维持脱硫浆液参数在最优区间，能够防止石膏结晶异常、保障系统安全稳定运行。浆液密度控制标高超出 1120mg/L ，易导致晶体畸变；低于 1080mg/L ，会削弱系统缓冲能力，应将密度维持在 1080-1120mg/L 范围。浆液 pH 值超过5.4，会导致结垢并增加石灰石损耗；低于 5.0 会降低脱硫效率，最佳 pH 区间为 5.0-5.4。氯离子浓度方面，浓度超过 20000mg/L 会加剧腐蚀风险，也会抑制石灰石溶解活性，须根据其实际浓度调整废水排放量。为加大废水排放，可实施两种策略。第一种是将部分一级旋流器溢流浆液导入事故浆液箱，经约两天沉降分离后，其上清液排入废水处理系统；此方法周期约七天，可额外增加约350t 废水排放；第二种是在保证石膏品质前提下，适度降低旋流器运行压力，如某电厂从额定 135kPa 降至 100kPa 左右，可降低底流密度，从 1500mg/L 降至 1300mg/L) ）提升废水流量，每小时可增加 2-4t。实际运行中，根据系统状态需求，选用、组合上述两种增量方法，均可提升废水排放能力，优化浆液品质控制效果。

结语：火电厂烟气脱硫系统的节能减排采用化学增效、设备维护、浆液管控等方式，使系统综合电耗下降 0.3%-0.4% ，降低旋流器压力抑制了结垢、腐蚀风险，提升了脱硫废水处理效率。本文提出的优化方案在降低能耗、削减S0₂ 排放、延长设备寿命方面效果较好，但需结合电厂具体工况调整参数阈值。未来可进一步开发浆液监测系统、集成自适应控制算法，动态优化脱硫系统运行参数，推动火电行业脱硫技术向低碳化、智能化方向升级。

参考文献：

[1] 陈宝荣 , 陈新梅 . 火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行分析 [J]. 能源研究与利用 ,2024,(06):49-52.

[2] 武作民 . 火电厂烟气脱硫脱硝技术的节能环保问题研究 [J]. 电力设备管理 ,2020,(12):113-115.