火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行分析

摘要：火电厂作为传统能源供给的重要组成部分，在使用化石燃料过程中，不仅会造成大量能源的不必要损耗，还排放了大量的温室气体和污染物，为生态环境带来了巨大压力。因此，如何有效提高火电厂热效率，减少资源浪费，已成为当前研究的热点。脱硫系统设备运行耗电量较大，占厂用电比例高，因此在保证脱硫效率的前提下降低脱硫系统运行电耗，是燃煤电厂完成节能目标的措施之一。本文对燃煤电厂脱硫系统在稳定、节能地运行方面存在的问题进行了分析并提出解决对策，以期达到良好的社会效益和经济效益。

关键词：火电厂；烟气；脱硫；节能

引言

随着工业化进程的加快，电力需求不断增加，电厂锅炉成为能源供应的主要来源之一。然而，电厂锅炉在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）及颗粒物（PM），这些污染物对环境和人体健康造成严重威胁。近年来，全球各国相继出台了严格的环保法规，对电厂烟气排放提出了更高要求。脱硫系统设备运行耗电量较大，占厂用电比例高，因此在保证脱硫效率的前提下降低脱硫系统运行电耗，是燃煤电厂达到节能降耗目标的一项重要工作。

1锅炉脱硫脱硝系统概述

随着工业化进程的推进和环保意识的增强，锅炉烟气排放中的污染物控制成为各界关注的焦点。锅炉脱硫脱硝系统作为烟气净化的重要组成部分，起到了至关重要的作用。该系统主要针对烟气中的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）进行有效的去除和减少，以达到环保排放标准。锅炉脱硫系统是专门用于去除烟气中二氧化硫的装置。二氧化硫是燃烧含硫燃料，如煤、石油等，所产生的主要污染物之一。过量的二氧化硫排放不仅会导致酸雨，还会对人体健康和生态环境造成严重危害。为此，脱硫技术的应用变得尤为重要。目前，常见的锅炉脱硫技术包括湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫。脱硝系统则是用于减少氮氧化物排放的装置。氮氧化物是燃料在高温燃烧过程中产生的另一类主要污染物，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。过量的氮氧化物排放不仅会导致光化学烟雾，还会对呼吸系统造成危害。常见的脱硝技术主要有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。

2火电厂节能减排的必要性

对火电厂实施合理的节能减排技术的必要性主要表现在以下方面。（1）通过节能减排技术的合理改造，可进一步提升火电厂运行中的能源利用率，减少能源浪费问题，以减轻当今社会能源负担。（2）在节能减排技术支持下，火电厂机组运行效率将得以显著提升，可为火电厂节约更多的运行成本，提升其经济效益。（3）良好的节能减排技术可使火电厂能源燃烧更彻底，有效降低火电厂机组运行中的有毒有害污染物排放量，减少环境污染。（4）有效的节能减排技术可使火电厂的科学发展观得以有效落实，以满足其可持续发展需求，提升其核心竞争力。由此可见，节能减排技术在现代火电厂运营及其发展中非常必要。因此，研究者应结合实际情况，采取合理的措施对其节能技术加以改造。

3火电厂烟气脱硫节能减排与优化运行

3.1合理使用脱硫增效剂，提高脱硫浆液活性

己二酸是一种有机弱酸，被作为脱硫增效剂广泛应用于脱硫系统。有机弱酸具有缓冲浆液pH值的作用，抑制气液界面上由于二氧化硫的溶解而导致的pH值降低，使液面处的二氧化硫浓度提高，加速液相传质，大大提高石灰石粉的反应活性，提高脱硫效率。另外，己二酸可稳定浆液酸度，减少系统结垢。一般添加浓度为400×10-6，可降低厂用电率0.1%～0.2%。

3.2加强石灰石粉质量监督，提高脱硫剂品质

石灰石粉的纯度、细度及反应活性对脱硫效率至关重要。采用变化石灰石粉车取样时间、不定期增加取样频次、粉仓直接取样、加装取样高清摄像等措施，从根本上解决石粉取样、化验失真问题，有效提升石粉合格率。

3.3提高浆液循环泵检修工艺，确保运行效率

为保证浆液循环泵的运行效率，等级检修期间解体浆液循环泵，对浆液循环泵的叶轮、蜗壳进行表面防磨处理，精准测量和调整口环间隙，提高浆液循环泵运行效率。例如2020年#1机组维修后，一号脱硫系统浆液循环泵运行单耗降低0.20%左右。采取上述措施并合理利用除雾器冲洗对二氧化硫的吸收作用，辅以浆液循环泵电耗指标竞赛，优化浆液循环泵配比方式，可有效降低脱硫系统运行单耗。

3.4加强浆液品质管控，防止异常结晶

浆液品质关键参数为浆液密度、pH值、氯离子含量等，任何一项参数均会影响石膏结晶形态，如何防止石膏异常结晶是保障脱硫系统安全稳定运行最重要因素。试验表明，浆液密度偏高易造成石膏晶体异常、系统磨损加剧，浆液密度过低或造成石膏脱水系统真空高和缓冲效果降低无法应对大幅度负荷变化，所以一般控制在1120～1130mg/L较为合适。浆液pH值过高会增加系统结垢和石粉流失，过低会降低脱硫效率，目前一般保持浆液pH值5.0～5.4较为合适。浆液中的高氯离子质量分数不仅增加浆液的腐蚀性，影响废水排放量和材料选择，而且可能影响石灰石的溶解度，从而影响脱硫效率。一般脱硫系统设计浆液氯离子浓度小于2000mg/L，为保证脱硫系统安全稳定运行，应根据浆液氯离子含量调整废水排放量。为加大脱硫废水排放量，将部分一级旋流器溢流浆液引入事故浆液箱，经过2天左右沉降上部清水排入废水处理系统。试验证明，每七天可完成注浆、沉降、排放工作，增加大约350t废水，平均每天增加50t废水排放量。另外，在保证石膏品质的情况下，降低旋流器运行压力，降低旋流器底流密度，也可以增加废水排放量。该电厂旋流器额定压力135kPa，降低至100kPa左右运行，底流密度由1500mg/L降低至1300mg/L，每小时可增加2～4t废水排放量。在实际运行中，根据实际需要采取以上一种或两种增加废水排量的方法，可取得良好实用效果。

3.5加装增效环和湍流器，防止烟气偏流

针对烟气流速过快带来的烟气短路、偏流问题，2017年某脱硫系统超净改造期间，脱硫吸收塔内加装增效环和湍流器，提高烟气在吸收塔内的扰动和停留时间，烟气流速越快其扰动的效果越好，烟气脱硫效率越高，也减少了烟气偏流和短路风险。改造后，除雾器冲洗对净烟气二氧化硫排放浓度变化量小于5mg/m3。运行中，统计脱硫系统各除雾器冲洗阀门开启期间，净烟气二氧化硫浓度变化值，由此判断湍流器是否有开裂、掉落等缺陷，指导排定检修计划。

3.6适量添加聚醚消泡剂，抑制浆液起泡

脱硫系统工作原理为石灰石粉与二氧化硫反应产生二氧化碳气体，同时产生亚硫酸钙，亚硫酸钙再经强制通入的空气强制氧化成石膏。这两个正常反应流程中，均有气体产生，最终以气泡的形态从浆液中释放出来。如果脱硫系统吸收和洗涤烟尘较多或者因劣质煤掺烧，使得浆液中释放的气泡不容易破裂形成泡沫，运行中表现为吸收塔虚假液位、浆液返流至原烟道、吸收塔溢流、浆液循环泵振动、脱硫效率下降等。

结束语

脱硫系统的良好、经济、节能运行是燃煤电厂完成环保法定义务、实现节能减排的一项极其重要的工作。在脱硫运行中，不仅要保证一定的脱硫效率和较高的投用率，也要使脱硫系统在运行时尽量少耗厂用电，通过对脱硫系统的设备优化和运行调整优化，加强对设备运行过程中精细管理，最大限度提高脱硫系统运行的稳定性，并减少系统运行的能耗，为企业创造良好的社会效益和经济效益。

参考文献

［1］姜维才，刘涛，董月红，等.火电厂环保设施纳入主设备管理的探讨［J］.电力科技与环保，2016，32（4）：19-21.

［2］赵志忠，赵伟，吴炳坤，等.脱硫运行优化系统在大龙电厂的应用［J］.数字技术与应用，2022，40（6）：130-132.

［3］赵红星.提高自动化设备可靠性的智能控制系统的研究［J］.现代工业经济和信息化，2022，12（4）：104-106.