當前形勢下電廠環保設施優化改造及節能思路

苗若棟

摘 要：隨著經濟水平不斷提升，環境惡化問題也越來越嚴重，生態環境是我們賴以生存的場所，環境惡化不僅對人們的生產生活產生影響，同時還可能會導致社會倒退。在當前時代背景下，環境保護是社會發展的一個重要任務，電廠生產是經濟建設過程中的重要內容，在電廠生產過程中也要加強對環境保護工作的重視，對電廠環保設施進行優化改造，從而不斷提高電廠生產效率，減少電廠生產對環境帶來的危害和影響。本文對當前形勢下電廠的環保改造以及節能問題進行分析和探討，旨在促進電廠實現可持續發展。

關鍵詞：電廠生產 環境保護 設施優化 節能 脫硫除塵 廢水處理

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）09-0-02

引言

在經濟新常態背景下，經濟增長速度、增長方式和增長動力等都發生了轉變，對環境管理也提出了全新的要求，在新形勢下，大氣污染、水污染、土地污染等，對人們的生產生活帶來了較大影響，當前全世界都在關注各種生態環境問題，為了解決環境污染問題，為人們營造更加良好的生活環境，則必須要加強對環境保護工作的重視，并且對環境保護工作進行監督，確保環境保護任務得到落實，切實改變生態環境，促進社會經濟與生態環境之間的協調發展。在傳統的經濟建設過程中，對經濟效益的關注程度太高，忽視了環境污染問題，尤其是在過去的幾十年中，我國的經濟水平有了很大提升，但是帶來的環境污染問題也越來越嚴重。電廠是電力行業中的主要生產場所，在生產過程中產生的廢液較多，傳統的粗放化管理方式中，有的工人的環保意識不強，直接將廢水排放，或者經過簡單處理之后排放，對環境帶來的污染十分嚴重。當前環境保護已經被提到一個前所未有的高度，逐漸發展成為一項產業，環境保護產業的發展面臨了一些新的機遇，但同時也面臨了很多挑戰，尤其是嚴重的環境污染問題的不斷累積，對環境改善以及污染治理帶來的阻礙很大。對于電廠生產而言，必須要結合當前環境保護要求，針對環境污染問題，對電廠生產過程中的設施設備進行優化，采用節能環保理念，促進電廠生產模式的轉變，促進電廠實現可持續發展。

一、除塵器優化改造

在電廠生產過程中，會產生很多粉塵，如果不能對粉塵進行控制，粉塵直接排入大氣中，會對大氣造成十分嚴重的污染。例如某電廠處于城市郊區，周圍村民向相關部門反映，電廠生產的時候會產生大量的粉塵，導致村民外出不便，而且引發呼吸道疾病，相關部門著手對該電廠進行調查，發現該電廠的生產規模不大，其中的除塵設備比較老舊，依舊采用電除塵、布袋方式，除塵效率低，雖然該電廠的生產規模不大，但是由于對粉塵的處理不及時、不全面、不徹底，因此導致粉塵四處飄散，對周圍居民產生嚴重影響。相關部門責令該電廠必須要進行整改，對除塵設備進行優化，并且定期進行監督管理，對該電廠的除塵效果優化有一定幫助。

在改造過程中，該電廠對電場的高頻電源以及高壓復合脈沖電源進行改造，從而提高了電源的工作效率，使得除塵器的工作效率提升，除塵器工作過程中應該要根據具體的負荷情況、粉塵排放的濃度等參數的變化來進行調解，例如使用節電模式、相鄰機組實施低負荷時穿插進行輸灰等，這種方式可以降低電除塵器、輸灰設備的耗電率，而且提高其工作效率。另外，使用濕式除塵器、電除塵器電灰斗、絕緣箱等也可以達到除塵目的，但是這些方式中的能耗較高，而且設施的損壞率較高。可以借助電廠輔汽聯箱等低級汽源進行蒸汽加熱或者輔以熱風改造，達到節能與除塵的雙重目的。

二、脫硫設備節能優化改造

在電廠生產過程中會產生二氧化硫氣體，這種氣體具有嚴重的危害性，必須要經過有脫硫處理，確保其他沒有危害之后才可以將其排放。某電廠目前使用的脫硫系統氧化風機為羅茨風機， 配套的電機規格為6kV， 采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝，這種脫硫系統以及脫硫工藝的功率大、耗電率較高，而且脫硫的效率不高。該電廠的生產模式正好反應出我國當前電廠生產的總體現象，由于近年來電廠電煤質量下降，因此大多數電廠的摻燒比重也在不斷的升高，為了維持電廠的經濟效益，有的電廠在燃煤種類以及設計上出現問題，而且生產過程中的各種排放物的不達標，對電廠的生產效率產生影響的同時，也影響了生態環境，導致環境污染越來越嚴重。針對節能環保生產要求，電廠必須要進行脫硫設備的改造、節能優化，從而提高脫硫效率。以該電廠為例，在脫硫系統和工藝改造過程中，以節能優化為原則和目標，具體改造方案如下：

1.改造重點

對于石灰石-石膏濕法脫硫設施而言，其改造的重點是吸收塔的吸收和氧化環節，針對該電廠現有的脫硫系統的工作情況可以看出，流速不正常、霧化停留時間不恰當等，都是在脫硫系統中急需解決的問題，而且在電廠的生產過程中，硫分和煙氣量也不斷增加，傳統的吸收塔的液氣較低，霧化區停留時間較短的主要原因是由于生產過程中的煙氣量不斷增大，從而導致吸收塔內的流速較高造成的。因此，在對脫硫系統和脫硫工藝進行改造的時候必須要針對這些問題進行處理，確保脫硫設備能夠正常、穩定運行。對這兩個比較尖銳的問題進行解決之后，還可以考慮經過改造之后脫硫處理的氣體中含硫余量是否滿足要求，是否需要再采用其他的輔助配套設施進行處理，如果其他的輔助設施不能滿足生產要求，也要對其進行改造，從而實現整個脫硫系統的全面優化改造，提高脫硫效率。

2.脫硫設備改造方案

第一，對原來的吸收塔進行提效。石灰石-石膏濕法脫硫工藝的優化改造主要從提高原來的吸收塔的效率著手，對吸收塔中的流速進行合理控制，在科學的范圍內對燃煤硫分的變化情況進行控制，從而確保吸收塔可以正常運行，其排放量要額不會出現不達標的情況，脫硫的效率也能得到提升。另外，還可以在規定的范圍內提升噴淋液氣比，有助于實現增加噴淋層或者是對單層噴淋密度的提高，從而提高脫硫效果。對原吸收塔進行提效，可以通過高原塔漿液槽或采用塔外氧化槽方式對吸收塔中的漿液氧化停留時間進行增加，并且依靠這種方式對增加噴淋量后漿液氧化停留時間不足的問題進行解決。這種改造方案主要是為了節約成本，提高脫硫率，因此要對原來的吸收塔進行保留，如果條件允許，則可以對吸收塔進行改進，設計新的吸收塔，從而提高脫硫效率。endprint

第二，單塔雙循環。該電廠在生產過程中引進了德國諾爾公司發明的雙循環單塔，這種脫硫設備的工作原理是濕法脫硫技術，這種技術可以在一個吸收塔的完整周期中完成對煙氣脫硫，其中脫硫的效率大約為30%-70%，其主要的作用是對亞硫酸鈣的氧化效果進行保證，并且能夠提供豐富的石膏結晶時間，提高石膏的質量，減少水分的蒸發。單塔雙循環系統如圖一所示。

單塔雙循環濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝系統的主要組成部分有煙氣系統、吸收塔、石灰石漿液制備系統、石膏脫水系統、廢水處理系統等。與其他的脫硫工藝相比，除了吸收塔有區別之外，其余的系統組成部分基本相同。從上圖可以看出，當需要處理的煙氣進入吸收塔之后，煙氣首先與下循環噴淋管噴出的漿液進行逆向接觸，漿液經過冷卻、洗滌之后可以對一部分二氧化硫進行脫除，然后經過碗狀集液斗的導流葉片可以進入上吸收區，在上吸收區煙氣可以與上循環噴淋的漿液發生作用，從而使得煙氣中的二氧化硫被徹底清除，經過脫硫處理之后的煙氣清潔程度很高，基本滿足排放要求，將清潔的煙氣經除霧器除去霧滴后，再從吸收塔的上側引出，經過煙囪排出。對煙氣中的二氧化硫進行去除，主要分兩級完成，其中集液斗可以將脫硫區分成上下兩個回路，在集液斗中由于設計了導流板，因此吸收塔中的氣體可以經過集液斗整流，使得氣流的分布更加均勻，氣液接觸良好，減少了傳統的單循環中的死角問題，使得吸收塔的利用效率得到很大程度的提升。

第三，雙塔雙循環改造。雙塔雙循環工藝是在單塔循環技術上改造之后的一種全新技術，雙塔雙循環工藝如圖二所示：

雙塔雙循環工藝系統的連接方式有兩種，一種是串聯，一種是并聯，在電廠運行過程中一般不會采用并聯的方式，因為并聯會使得機組的工作負荷增大，在處理煙氣的時候煙氣分配不均勻，因此對煙氣的處理質量產生影響，所以通常都采用串聯方式，通過一級系統和二級系統分別進行處理，然后再進行匯合。由于該系統中有兩個吸收塔，吸收塔的工作效果不一致，反應條件不相同，其煙霧的排放效率不同，因此對雙塔進行同步控制是該工藝的重點。

從上圖中可以看出，系統中的一級循環中可以對煙氣中的一些雜質進行去除，例如部分二氧化硫、灰塵、HCL、HF等，從而減少這些雜質對二級循環帶來的影響。二級循環是一次更加深入的循環，在雙塔雙循環工藝中，石灰石的流向是先進入二級循環，再進入一級循環，由于存在兩級工藝，所以延長了石灰石的停留時間，尤其是在一級循環中，PH值較低，石灰石的停留時間增長，則可以提高各種顆粒粉塵的溶解速度，降低系統的電能損耗的同時，提高對煙氣的處理效率。

該電廠在脫硫系統的改造過程中，具體的改造方案如下，首先對煙氣系統進行改造，對8號脫硫吸收塔的入口煙道進行改造，對2臺引風機的出口混合煙道膨脹節后至吸收塔入口之間的煙道進行改造，將8號脫硫出口凈煙道進行拆除，并且對煙囪進行封堵，防止氣體溢出，然后將7號脫硫吸收塔的凈煙氣出口至煙囪的煙道進行拓寬改造，在7號與8號吸收塔之間新增了煙道沖洗裝置，防止煙道中的粉塵堆積影響煙道的流量和流速。對吸收塔系統進行改造的時候，對原來的7號與8號脫硫系統吸收塔漿液循環泵泵體及電機進行更換，采用了直聯式循環漿泵，提高了循環泵的工作效率，而且將原來的吸收塔一側的進式攪拌器更換為進口的EKATO產品，原來的一級吸收塔中的脫硫氧化風機依舊保留，對二級吸收塔中的風機進行更換，而且新增中間石膏旋流器。對于吸收劑制備供應系統的改造，主要是從改造石灰石供漿泵的角度出發，經過改造之后的供漿泵采用一運一備的運行方式。

經過改造之后，其處理效率有了很大成都的提升，對8號機組進行檢查，發現經過7天的實驗運行，脫硫效果提升很多，而且運行過程中各個參數都正常。8號機組具體的參數如表一所示：

從上表可以看出，在實驗期間，雙塔雙循環系統的脫硫日平均效率達99.3%以上， 出口凈煙氣SO2平均排放濃度為每立方米22.43mg，比原來生產工藝中的每立方米50mg的標準要低很多。而且在運行過程中石膏含水率均在10%左右，沒有發生因為漿液氧化不足出現石膏腐爛的現象。

三、廢水處理

在電廠生產過程中也會產生各種廢水，對廢水進行處理是節能環保生產理念下電廠的一項重要任務，在電廠生產過程中主要有兩種方式對廢水進行處理。第一，脫硫廢水，當前電廠生產過程中的一些脫硫裝置的使用，產生的廢水比較多，脫硫裝置雖然可以對二氧化硫進行處理，但是廢水問題也不容忽視，由于這些廢水中含有硫，水質比較特殊，不能直接用于電廠生產，更不能將其直接排放，必須要經過處理滿足相應的排放標準之后才可以外排。不同的地區對水質排放標準的要求是不相同的，例如一些重點保護區域的COD、氨氮、BOD5、SS色度和動植物油的排放濃度限值為 50mg/L、5mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30倍和3 mg/L。因此，在電廠生產過程中，經過處理之后的脫硫廢水，也必須要滿足相應的排放標準。對于電廠常用的濕法煙氣脫硫技術而言，一般應控制氯離子含量小于20000mg/L。在電廠脫硫處理過程中產生的廢水，含有很多微細懸浮物、含鹽量高，而且具有嚴重的腐蝕性，處理難度較大，可以采用中和-沉淀-絮凝等工藝或者電絮凝處理工藝對廢水進行處理，對于電廠中所有的脫硫工藝廢水，都要進行軟化和蒸發結晶處理，并且要預留處理接口，滿足水處理要求。第二，撈渣機沖渣水，在電廠生產過程中，爐渣冷卻會帶走一定的水分，從理論上講，每一噸爐渣冷卻后帶走和蒸發的水分為0.4噸，在生產過程中可以加強對這些水分的循環利用，從而達到節能目標，撈渣機冷（沖）渣水就可以實現循環利用。當前很多電廠生產過程中的冷渣水一般都當做廢水直接排放，損失比較嚴重，而且隨著廢水排放標準的不斷改善，要求越來越高，未來這些冷渣水可能不滿足廢水排放標準，對此要進行改造，可以采用閉式改造方式，經過換熱器或其它降溫方式，采用撈渣機體內冷卻循環，實現對冷渣水的循環利用，確保冷渣水不會外排。

結語

綜上所述，隨著電廠生產規模的不斷擴大，生產過程中帶來的環境問題也越來越多，加強環境污染控制、實現節能生產是電廠發展的方向。在電廠生產過程中要對各種設施進行優化，對系統進行改造，從而不斷提高電廠生產過程中的廢棄物處理水平，防止各種廢棄物直接排放帶來環境污染，而且能夠對廢棄物進行循環利用，實現節能、可持續生產。

參考文獻

[1]王健.當前形勢下電廠環保設施優化改造及節能思路[J].資源節約與環保，2016（04）

[2]魏宏鴿，徐明華，柴磊.雙塔雙循環脫硫系統的運行現狀分析與優化措施探討[J].中國電力，2016（10）endprint