火電機組煙氣脫硫系統的節能優化初探

史小宇

摘 要：我國社會正在建設環境友好型社會，同時提倡是資源節約。因此，火電機組節能降耗受到人們越來越廣泛的關注。而耗能較高的火電機組煙氣脫硫系統節能優化問題成為了人們新的關注點，基于此，本分主要探索的是如何實現火電機組煙氣脫硫系統的節能優化。

關鍵詞：火電機組；煙氣脫硫系統；節能優化

引言

現階段，我國火力發電領域的煙氣脫硫手段并不是很多，通常會使用石灰石-石膏濕法進行煙氣脫硫。這種方法是一種強制氧化脫硫工藝。但是這種煙氣脫硫技術的能耗非常高，使火電廠供電效率下降。與此同時，煤炭資源的消耗會逐漸上升，因此，要找到火電煙氣脫硫系統的優化路徑，彌補石灰石-石膏脫硫工藝的不足。

一、火電機組煙氣脫硫系統主要能耗設備

火電機組煙氣脫硫系統是一個環保設備，所以這個設備會具有一定的環保功能，同時這個設備也是一個耗能系統，在這個系統中主要含有三個耗能設備，一個設備是漿液循環泵，一個設備是增壓風機，還有一個設備是氧化風機。在火電機組脫硫系統中，還存在很多子系統，不同子系統在很多層面都會有所差別，其中在運行方式層面和耗能層面的差異很大[1]。子系統主要由三種不同的系統構成，一個系統是二氧化硫吸收子系統，一個系統是供給子系統，還有一個系統是煙氣子系統。對于大型燃煤電廠來說，它的火電機組脫硫系統耗能是比較高的，占整個電廠的總發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使用比較廣泛一些，而且使用的時間也比較長，經過不斷地改進，這種技術已經趨于完善。石膏法脫硫技術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的煙氣結合，并且取得一定的成效，則需要將石灰石與水結合成液態，而石灰石與水和煙氣中的二氧化硫會發生化學反應，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣放置一段時間之后會形成二水石膏，然后通過除霧器將干擾物質排除，之后進行脫硫，在脫硫之后進行加熱，這樣煙氣職工的霧滴就會變成氣體通過煙囪排出。

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

（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，它會與濃度并不是很高的硫煤煙氣中的二氧化硫發生化學反應，進行這種化學反應的場所是吸收塔內，需要注意的是吸收塔內需要是干燥的，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液態，脫硫之后的產物是干態，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點，第一，在操作上比較簡單；第二，系統相對簡單一些；第三，這種方法的運行風險比較低；第四，造價并不高；第五，這種脫硫方法消耗的能源比較少，而且脫硫產物是干粉狀態，整個脫硫過程中并不會有廢水排放。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在石灰作為吸收劑在干燥塔內發生一定的化學反應之后，會在塔的內壁上形成污垢，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會產生大量的脫硫灰渣，而且這些脫硫灰渣幾乎沒有什么利用價值，再利用的幾率微乎其微，同時還需要將這些脫硫灰渣及時處理，否則會造成一定的環境污染。

煙氣循環流化床法脫硫。循環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。這種方法的技術基礎是循環流化床，通過使用吸收劑與煙氣接觸進行脫硫，而且吸收劑要多次循環使用，增加與煙的接觸時間，提高脫硫效率。煙氣循環流化床法脫硫的優點是，吸收劑吸收煙的能力有所加強，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組[2]。

干法脫硫工藝。在20世紀末期，興起了干法脫硫工藝，這種工藝的投資數額相當低，造價同樣非常低，系統簡單容易進行操作，所以這種方法逐漸成為了主要的脫硫工藝。這種方法基礎的操作是在尾部增濕，在鍋爐內噴鈣和設置尾部增濕裝置，盡可能提高脫硫效率。

三、火電機組煙氣脫硫系統節能優化策略

（一）節約設備運行電耗

脫硫系統的電能消耗在所有發電機組中占有百分之一以上，在煙氣脫硫系統中，消耗電能的設備有以下幾種，一種設備是漿液循環泵，一種設備是氧化風機，還有一種設備是真空泵。這些設備的功率都很高，所以要降低這些設備的用電量，節約設備電耗。

新建的發電機通常不會使用增壓風機，所以將已經投入使用的增壓風機的600 MW 機組進行改造，降低增壓風機的用電。

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

降低真空泵運行電耗主要措施就是優化脫水系統，通過改造脫水系統，簡化系統結構，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，降低煙氣系統阻力

所謂的有效措施包含以下幾種情況，第一，根據具體情況設計管線；第二，要控制煙道彎頭的數量；第三，使用管道的長度不能過長，當然也不能過短；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機的用電量，同時還可以降低風機的系統阻力，這樣會使煙道的橫截面減少煙氣流動，達到煙氣脫硫系統的節能優化效果[3]。

（三）節約用水

在火電機組進行脫硫時，在脫硫過程中會產生水蒸氣，如果火電機組設備不夠先進，則會導致大量水被蒸發，水浪費比較多。所以將火電機組設備進行一定的改變會節約水資源，通常情況下，可以加裝煙氣換熱器，也可以將冷凝液進行回收，同時將冷卻水和沖洗水進行回收利用。節約用水不僅要從技術層面改進，而且還要將設備中的水進行循環利用，在吸收塔內也要循環利用水資源，避免浪費，從而實現火電機組煙氣脫硫系統節能優化。

結束語

綜上所述，火電機組煙氣脫硫系統節能優化并不是非常容易，大多數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組煙氣脫硫的污染物排放，人們還要加強對火電機組煙氣脫硫系統節能優化策略的研究，研究出更多節約能源的措施，盡可能降低火電機組設備的能耗。火電機組煙氣脫硫系統的節能優化運行對保護環境起到非常積極的作用，同時在降低能耗方面起到積極的影響。

參考文獻

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

[2]趙羽.火電機組煙氣脫硫系統的節能優化運行[J].技術創新，2018，（11）：164-165.

[3]王永生.火電機組煙氣脫硫系統的節能優化[J].工藝與設備，2018，（12）：115-116.