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摘要:火力发电厂通常以燃煤为主,因此,电力工业不仅是耗能大户而且电厂烟气中的二氧化硫占比也非常高。为了达到节能减排的效果,火力发电厂通常采用各种脱硫技术来实现。本文以石灰石湿法脱硫技术为主,深入分析了该脱硫技术,并总结了一些优化石灰石湿法脱硫技术运行的相关策略,既能节约成本,又能提高脱硫效果。
关键词:火力发电厂;运行优化;节能降耗
引言
在实际应用中,有很多烟气脱硫技术可供发电厂选择,其中湿法脱硫最为常见。因为,该技术所使用的原料料是石灰石,得来容易且成本较低。由于电源结构主要以燃煤为主,在燃烧过程中会释放大量的二氧化硫。为实现电力生产环保减排,烟气脱硫装置已被广泛应用于各大火力发电厂。因此,本文重点分析石灰石脱硫技术并总结了脱硫装置的相关优化措施,可供参考。
一、石灰石-石膏湿法脱硫技术分析
石灰石湿法脱硫系统主要由石浆制备、吸收、烟气再热、石膏脱水以及废水处理等系统组成。因此,想要优化脱硫系统,必须使各个系统的运行能够充分发挥各自的作用,提升系统的运行匹配度。电除尘过程中,会出现大量烟气,而且这些烟气中的硫化物含量较高。烟气进入吸收塔后与石浆液发生化学反应,由于多余的水分被蒸发,在烟气冷却后,吸收塔内的石灰石就能利用化学反应清除95%以上的硫化物气体,实现脱硫。具体流程图如下:
二、发电厂烟气脱硫系统运行优化
(一)吸收系统优化
由于脱硫过程发生的是化学反应,若PH值太高的话,很容易损伤设备,太低的话会增加石灰石及电力等的成本。因此,浆液循环泵数量与PH值对照都符合相关标准的情况下,才能减少对石灰石的消耗。
若石灰石与锅炉烟气中二氧化硫发生反应的空间太小的化,会导致二氧化硫气体流失。因此,吸收塔液位一定要合理控制,一般情况下,保持在7.3-7.8米。而且石灰石精细度越高,与二氧化硫之间的反应速度越快。但是高精度的石灰石的成本也是很高的,通过实践测试发现:同样都是90%的过筛率,250目的石灰粉比200目石灰粉的脱硫率高0.5%,而且能有效降低石灰石的使用。
(二)GGH优化运行策略
在对机组高负荷阶段进行冲洗时,应避免锅炉吹灰或管道与设备结垢。因此,在FGD装置停止之前,应采用GGH高压水,进行冲洗。等相关装置停止运行之后,应请专业的清洗单位,使用30-40MPa的移动式高压水枪,对设备进行清洗处理,避免GGH压差增加。然后根据不同的运行班别,制定合理的蒸汽吹扫时间。毕竟高压冲洗后,立即进行蒸汽吹扫,有利于GGH高质量运行。在石灰石湿法脱硫过程中中,若想优化GGH的运行,必须做好相关的数据对比分析工作,比如GGH压差、机组负荷以及烟气流量等。
(三)循环泵运行优化
把吸收塔液位保持在高液位范围内运行,能有效避免叶轮被汽蚀。也可以利用相关的试验,选择吸收塔浆液密度的运行区间,或控制吸收剂中二氧化硅的含量,以此避免循环泵被磨损。在日常应用过程中,做好相关的出口压力记录,以便于及时发现并处理循环泵被磨损等问题。当循环泵出口压力偏大时,应检查喷嘴或管道是否存在堵塞现象;若循环泵出口压力偏低,则应及时查看并处理是否是叶轮或喷嘴发生磨损。
此外,还可以让循环泵在特定密封水压力下运行,在此期间,若出现浆液泄露情况时,则应及时采取有效措施对其进行控制。以此,确保相关装置能够顺利运行。
(四)皮带机运行优化
若想优化烟气脱硫系统中的真空脱水皮带机,可以使滤饼厚度保持在20-25mm,若滤饼厚度过低,会导致皮带运行加快,容易发生皮带跑偏或磨损等情况,若滤饼过厚,则会降低脱水效率。
可以在滤饼冲洗水管下面安装均布器,在皮带机运行时,均布器能使冲洗水均匀分布在皮带机的断面,而且还能有效避免含氯浆液进入下一区域,致使洗涤效果不佳。若不设置均布器,就会导致浆液中氯离子含量超标,影响洗涤效率。
三、火电厂节能减排策略
(一)调整电源结构
火力发电厂的电源结构主要是燃煤机组,而且受能源结构特点的影响核电发展较慢,可再生能源发电的机组占比较小,因此,电力工业应加大新能源或可再生能源的比重,优先发展水电或风电等清洁能源项目[1]。
使用大容量机组,因为单台发电机组容量越大,越节省煤的用量,而且还能有效减少废水、废气、废渣的排放。因此停掉小容量机组,改用大容量机组能提高能源的利用率。
此外,可以采用热电联产集中供热,不仅能提高供热效果、增加电力供应还能节约能源、美化环境,是保证人们生活质量的必要设施[2]。
(二)提高燃煤质量或锅炉燃烧效率
通常情况下,燃料成本在发电厂的发电成本中占比很大,因此,煤的质量越好,锅炉燃烧就越稳定,而且相关机组也能正常且高效地运行。在燃烧过程中,通常会出现各种能量损失,如可燃气体没有完全燃烧热损失、锅炉散热损失等。可以通过减少排烟容积或控制火焰中心位置以及使省煤器正常运行等方式减少排烟热损失[3]。
其实,提高锅炉燃烧效率实现节能减排的发展空间很大。比如可以利用当代的先进技术控制排渣温度或排渣量等,使排渣量或排渣温度降低,达到节能降耗的效果。
(三)电气系统节能
可以根据发电厂用电负荷的特点,合理设计电气系统,使系统损耗降低的同时确保供电质量。选用节能变压器,比如10、11系列的变压器产品与S7系列产品的总损耗相比,平均降低18%左右。因此在导线截面满足载流量、东热稳定或压降稳定的情况下,可以根据经济电流密度选择变压器的类型,因此降低线损。在设计中应根据发电厂的生产工艺合理选择电动机的功率,一般情况下,厂用电动机优先考虑高效区宽的产品。此外,在照明设计环节应充分考虑设备布置时可能存在的影响因素,优先选用利用系数较高的绿色环保产品作为发电厂的照明装置[4]。
(四)利用变频技术
采用变频技术不仅能节约电能,而且还能在不同工况下,有效进行系统控制,实现电压恒定的同时,也能改善锅炉燃烧效率。确保锅炉的各项指标达到最佳效果,省煤又省水。
(五)创新技术
火电厂运行部门可以建立相关的奖惩制度,提高内部员工节能意识,积极落实本职工作,鼓励员工创新技术,提高机组各项指标的合格率[5]。
在实际工作中不断总结经验,研发新技术,使其转化为现代生产力。充分利用节能理念,提高燃煤发电效率的同时,节约资源。可以采用节水型空冷机组、工业废水零排放等使供电煤耗持续减少,力求通过各种先进技术控制烟气排放,使其符合国家规定指标。
结束语
总之,火力发电厂若想实现烟气排放合格,必须上下一心都具有一定的环保节能理念。在实际工作中,不断总结经验,创新技术或者引进先进技术来优化设备装置,在日常选材时均以节能为主。逐步完善电厂节能管理评价系统,利用现代技术进行耗差分析、优化运行,力求实时掌握机组的能耗状态。以便于采取相应的措施,节能降耗。
参考文献:
[1]陆海伟,张超,周庆岩,等.火力发电厂化学运行优化与节能降耗措施探讨[J].节能与环保,2020,No.310(05):34-35.
[2]张体育.火力发电厂化学节水途径探讨及运行的优化[J].卷宗,2015,000(005):384-385.
[3]刘晓东.火力发电厂空气压缩机系统优化节能探究[J].装备制造技术,2016,000(009):171-174.
[4]王建强.火电厂化学节能方面的探讨[J].中国科技博览,2016(14):59-59.
[5]严元武.火力发电厂化学节能降耗分析浅谈[J].工程技术(引文版),2016,000(003):00014-00014.