火电机组烟气脱硫系统的节能优化初探

史小宇

摘 要：我国社会正在建设环境友好型社会，同时提倡是资源节约。因此，火电机组节能降耗受到人们越来越广泛的关注。而耗能较高的火电机组烟气脱硫系统节能优化问题成为了人們新的关注点，基于此，本分主要探索的是如何实现火电机组烟气脱硫系统的节能优化。

关键词：火电机组；烟气脱硫系统；节能优化

引言

现阶段，我国火力发电领域的烟气脱硫手段并不是很多，通常会使用石灰石-石膏湿法进行烟气脱硫。这种方法是一种强制氧化脱硫工艺。但是这种烟气脱硫技术的能耗非常高，使火电厂供电效率下降。与此同时，煤炭资源的消耗会逐渐上升，因此，要找到火电烟气脱硫系统的优化路径，弥补石灰石-石膏脱硫工艺的不足。

一、火电机组烟气脱硫系统主要能耗设备

火电机组烟气脱硫系统是一个环保设备，所以这个设备会具有一定的环保功能，同时这个设备也是一个耗能系统，在这个系统中主要含有三个耗能设备，一个设备是浆液循环泵，一个设备是增压风机，还有一个设备是氧化风机。在火电机组脱硫系统中，还存在很多子系统，不同子系统在很多层面都会有所差别，其中在运行方式层面和耗能层面的差异很大[1]。子系统主要由三种不同的系统构成，一个系统是二氧化硫吸收子系统，一个系统是供给子系统，还有一个系统是烟气子系统。对于大型燃煤电厂来说，它的火电机组脱硫系统耗能是比较高的，占整个电厂的总发电量的百分之一到百分之二，不同类型的火电厂耗能量是有一定差别的。

二、火电机组烟气脱硫工艺

（一）湿法烟气脱硫工艺

石灰石-石膏法烟气脱硫。在我国，石膏法烟气脱硫技术使用比较广泛一些，而且使用的时间也比较长，经过不断地改进，这种技术已经趋于完善。石膏法脱硫技术的原材料主要有两种，其中一种是石灰石，另一种是石膏。为了能够让石灰石与塔内的烟气结合，并且取得一定的成效，则需要将石灰石与水结合成液态，而石灰石与水和烟气中的二氧化硫会发生化学反应，最终生成硫酸钙。硫酸钙放置一段时间之后会形成二水石膏，然后通过除雾器将干扰物质排除，之后进行脱硫，在脱硫之后进行加热，这样烟气职工的雾滴就会变成气体通过烟囱排出。

双碱法烟气脱硫。相比于石灰石-石膏技术来说，双碱法烟气脱硫技术操作更加简单方便一些，并且在成本上也比较低，所以这种脱硫技术会更受欢迎。双碱法烟气脱硫的主要原料只有一种，也就是氢氧化钠，这种原料的化学性质呈碱性，所以能够吸收大量物质。在具体实践操作中，每种物质所产生的污垢也是有差别的，最终这些不同的污垢会造成系统的阻塞，如果系统阻塞不能够及时处理，则会给工厂带来一定的经济损失，由于双减烟气脱硫法很容易解决系统堵塞问题，所以很多工厂会使用这种烟气脱硫技术。

（二）半干法脱硫工艺

喷雾干燥法烟气脱硫。石灰浆液被喷成雾状之后，它会与浓度并不是很高的硫煤烟气中的二氧化硫发生化学反应，进行这种化学反应的场所是吸收塔内，需要注意的是吸收塔内需要是干燥的，这一系列的过程可以简称为喷雾干燥法烟气脱硫。这种脱硫方法使用的吸收剂石灰呈现液态，脱硫之后的产物是干态，因此，这种脱硫方法被称为半干法脱硫工艺。半干法脱硫工艺主要有以下优点，第一，在操作上比较简单；第二，系统相对简单一些；第三，这种方法的运行风险比较低；第四，造价并不高；第五，这种脱硫方法消耗的能源比较少，而且脱硫产物是干粉状态，整个脱硫过程中并不会有废水排放。但是这种脱硫方法的不足也很突出，其中最主要的不足体现在石灰作为吸收剂在干燥塔内发生一定的化学反应之后，会在塔的内壁上形成污垢，容易使雾化装置堵塞，从而使雾化装置受到一定程度的磨损。除此之外，喷雾干燥法脱硫技术会产生大量的脱硫灰渣，而且这些脱硫灰渣几乎没有什么利用价值，再利用的几率微乎其微，同时还需要将这些脱硫灰渣及时处理，否则会造成一定的环境污染。

烟气循环流化床法脱硫。循环流化床法脱硫也是一种半干法脱硫工艺，这种工艺是由德国鲁奇公司所开发。这种方法的技术基础是循环流化床，通过使用吸收剂与烟气接触进行脱硫，而且吸收剂要多次循环使用，增加与烟的接触时间，提高脱硫效率。烟气循环流化床法脱硫的优点是，吸收剂吸收烟的能力有所加强，而且并不需要太大的占地面积，这种方法比较适用于比较老旧的火电机组[2]。

干法脱硫工艺。在20世纪末期，兴起了干法脱硫工艺，这种工艺的投资数额相当低，造价同样非常低，系统简单容易进行操作，所以这种方法逐渐成为了主要的脱硫工艺。这种方法基础的操作是在尾部增湿，在锅炉内喷钙和设置尾部增湿装置，尽可能提高脱硫效率。

三、火电机组烟气脱硫系统节能优化策略

（一）节约设备运行电耗

脱硫系统的电能消耗在所有发电机组中占有百分之一以上，在烟气脱硫系统中，消耗电能的设备有以下几种，一种设备是浆液循环泵，一种设备是氧化风机，还有一种设备是真空泵。这些设备的功率都很高，所以要降低这些设备的用电量，节约设备电耗。

新建的发电机通常不会使用增压风机，所以将已经投入使用的增压风机的600 MW 机组进行改造，降低增压风机的用电。

降低浆液循环泵的用电相对容易一些，通常情况下会减少浆液循环泵的运行台数，优化脱硫系统的钙硫比，从而降低浆液循环泵的运行电耗。但需要注意的是，改进措施不能影响二氧化硫的排放浓度，液气比也不能被改变。

降低真空泵运行电耗主要措施就是优化脱水系统，通过改造脱水系统，简化系统结构，降低真空泵的工作量，从而降低真空泵用电。

（二）采取有效措施，降低烟气系统阻力

所谓的有效措施包含以下几种情况，第一，根据具体情况设计管线；第二，要控制烟道弯头的数量；第三，使用管道的长度不能过长，当然也不能过短；第四，改变原有的烟道形状，最好将其改造成圆形烟道形状。以上这些措施不仅可以降低风机的用电量，同时还可以降低风机的系统阻力，这样会使烟道的横截面减少烟气流动，达到烟气脱硫系统的节能优化效果[3]。

（三）节约用水

在火电机组进行脱硫时，在脱硫过程中会产生水蒸气，如果火电机组设备不够先进，则会导致大量水被蒸发，水浪费比较多。所以将火电机组设备进行一定的改变会节约水资源，通常情况下，可以加装烟气换热器，也可以将冷凝液进行回收，同时将冷却水和冲洗水进行回收利用。节约用水不仅要从技术层面改进，而且还要将设备中的水进行循环利用，在吸收塔内也要循环利用水资源，避免浪费，从而实现火电机组烟气脱硫系统节能优化。

结束语

综上所述，火电机组烟气脱硫系统节能优化并不是非常容易，大多数措施的最终目的是为了降低电能的消耗，为了能够降低火电机组烟气脱硫的污染物排放，人们还要加强对火电机组烟气脱硫系统节能优化策略的研究，研究出更多节约能源的措施，尽可能降低火电机组设备的能耗。火电机组烟气脱硫系统的节能优化运行对保护环境起到非常积极的作用，同时在降低能耗方面起到积极的影响。

参考文献

[1]李兴华，赵彩虹，牛拥军，等.燃煤火电机组无烟气旁路脱硫系统运行及改造方案研究[J].中国电力，2014，（10）：134-136.

[2]赵羽.火电机组烟气脱硫系统的节能优化运行[J].技术创新，2018，（11）：164-165.

[3]王永生.火电机组烟气脱硫系统的节能优化[J].工艺与设备，2018，（12）：115-116.