火电厂环保设施的优化及节能措施

2021-11-28刘坤

皮革制作与环保科技 2021年13期

刘坤

（哈尔滨市华能集中供热有限公司，黑龙江哈尔滨 150000）

现阶段我国能源发展以电力资源为主体，强调大力开展电力基础建设以满足国内电力需求。但我国电力资源需求量巨大，且长期呈现增长态势，存在一定的供需矛盾，而火力发电领域的矛盾尤其突出。在火电厂运营过程中，往往会伴随一些污染物排放，虽然电力企业积极加以应对并进行严格把控，但是仍需要消耗大量的环保辅助资源。因此，需要针对火电厂环保设施进行优化，进而实现绿色节能，以更好地面对市场需求和社会要求。

1 火电厂环保设施的概述

我国针对火电厂生产运行制定了诸多环保规范制度，整体制度规范设计层面较广，从设施的安装到投入生产以及养护都有明确的限制，以保证火电厂在生产过程中各项污染物排放符合统一标准要求。近年来在国家的倡导下，火电厂环保设施已经大范围地投入使用，常规的烟气颗粒物处理技术及污水处理技术都得到了很好的应用，但是在脱硫脱硝方面仍有很大程度的欠缺。另外火电厂的环保设备使用年限较长，不及时进行维护保养和升级换代会造成能源大量损失甚至发生生产事故，对能源节约、生态环保乃至人身安全都会造成严重的影响，对火电厂的稳定发展也会产生一定的阻力。因此需要不断对火电厂的环保设施进行优化，积极借助先进技术来实现节能环保的目标[1]。

2 火电厂环保设施节能的重要性

我国资源总量巨大，但由于人口基数过于庞大导致人均占有量不足，而且在资源地域分布及区域供需关系方面也存在一定的矛盾。虽然我国积极谋求发展并开展建设了西电东送工程来缓解用电压力，但是并不能有效满足目前电力需求。现阶段火力发电仍是我国主要的电力来源，火电厂每年对煤的需求量逐渐递增，想要实现绿色可持续发展需要从根源上进行优化，且目前我国经济发展对自然生态环境影响巨大，因此在火电厂污染排放方面需要格外注意，尽可能降低大气污染，避免雾霾等污染现象频发对自然环境和人类健康造成不利影响。火电厂环保设施节能优化不仅可以解决大气污染治理问题并且能有效降低能源消耗及碳排放，进而对延缓全球气候变暖起到积极的作用，并减少因气候变化导致自然灾害发生的可能因素，进而更好地实现人类社会可持续发展，完成绿色生态建设。

3 现阶段火电厂设施存在的问题

3.1 火电厂硫氧化物污染严重

由于我国火电厂主要是通过燃煤方式进行发电，在生产中会伴随大量二氧化硫气体产生，如果将其直接排放会导致严重的空气污染，对人类的呼吸道造成损害，短期处于这种空气环境中会造成胸闷、呼吸困难，长期会导致肺炎等其他肺部疾病。且二氧化硫气体扩散到大气中，一旦空气湿度较大形成降水，极易造成酸雨现象，对人类皮肤、牲畜饮水、建筑桥梁、动植物、农作物都产生严重的酸性腐蚀，长此以往后果不堪设想。因此需要格外注意火电厂硫氧化物污染严重的这类问题[2]。

3.2 火电厂的氮氧化物污染问题

氮氧化物污染主要是存在于火电领域和内燃机领域。作为主要污染排放源头，火电厂在运营过程中氮氧化物污染物排放量巨大，且目前国内火电企业设备管理方面重视程度不足，传统环保脱硝设备运行影响因素又相对较多，锅炉低氮燃烧技术改造尚未普及，因此无法对氮氧化物污染进行科学有效地排放把控，部分火电企业没有意识到氮氧化物污染的危害且处理控制意识薄弱，需要进行针对性的管理。

3.3 火电厂的废水处理

自“十二五”规划以来，我国政府再三强调废水处理的重要性。在三废中，废水直接影响水质安全，未经处理排放的工业废水会导致污染物随着水循环扩散到整个生态系统中，严重影响食用果蔬肉类及饮水等安全问题。目前火电厂的废水排放中硫含量过大，需要从设备优化以及管理两方面着手进行整改，保证火电厂废水处理有效落实。

4 火电厂环保设施的优化及节能方案

4.1 对除尘设备进行优化

我国火力发电普遍都是利用燃煤发电机组进行发电作业，在燃煤烟气除尘净化方面长期沿用传统方式，除尘质量和效率方面都不尽人意，电袋复合、布袋除尘、静电除尘已经无法满足我国社会发展需求，需要积极进行优化创新改革。在除尘设备方面，可以将高压负荷脉冲以及前级电厂高频电源进行改造优化，利用传感设备进行动态自动控制调整和闭环调节来提升整体除尘效率。同时针对仓泵系统进行改造，加装流化装置增强输送效率，减少因仓泵系统对除尘器的影响因素。随着我国新的环保超低排放标准的颁布实施，火电企业需要积极对除尘设备进行优化，单一的除尘方式已经无法达到环保要求，需要针对性地将各种除尘方式进行结合并积极引进新型设备。引进过程中需要结合自身实际需求和实际排放情况进行，保证设备的实用性和适配性。目前一般采用高效除雾和湿式静电两种除尘方式，整体表现优质是未来发展的主要方向。但是优质的表现背后需要注意湿式静电的废水处理，同时针对湿式静电除尘方式进行优化，深度发掘其社会与经济价值，保证经济收益和生态收益最大化[3]。

4.2 对脱硫设备进行改造

在国家推进城镇化建设的影响下，发电企业的负担也在不断增加，为保证持续均衡发展，不少企业开始采用混合高硫份煤炭作为燃料，然而这却给传统的脱硫环保设备带来非常严峻的考验。目前我国火电厂多数采用填料型脱硫塔对烟气进行环保处理，但在目前更为严格的环保要求下，填料型脱硫塔显现出的弊病日渐突出，尤其在设备尺寸、耗能占比、净化效率等方面已经很难满足生产要求。因此需要对传统脱硫设备进行优化改造。湿法脱硫塔根据不同的技术结构特点，可分为：喷淋型、填料型、浮球型、筛板型、文丘里型等等。其中喷淋型脱硫塔以其造价低、占地小、运维成本低等优点逐渐被行业认可。在火电厂脱硫环保设备改造过程中，可以充分利用其技术特点，将喷淋型脱硫塔加装在现有设备前段作为预处理塔。复合升级后原有脱硫设备不但可以继续使用，而且经过预处理的烟气温度及含硫比大幅降低，可以有效减少填料型脱硫塔硫堵现象的发生，大幅延长环保设备的使用寿命。另外在火电厂运行生产中发现，整个脱硫净化过程中氧化风量起着决定性的作用。但目前我国火电厂在供应氧化风时普遍采用的是罗茨风机，这种风机已经沿用了相当长的时间，在很多方面已经相对滞后且无法满足环保运行的要求，而整体更换又会给企业带来巨大的经济压力。我国相关部门对此有进行科学的调研考察，通过实验研究分析得出通过利用变频调节器进行功率调节控制可以提升整体氧化率，如此一来不但可以降低企业设备改造的投入，同时也能满足环保要求标准。近年来国内一些火电厂环保设备改造项目中，有的还采取在锅炉中配置吸收塔的方式，并在邻近的脱硫系统中安装氧化风联络器进而提升氧化风的利用率，仅用一半的能耗就能事先进行脱硫预处理，设备整体表现经济实用，很值得借鉴推广[4]。

4.3 对硫废水处理设备进行优化

我国在污水排放处理方面有着完善的监管体系。由于我国水资源稀缺且直接关系到生活生产和社会稳定，因此在火电厂脱硫废水处理方面，需要严格按照国家标准进行。目前火电厂在进行硫废水处理方法上，一般采用的是先将废水集中静置，经自然沉淀后使用絮凝剂完成初步处理，随后利用膜浓缩技术和蒸发结晶工艺实现废水脱硫。虽然新的MVR技术和MSF设备的出现可以实现近乎零排放，但是运营成本高昂。在火电厂实际生产过程中发现，锅炉炉渣在冷却降温时伴随着大量冷却水蒸发，而这些水处理后都被直接排放并没有进行循环利用。因此可以针对性进行设备创新优化，将这部分损失的冷却水及蒸发热充分利用到硫废水处理环节中去，进而实现节能降耗持续发展的目的。

4.4 加强火电厂环保设施设计创新，保证设计的先进性和前瞻性

火电厂的环保设施优化创新设计需要从实际需求出发，保证整体适配性和经济性，在设计过程中需要充分利用现代化技术和信息化技术来提升运行效率及质量。需要设计人员具备发展性眼光和前瞻性思维，信息智慧化、工业智能化定将是火电行业未来发展的必然趋势，火电厂发展建设需要紧跟时代和科技的发展，才能更好地面对市场供需关系和社会要求，深度发掘生态收益、经济收益、社会价值，从而实现行业的可持续发展。