火电厂环保设施节能改造技术探索

火电厂环保设施节能改造技术探索

宋远峰

四川广安发电有限责任公司  四川 广安   638000

摘要：随着我国环境问题的日益突出，节能环保措施及重大污染企业的整治在现阶段的国家发展中逐渐受到重视，关于火电厂的环保节能改造，在国家《电力发展十三五规划》报告中明确提出了“加快煤电转型升级，促进清洁有序发展”的指导性要求，因此火电企业必须进行系列的生产技术改革，以达到节约能源、保护环境的目的，只有如此，才能实现火电企业长远的、可持续发展的目标。

关键词：火电厂；环保设施；节能改造技术

1当前形势下火电厂环保问题分析
　　1.1氮、硫氧化物污染
　　氮、硫氧化物是火电厂燃煤发电产生的一个主要的污染物类型，主要污染源是二氧化硫、氮氧化物，空气中，大量排放二氧化硫和氮氧化物，会直接损害到环境及人体。空气中如果含有大量的氮、硫氧化物，那么人体会经过呼吸道呼入大量的氮、硫氧化物，以此产生非常严重的不适症状，例如呼吸急促、气喘、胸闷等。如果在含氮、硫氧化物的空气中长期暴露，还会导致人体存在非常严重的呼吸道疾病。除此之外，酸雨形成的主要原因是二氧化硫和氮氧化合物，如果存在严重的酸雨，那么就会影响到动植物的健康生长，还会影响到建筑物的使用，并且还会影响到其他暴露。
　　1.2废气、废水污染
　　废气污染主要是指在运煤转运站、煤破碎间、燃料燃烧系统密相区底部排渣管排渣口、分离器下部的灰冷却器排灰口、除尘器收集的尘排放口等处产生的扬尘，烟囱排出的废气内含有的二氧化硫、氮氧化物及一氧化碳等污染气体。废水污染主要是指来自锅炉的排污水、化学水处理间的废水（废酸、碱）、输煤系统冲洗水、冲灰渣废水、煤场雨水和少量的生活污水等。
　　1.3固体、噪声污染
　　固体废弃物污染主要是指大量燃料煤和石灰石在使用过程中，产生的大量尘灰和炉渣。噪声污染主要是指火电厂采用较大型的引风机、二次风机、水泵、汽轮发电机组以及为了保护设备安全所设置的超压排气管、破碎机等都会产生较强的噪声影响周围环境，其噪声源值一般都为中频强噪声，其值在95～110dB（A）之间。

2常规锅炉及环保设施和改造后分析
　　常规锅炉烟气自炉膛出口依次经过后续省煤器、脱硝装置（SCR）、空气预热器（以下简称空预器）、静电除尘器（ESP）、引风机、石灰石-石膏湿法烟气脱硫（FGD）装置等，最后进入烟囱排放。实现“超洁净排放”改造的机组，在FGD装置后普遍还设有湿式电除尘器（WESP）;带有净烟气排放加热装置的机组，在FGD装置前和烟囱前还装有烟气换热器（GGH）。由于每个电厂的机组数量均在2台或以上，机组布置也呈对称分布模式，各环保设施设计性能参数也有足够余量，能够满足110%以上实际运行烟气量的处理能力，故在单套烟气处理设施处理能力范围内，通过将2台或以上数量临近机组引风机后的烟道相互连通，实现不同机组间的烟气互通。当2台机组均低负荷运行（或1台机组启停机过程）时，打开2台机组间的连通门挡板，关闭#1挡板门或#2挡板门，使2台机组引风机后的烟气并入同一套FGD装置及其他后续装置内，从而实现同一套减排设施处理2台机组的烟气量，既可使投运设施在设计条件下满负荷运行，又能使停运闲置的另一套减排设施降低能耗⑺。常规锅炉及环保设施布置与改造后锅炉及环保设施布置图如图1所示：

3火电厂环保设施节能改造技术要点

3.1脱硫装置节能改造技术要点

在火电厂环保设施节能改造中脱硫装置节能改造属于其中典型，火电厂脱硫系统的能量损耗直接受到多方面因素影响，因此需充分结合每个能耗点优化管理脱硫系统，具体可围绕入炉煤含硫量掺配、脱硫添加剂应用、GGH优化、CEMS测点位置优选四方面入手。

基于入炉煤含硫量掺配。需采用精心制定掺配煤措施实现入炉煤含硫量均匀性控制，措施的应用需以全年入炉煤含硫量可控为前提，SO2排放在局部时段超标的问题可由此规避。对于高负荷时段入炉煤含硫量需针对性进行控制，以此为脱硫装置能耗控制提供支持。

基于脱硫添加剂应用。需认识到脱硫添加剂具备的催化氧化作用，CaCO3溶解、SO2直接反应、CaSO3氧化、CaSO4沉淀均可由此受到较为积极影响，同时可实现钙硫比、液气比降低、水分蒸发减少。结合相关调研可了解到，火电厂在应用脱硫添加剂后脱硫效率可显著提升，这使得脱硫添加剂已成为很多电厂脱硫系统日常运行中的规控制手段，如存在0.8%以内的入炉煤含硫量，脱硫厂用电率即可在脱硫添加剂支持下大幅降低，脱硫添加剂的使用成本远低于增加上网电量所取得的效益。

基于GGH优化。需关注GGH堵塞、结垢问题的处理，以此控制GGH漏风。结合相关实践可了解到，现阶段火电厂无法从根本层面解决脱硫装置GGH积灰结垢问题，脱硫系统因此受到的影响必须得到重视。对于脱硫系统GGH堵塞来说，烟气流速带来的影响较为深远，在除尘器效果差、排烟温度高、尾部烟道漏风率大、锅炉氧量高等情况下，烟气携带烟尘和容积流量会随之增加，浆液携带量会因流速增加而增加，GGH堵塞会在这种情况下加剧。因此必须设法提高除尘效率、降低烟气流速，并同时针对性选用GGH冲洗、吹灰等处理措施。

基于CEMS测点位置优选。可采用便携式烟气分析仪实测脱硫吸收塔进、出口，以此获得真实的吸收塔脱硫效率，判断CEMS测量精度，并以此开展针对性的标定工作。此外，考虑到烟气流场分布不均带来的影响，且脱硫效率指标会受到CEMS探头安装位置的直接影响，因此CEMS测点位置优选必须开展针对性的比对和试验，以此获得达到最优值的脱硫效率指示，为脱硫装置节能改造提供支持。

3.2脱硝设备节能改造技术要点

火电厂脱硝设备节能改造同样需结合上文论述，考虑到风压损失和蒸汽损耗属于脱硝设备能量损耗主要途径，具体改造也需从两方面入手。由于脱硝设备风压损失多源于催化剂积灰，因此具体的节能改造需围绕烟道设计优化展开，以此减少催化剂积灰的情况。由于蒸汽损耗与液氨加热蒸发及蒸汽吹灰联系紧密，节能改造需优化脱硝设备运转过程中的蒸汽吹灰效率，如引入声波吹灰法，高温蒸汽即可由普通压缩空气取代，蒸汽在吹灰过程中的消耗可由此减少。此外，为控制氨气逃逸率并保证脱硝效率，喷氨量可基于入口烟气NOx浓度开展针对性调整。

3.3电除尘器节能改造技术要点

为减少火电厂电除尘器能耗，针对性的节能改造开展同样需要引起重视，具体改造需设法控制反电晕现象的出现频率。结合实际调研可发现，间歇脉冲供电法已广泛应用于我国各地火电厂，电除尘的效率提升、反电晕情况出现的抑制均可由此实现，而在应用间歇脉冲供电法的过程中还需结合实际情况优选供电方式。在具体实践中，可结合烟气温度变化情况以此保证供电方式选择合理性，同时还需做好电除尘设备维护工作，及时清扫设备积灰，以此有效改善电除尘器性能，更好实现火电厂降耗目标。

结束语
　　综上所述，环保节能问题已经成为当今社会关注的人们话题，是未来市场竞争的主要内容，只有做好电厂环保排放工作，提升设备利用率及运行安全，才能够使我国电力行业得到长远的发展。因此，我们应采取相应的政策支持，大力鼓励火电厂环保节能工程建设，实现环保、节能并行，形成火电厂资源优势，促进电厂的长期稳步发展，提升我国综合国力。
　　参考文献
　　[1]李立峰.火电厂环保设施的能耗分析与对策[J].广东电力，2010，23（11）：108-111.
　　[2]火电厂环保设施能耗分析与优化控制[J].科技创新与应用，2018（25）：150-151.