探析环保设施节能技术在火电厂中的应用

探析环保设施节能技术在火电厂中的应用

于成鸿

中国大唐集团科技工程有限公司

摘要：在火电厂发展过程中，面对越来越严格的环保要求，火电生产设备运行中会投入除尘、脱硫、脱硝等，大大增加了火电厂的用电量。面对这一情况，通过分析以及研究环保设施关键能耗点，从挖掘环保设备节能技术入手，突显其在火电厂可持续发展中的重要性。基于此，本文分析火电厂设备耗能的主要因素，并提出环保设备提出火电厂节能减排的具体措施，以此促进节能环保技术的有效开展。

关键词：环保设备；节能技术；火电厂；应用

引言环保设施在火电厂的广泛使用造成了用电量的大幅度增加，产生了很大的能耗，同时，投资资金的增加以及增容改造后，环保减排设施的应用增加了煤耗，在机组长期低负荷运行状态下，不能发挥污染物脱除作用，造成资源的浪费。为了降低能耗，火电厂需要对现有环保设施运行现状以及存在的问题进行汇总分析，对环保设施进行优化改造，统筹好环保和降低能耗之间的关系。

1.火电厂环保设施现状

近些年，政府越来越强调环境保护工作，从环保方面讲，火力发电厂排放大量的废气、废水和废渣，给环境带来不利影响，出现了厂内环境问题、当地环境问题和地区环境问题，因此，需要发电与环保工作同时进行。如今，火电厂环保设施建设已经相对完善，建有高效除尘设备、脱硫设备、低氮燃烧设备等。据相关调查发现，脱硫设施的投用率较低，大多存在机组复杂、工况适应性较差等问题，且设备故障频发，机组运行稳定性欠佳。随着《火电厂大气污染物排放标准》的修订及实施，现有除尘、脱硫、脱硝等环保设施需加以控制，强化污染物的控制能力，节约能源。

2.火电厂能耗分析

2.1脱硝装置

催化还原脱硝装置具有高效率、较低温度脱硝等优点。因此，催化还原脱硝装置得到了广泛的应用。一般情况下，在省煤器与空气预热器之间会布置催化还原脱硝装置。在催化还原脱硝装置中会安装两到三层的催化剂，这就提高了脱硝的效率。脱硝系统的主要能耗是加装催化剂导致的风压损失，蒸汽吹灰和液氨或者尿素加热蒸发的蒸汽消耗。

2.2除尘装置

电除尘具有效率高、处理气体量大，阻力小等优点，可极大的减少风机动力水泵的电能，并且适宜高温、可以回收干灰以利于综合利用。因此，被广泛地用于火力发电厂。电除尘器的效率主要取决于放电极与收尘极之间的电压。但是，其最佳电压值则受进入电除尘器粉尘成分、温度、湿度、比电阻浓度以及电极间距、电极型式、电压波形、电极上沉积的灰尘层厚度等因素的影响。以上因素造成了电除尘器的主要能耗损失。

2.3脱硫装置

按照我国的相关规定，我国大部分的火电厂采用了石灰石一石膏湿法脱硫方法。然而，脱硫装置的增加会影响电耗，其中影响电耗的原因如下：第一，脱硫装置系统阻力。脱硫装置系统阻力可以分成以下三个部分：第一部分，烟道阻力；第二部分，吸收塔阻力；第三部分，除雾器阻力。这些组成部分影响着脱硫装置的能耗；第二，现阶段存在着GGH堵塞问题，这一问题不仅会使得脱硫装置运行的稳定性受到影响，而且会使得脱硫装置的经济性受到影响。GGH压差与时间呈正比，也就是说时间越长此时GGH压差越高。所以，要采用关小或者增压风机动叶的方式，来保证脱硫装置的正常运行；第三，在除雾器运行过程中会出现结垢以及堵塞的情况，这种情况的发生后就会增大运行的阻力。

3.火电厂环保设施优化控制措施

3.1脱硫装置降耗措施

为了有效减低GGH压差的上升速率，进而降低其功耗，可以采取以下措施：第一，对吸收塔的液位高度进行严格控制，通过改善除雾器前后烟道的流畅来保证烟气流速分布均匀，这样就可以减少烟气雾滴的携带量；第二，选择波纹高、换热片低、流通面积大的GGH，这样就可以降低换热元件的堵灰速度，并且使得吹灰器的清扫和冲洗更加容易；第三，在利用空气吹灰装置时，要优先使用蒸汽吹灰，而且要严格控制压缩空气中的水分。

3.2电除尘器降耗措施

对于高电阻率粉尘引起的反电晕现象，要运用间歇脉冲供电方式来进行有效的抑制，通过周期性的关断几个电波，来减小粉尘层的电流密度，进而提高除尘效率，减少功耗。脉冲供电工作方式在粉尘电阻率、烟气流量与温度发生变化的情况下使用时，可有效降低电除尘的耗电量。电除尘器的使用中要注意其出现漏风的情况，在对其进行日常检修时要经常清扫收尘板和阻流板上积累的灰尘，这样能够提高电除尘器的除尘效率。

3.3脱硝装置降耗措施

出台的脱硝政策及相关气体的排放标准日趋严格，为了既满足环保的要求，又能够做到降低能耗，可以采用低氮燃烧加脱硝装置。目前，此种技术较为成熟，可将氧化氮排放的质量浓度降低到每立方米300mg以下。在加装脱硝装置时，仅安装单层催化剂就可以将其运行效率提升至50%，此方案可大幅降低脱硝装置运行阻力。

3.4火电厂排放颗粒物的回收利用尚需研究攻关

对于火力发电厂的排放的颗粒物的控制，不但可以带来社会效益和经济效益，还可以将捕集到的细颗粒物作为重要的工业材料，从而使得废物利用，创造经济效益。某些行业排放的颗粒物，例如：炼铜厂的硅铁电炉粉尘二氧化硅是高级路面的重要添加剂，也是橡胶等某些化工行业不可缺少的原材料；氧化锌粉尘可以与医药的生产，是重要的医药化工原料；在铁合金冶炼炉中，气态凝聚生成的硅微粉，这种物质是重要的无机非金属材料，可以广泛的应用于多种行业。火力发电厂所产生的细颗粒物，排入大气中可以造成严重的环境污染，还能够通过进入呼吸道来伤害到人体的健康，因此，火电厂完全可以借鉴其他行业的经验，对捕集到的细颗粒物进行加工，变废为宝，回收利用。

结语总之，随着国家日益严格的环保要求，火电厂的大气污染物排放将达到世界的先进水平，提高脱硫效率、除尘效率和脱硝效率，要求设备在制造和运行上都应经得起考验，相应的技术人员也应有较高的技术水平和职业素质，通过十二五规划的实施，火电厂的环境保护事业能再上一个新台阶，实现可持续性节能循环运转目标。

参考文献

[1]毕颖.火电厂环保设施纳入主设备管理的探讨[J].石化技术，2017(10)

[2]曹斌.探究火电厂环保设施节能技术的有效运用[J].火电周刊2015.

[3]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)：