电厂湿法脱硫系统能耗特性与节能优化

电厂湿法脱硫系统能耗特性与节能优化

张豆豆

大唐宝鸡热电厂  陕西省宝鸡市  721000

摘要：在电厂中，通过湿法脱硫系统的应用，虽然能够实现良好的环保效益，但是这一系统会产生较大的能耗。因此本文就针对湿法脱硫系统的能耗特性，展开具体研究，并针对能耗设备的优化提出相应的方案，从而确保湿法脱硫系统在实现良好性能的基础上，依靠运行模式的优化，从而节约功率，具有良好的节能效果。

关键词：电厂；湿法脱硫系统；能耗特性；节能优化

前言

由于电厂的烟道气中硫含量较高，超过了排放标准，不能直接排放，因此要对电厂的烟道气进行脱硫处理，火电厂烟气脱硫是控制 SO2 排放的主要途径。通过调整运行方式对其进行节能优化，从而推动电厂技术经济性的大大提升，有效地控制由于污染物治理所带来的能源的损耗，从而深刻进行节能减排的发展理念。

1 研究背景

    对于我国的大气污染而言，一个主要的特点就是煤烟型污染，特别是对于酸雨和粉尘而言，是带来危害的主要原因。从本质上来看，酸雨也就是典型的二氧化硫的污染，近些年我国二氧化硫的排放总量在不断提升，酸雨的发生范围也在不断扩散，使得所造成的生态灾难越来越严重。国家针对二氧化硫污染的治理问题加大重视力度。由于在国内二氧化硫的排放总量中，火电机组占据较大的份额，而且根据机组的特点，不仅治理难度小，而且其二氧化硫排放具有集中性，因此当前对于国内二氧化硫污染的控制工作，将重心放在火电厂的二氧化硫排放问题上。为了实现这一目标，在国内的各大电厂中，进行了脱硫设施的装设，其中一个较为广泛使用的技术，就是湿法脱硫技术。随着近些年的发展，该项技术已经走向成熟，不断扩大其应用范围。虽然通过脱硫系统的构建，在环保层面能够带来更大的效益，但同时也会产生能耗的增加，随着耗电量的增大，供电煤耗也在持续上升[1]。因此为了在保障电厂脱硫系统其环保价值的同时，促进节能减排目标的实现，就要以湿法脱硫系统的能耗设备为对象，加强能耗特性的研究，并在此基础上，通过科学方案的提出，促进能耗设备运行的优化，在不进行原有设备结构改变的条件之下，通过相应的运行优化，保证电厂湿法脱硫系统脱硫性能的同时，实现更加显著的节能作用。

2能耗特性模型

    湿法脱硫系统其中涉及到多个组成部分，包括二氧化硫吸收系统、烟气系统、石膏脱水系统、制备和供给系统等等。在不同的系统中，具体设备有着差异的耗能情况，通过相关的研究和数据分析得知，在整个脱硫系统中，来自烟气系统的增压风机和二氧化硫吸收系统的浆液循环泵所产生的能耗最大，甚至超过系统总体耗电量的一半以上。因此在具体的节能研究中，要以上述两种设备作为重点，对其运行方式进行科学的调节，从而控制用电量。

2.1 浆液循环泵能耗模型

    随着浆液循环数量的提升，其循环泵的出力会不断加大，具体浆液量主要受到液气比以及二氧化硫浓度的影响。随着所开启的循环泵数量的增加，进一步加大液气比，从而提升脱硫效率。因此为了对于这一设备进行优化，就需要针对重点要素，其中包括液气比、设备能耗以及脱硫效率，进行重点考虑。

    借助单元线性回归方法，针对循环泵的模型，实现进一步构建，明确能耗特性之后，从定量的角度，对于循环浆液泵的运行提出相应的完善建议。通过具体的公式计算，得知对于循环泵的轴功而言，会受到具体密度、流量等因素的影响，在泵扬程确定的基础上，受到负荷变化的影响，浆液密度所出现的改变小到能够忽略。一般情况下，要对于浆液泵的运行进行控制，让其保持在额定的流量，因此轴功不会受到负荷改变而产生的较为明显的影响。要想让浆液泵具有一定的节能效果，就要对其进行至少一台的开闭，并且经过深化分析和计算，从而精准把握开闭的时机[2]。

2.2 增压风机很好模型

    在烟气量不断提升的前提之下，将会带来增压风机出力的加大，所以就要对于风机动叶开度做到科学的调整，并且将炉膛的氧量，有效地控制在6%的附近，这样能够在最大程度上降低烟气量。另外系统的阻力还会对于增压风机出力，产生一定影响，二者呈现正相关，因此风机的电耗和具体的烟气流量、系统阻力，呈现正比例。如果风机流量保持一致，就要在风机全压的基础上，从而在最大程度上缩小动叶的开度，从而实现节能的效果。在节能方面，增压风机有着较大的潜力和优势，从整体上来看，脱硫能耗会受到叶片开度的严重影响。

3 湿法脱硫系统运行优化案例

    某电厂的湿法脱硫装置脱硫效率高达95%以上，根据计算从而明确具体的烟气量含氧量和二氧化硫浓度，在负荷影响之下所产生的变化，随着负荷的下降，烟气量和二氧化硫浓度也在不断地降低。在整个脱硫系统中，总共设置了四台循环泵，分别匹配各个喷淋层。同时循环泵都配置了6000V电机，这一设备产生了脱硫系统的主要能耗，因此电机的运行将会直接影响到脱硫效率，决定了系统运行的经济性。所以在具体的优化方案中，将循环浆液泵的运行方式和电能消耗作为重点，展开相应的优化调整

[3]。

    首先，借助单元线性回归方法，以吸收塔系统为对象，展开数学建模。并结合具体的运行数据，明确数据组和关系曲线。在机组负荷发生改变的条件之下，循环泵的流量基本上不会受到影响，因此当对于数量一致循环泵进行开启的同时，随着负荷的下降，液气比将会出现明显的提升，同时还会显著提高脱硫效率。

    之后结合具体的公式，从理论上对于最小的循环量进行计算。在负荷不断下降的条件之下，循环量的需求数量降低，但是对于循环泵的流量而言，无法做到随意更改，所以在负荷降低的基础上，不断提高浆液量裕度，当其总量大于单独流量的情况之下，为了实现节约能耗的效果，可以将一台循环泵关闭，但是需要注意的是在循环泵关闭以后，将会降低脱硫效率。所以就要让二氧化硫的排放浓度能够符合相应的要求，通过对于以上问题的考虑，针对优化方案做到进一步完善，在不同的负荷条件下，分别进行循环泵的一次关闭，这不仅能够保障循环量需求得到满足，同时还能够达到二氧化硫的排放要求，实现能耗节约的最终目标

。在增压风机的优化过程中，由于其作为整个系统中耗电最大的设备，因此可以从叶片开度入手在确保烟气升压的基础上，对其进行科学的调整，从而降低风机的能耗，通过这种方法实现了良好的节能效果。

4 总结

    在本文的研究过程中，针对电厂的湿法脱硫系统在运行过程中所出现的能耗问题展开分析，重点研究了增压风机和循环浆液泵这两个设备的能耗特性。在脱硫系统中，这两个装置所产生的能耗最大，因此为了实现节能目标，就要从这两个方面入手，在数据分析和模型建立的基础上，明确能耗、负荷以及脱硫效率三者的关系，并针对整个系统的优化运行，建立科学的方案，具有较高的可行性。通过方案的实施，对于脱硫系统的能耗问题，实现进一步优化，具有良好的节能效果。具体的优化运行方法如下：首先对于增压风机而言，优化的措施就是对于风机叶片开度的调节，确保烟气压力正常的情况之下，结合烟气流量产生的变化，针对叶片开度进行有效调整，能够显著的推动风机能耗的下降。其次，对于循环泵而言，主要采用的优化方式就是进行循环泵有选择性的关闭，其前提条件是二氧化硫的浓度能够符合排放标准，这样可以在降低一定脱硫效率的条件之下，实现良好的节能作用。

    根据电厂的各项数据分析，结果通过对运行方式的有效调整和优化，能够显著地节约系统功率，在节能方面具有着良好的效果。

参考文献：

[1]邓小进.燃煤电厂脱硫废水全面净化处理方法的研究[J].锅炉制造,2023(05):40-41+47.

[2]刘娇.湿法脱硫喷淋塔强化传质提效技术及减碳探讨[J].东北电力技术,2023,44(06):49-53.

[3]许小刚,陈毅.电厂湿法脱硫pH值优化控制[J].节能,2023,42(04):56-59.