火力发电厂锅炉脱硫除尘及节能技术分析

火力发电厂锅炉脱硫除尘及节能技术分析

曹春阳

大唐国际发电股份有限公司陡河热电分公司

 摘要：近些年来，我国不断加大对火力发电厂的生产要求，在日常的技术应用时加大了脱硫除尘以及节能技术应用，满足了火力发电厂生产的可持续进步，通过脱硫除尘技术和节能技术应用，满足了火电厂对生态环境的保护，利用超低排放量实现火力发电厂生产的进步。本文主要分析火力发电厂锅炉脱硫除尘及节能技术应用，仅供参考。

        关键词：火力发电厂；锅炉脱硫脱硝；节能技术；一体化

1、火电厂烟气脱硫脱硝技术的具体应用

        1.1活性焦炭技术

        在我国火电厂烟气脱硫脱硝运行中，目前活性焦技术是应用较为广泛的先进技术。通过活性焦的吸附能力，可以吸附烟气中的二氧化硫气体，更好地与硝酸盐气体和硫磺气体分离，从而实现气体净化和环境保护。同时，该技术应用于烟气脱硫脱硝时，采用合理的催化剂与NO3、硫磺等有害物质发生反应，转化为硝酸和硫酸，吸附在活性焦上，最后借助相关分离设备进行分离。另外，分离出来的硝酸和硫酸需要经过专业的脱硝脱硫设备再次处理，即通过对二氧化硫等有害物质的二次处理，将其转化为氮气，大大降低了工艺的危害。此外，第一台设备中附着硫酸的活性焦将在350℃的高温下再次加工，大大提高了烟气净化效果，从而进一步降低了火电厂生产中有害气体对人和环境的危害。由此可见，活性焦吸附技术在火电厂烟气处理中具有显著的净化效果，可以得到广泛的推广和应用[1]。

        1.2低氮燃烧技术

        低氮燃烧技术是我国火电厂烟气脱硫脱硝中最常用、最高效的脱硝技术。在燃煤过程中，通过合理应用低氮燃烧技术，相关操作人员可以更科学合理地控制烟气中的氮氧化物。在火电厂的具体运行和生产过程中，该技术的应用原理是：通过改变燃料燃烧方式实现脱硝，还可以更有效地控制空燃比，进一步优化混气形式，避免烟气中氧化物或氮化合物的存在，从而在很大程度上减少烟气中的有害物质。此外，低氮燃烧技术可分为五个层次：一是空气分级燃烧技术；循环流化床锅炉燃烧技术；烟气再循环技术；燃料分级燃烧技术；第五，NOx燃烧装置。

        1.3石灰石-石膏脱硫技术

        目前，石灰石-石膏脱硫技术是火电厂生产运行中最常用的烟气脱硫脱硝技术。该技术具有运行稳定性强、操作简单、操作工艺成熟、处理成本低、清洁环保、处理效率高等优点；该技术能较好地控制烟气中的二氧化硫，在很大程度上减少烟气对大气的污染。与其他脱硫脱硝技术相比，石灰石-石膏脱硫技术的应用要点是：在具体应用过程中，火电厂需要建设石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、烟气系统、自动控制系统、，使石灰石浆液与烟气发生反应，更好地吸收烟气中的二氧化硫；然后空气进入浆液，与浆液中的亚硫酸钙氧化形成石膏，从而获得理想的火电厂烟气脱硫效果。但该技术也存在一些缺点，即在烟气净化过程中，会产生废渣、废气或其他污染物，从而对环境造成二次污染。因此，火电厂需要充分考虑自身的生产和运行，并适当使用石灰石-石膏脱硫技术[2]。

        1.4海水脱硫技术

当前海水脱硫技术在我国火电厂烟气脱硫中占据关键地位，该技术由烟气系统、海水供应系统、水质恢复系统、二氧化硫吸收系统所构成，这一技术的应用优势在于：可在很大程度上减少前期投入成本，在具体作业过程中无需使用化学染料，有效规避环境二次污染，可获得非常显著的脱硫效果，然而该技术的应用前提条件是：火电厂附近存在大量的海水资源。当前该技术在我国火电厂烟气脱硫脱硝作业中得到大量推进。如：在某地区500MW火电厂烟气脱硫脱硝作业中应用海水脱硫技术时，相关作业人员通过在吸收塔上游安装冷却塔，让海水能够被吸收至吸收塔顶部，待冷却处理烟气后，将其输送至吸收塔底部；吸收塔内设置了专门淋水盘，下方引入的烟气能够接触到上方引入的海水，使得二氧化硫吸收率高达98%，先是借助单层湿气分离器来处理气体，在气体离开吸收塔前能够去掉其中的水滴，再被引入烟道，这时洗手槽会对酸化的海水进行收集，并借助重力让其进入到海水处理厂，经过通风区、混合箱、排水管等，可有效防止烟道发生腐蚀问题，也能够通过加热烟气来对含有水蒸气的烟气进行恰当处理。
        1.5湿法有机催化氧化烟气与脱硫脱硝技术的结合
        湿法有机催化氧化烟气与脱硫脱硝技术相结合，主要依靠在液相中加入催化剂使其与液相反应。这里的催化剂一般是指氧气，它能将二氧化硫转化为H2SO4，将一氧化二氮转化为二氧化氮，借助这一化学反应，改变当前的反应环境，当反应环境为碱性时，可以生产硝酸铵复合肥或硫酸铵[3]。
        1.6脱硫脱硝一体化技术
        脱硫脱硝一体化技术主要是硫氧化物和氮氧化物结合的技术形式，目前涉及电子束辐照技术、光催化氧化技术、烟气循环硫化床技术等，该技术在火电厂烟气脱硫脱硝中尚未推广应用，其应用效果有待进一步研究。其中，电子束辐照技术对烟气的处理和净化有着非常重要的作用。烟气中的氮氧化物和二氧化硫经辐照氧化后，生成硝酸和硫酸，再经烟气反应将硝酸和硫酸转化为白色颗粒。但该工艺存在能耗大、相关设备稳定性差、副产品不能回收利用等缺点。

2、火力发电厂锅炉节能技术
        2.1 变频调速技术
        随着科学技术的进步，在火电厂节能技术应用中，变频调速技术属于先进技术，目前在应用过程中能够大幅度节约锅炉运行中的资源。该技术属于新时期下新型的工作模式，在实际工作中要通过交流电动机和计算机控制来达到节能降耗的效果，在应用的过程中要进行锅炉风机的改造。在锅炉运行时风机具备较大的能量覆盖面，在以往风机系统中会产生较多的压力损失而造成能源的浪费，所以在实际工作中要充分地发挥变频调速技术的优势，实现有效的优化和调整。变频调速具备灵活切换的特点，防止在操作上存在失误问题，如果在变频器运行时发生异常，可对旁路柜配置系统进行有效改造，保证符合能够具备连续性的特征。在后续工作中还可进行锅炉给水泵的改造，通过变频技术的应用能充分挖掘水泵节电的潜能，实现电能的均匀性分布，并合理地控制好水泵的变速。
        2.2 优化炉拱设计
        炉拱主要是将煤炭资源进行引燃，在整个生产过程中起到对炉内空气的控制，保证适当的空气进入到煤炉内，使煤能够快速燃烧起来。炉拱主要可以分为前拱和后拱，二者互相配合保证炉内的空气一直处于比较好的状态，控制空气的进入量，保证煤炭能够在充足空气环境中充分燃烧，提升燃煤的经济性。同时还可以有效减少排放到空气中的粉尘，减少由于燃烧造成的大量粉尘。因此在实际的改进工作中，需要重视对炉拱的设计进行优化，将前后拱合理有效的搭配在一起，使其能够在锅炉运行过程中能够真正发挥出应有的效果。这样不仅能够保证煤炭燃烧的更加充分，降低资源浪费的情况出现，同时还可以通过减少燃烧过程中的烟尘，起到一定环保的效果。
        2.3 锅炉燃料技术
在火电厂生产过程中，需要采用燃料进行燃烧，燃料技术的科学管控能够实现火力发电厂锅炉运行效率的提升。为达到节能降耗的目标，需要做好节能管理。在燃料购买时要选择性能较好的原料，并按照类型进行分类堆放，通过煤炭资源储存时间的不断降低，能够优化其中的库存，并还可减少燃料在储存过程中的热损耗问题，防止对后续燃烧造成一定的影响。其次还可进行系统的优化升级，可利用天然气进行助燃之后再采取层次性的燃烧技术，将普通的粘土转换为碳化硅的材料。在后续工作中需优化锅炉的内部结构，比如从两侧进风的基础上优化其中的空间尺寸和形状等，从而使整个通风效果能得到全面的提高，并保持良好的连接状态。在实际工作中可将纤维填充在炉墙的保温层，之后再利用红外涂料进行涂抹，从而使得锅炉的保温性能能得以充分的提高。
        2.4 除尘设备
        为了满足火力发电厂的节能技术要求，需要选取恰当的除尘设备，选择一些适合的、全新的除尘设备，以此保证能够在提升除尘效果的同时，加强锅炉设备的节能效果。这种除尘器是一种高效、新型的除尘器设备，其具备的优势主要可以体现在以下几个方面：1）该除尘器的原理是应用低压脉冲进行灰尘的清理工作，相对于传统的除尘器工作原理来说，在工作效率上更高。2）脉冲阀在使用寿命上更长，并且具备非常好的可靠性。3）设备的阻力相对比较小，工作过程中的喷吹效果比较好。4）过滤袋在安装和拆卸方面非常方便，安装后具备非常强的固定性。通过应用全新的设备，能够非常有效地降低烟尘的量，保证烟尘排放符合节能环保的实际要求和标准。
3、结束语
        总之，在当前的火力发电厂锅炉运行中存在很多问题，造成了脱硫效果和节能效果的不佳，所以说，优秀管理人员应运用先进的脱硫技术以及节能技术实施脱硫操作，这样才能够降低不良气体对生态环境的影响，且确保人们生命财产安全。当然，也要积极改造锅炉设计以及控制燃煤燃料，只有做好这些方面的工作，才能够促进我国社会经济稳固发展。
参考文献：
        [1] 张晓玲,廉珂,祁东东,陈军.双塔串联脱硫系统技术特点分析及优化建议[J].能源环境保护,2019,33(04):37-40.
        [2] 万杏波,曾芳.我国锅炉烟气脱硫除尘技术的应用分析[J].节能,2019,38(07):103-104.
         [3]罗平，程志会.脱硫系统浆液循环泵节能降耗方法研究[J].设备管理与维修，2019（10）：125～126.
        [4]李月伟.浅谈火电厂脱硫工艺存在的问题及对策[J].科技创新与应用，2019（22）：55.