火电厂环保设施能耗分析及节能降耗技术研究

火电厂环保设施能耗分析及节能降耗技术研究

发布时间：2022-08-17T02:56:11.358Z 来源：《科学与技术》2022年第4月第7期作者：胡启利

[导读] 随着我国火力发电厂的发展，除尘、脱硫等环保设备已经投入使用

胡启利

宁夏宝丰能源股份有限公司宁夏回族自治区银川市 750411

摘要:随着我国火力发电厂的发展，除尘、脱硫等环保设备已经投入使用，随着社会的发展，火力发电的耗电量也随之增长。针对此，本文从分析、研究环境保护装置的主要能源消耗点入手，解决了部分装置的运行管理问题。从技术措施、运行调整、经营管理等方面着手，以减少能源消耗，实现环境保护。

关键词:火电厂；环保设施能耗；优化措施

0 引言

近年来，大范围使用环境保护设施，导致电厂的用电量大幅度增长。与此同时，由于投入资本的不断增长，以及节能减排设施的使用，使得电厂在长时间处于低荷工况下，无法有效地去除污染物，导致了能源的浪费。为此，需要总结和分析目前环境保护设施的使用状况和问题，并对其进行优化。

1火电厂环保设施能耗分析

1.1 脱硝装置

催化还原脱硝装置脱销率较高，氨逃逸出问题少，而且该类装置在发生反应时温度较低，因此被常常应用到采煤器和空间预热器之间。工作人员面对确保脱单的设备能够安全稳定运行，也就是脱氮效率在70%以上，一般都会在催化还原脱氮的设备上加两到三层，并留一层。

1.2 电除尘器

针对火力发电厂电除尘器的工作要求，其除尘效率应在99.5%以上，分析其原因，主要包括：（1）如果煤炭的品质不能保证，灰分的电阻率达到1×1012Ω· cm，那么在电场中就会产生电晕，从而使电力消耗增加，同时工作效率下降；（2）当电除尘器工作在固定工作状态时，其工作电压和电流限制不变，耗电功率将显著提高；（3）为防止烟气旁路，需要在电除尘器内安装阻流板，如果在使用中发生了排烟气流挂灰现象，会使电除尘器的运行阻力增大，阻力估计在200 Pa左右。

1.3脱硫装置

根据国家有关法规，在我国燃煤电厂之前，都是使用石灰-石膏湿法脱硫。该设备的耗电量在1-1.1%左右，在工厂中的20%左右。导致耗电量增长的主要因素有：①在脱硫系统系统中有多重阻力，吸收塔的阻力在1000~3000 Pa左右，除尘机在200 Pa左右， GGH在500~3000 Pa之间；②在前 GGH中，工作人员如果发现出现了堵塞的问题，那么就需要增压风机，但是随着时间间隔的缩短，会导致增压风机的出力变大，因此工作人员需要开旁路或者是关小增压分机的方法来确保整个机组能够稳定运行，但是这样就会使得能够进一步增加；③吸收塔和除雾器内部有较多的污物，因此由于烟体流动面积的逐步减少，会导致后续的操作阻力逐步增加[1]；④氧化风机、密封风机、浆液循环泵等耗电量大，当系统处于低荷工况时，能耗大幅上升。

2节能降耗技术

2.1脱硝装置节能降耗技术

2.1.1流场优化

在对脱硝的装置流程进行优化的时候，工作人员主要是选取采取无力模型试验或者是现场冷态流场试验以及CFD数值模拟等结合的手段，工作人员在对潘安装置的上游以及催化器的上游流场进行了全面研究后，并对整流装置以及相应的搅拌装置进行了优化改进，通过这样的方式，可以保证催化剂的入口速度以及温度等条件都满足操作需要。另外，工作人员通过对刘畅进行优化对热态氨氮的优化调节实验后，能够进一步实现浓度与烟气流程的匹配，实现了脱硝设备的最佳运行；以一台装置为例，在原有的催化剂进口流速为14.8%的基础上，利用现场冷态试验校正 CFD的计算模型，将其引入到第一级的催化剂进口流速的相对标准误差降低到5%。

2.1.2喷氨优化调整

针对喷氨支气管人工阀门的调整，在脱硝器出口 NOx浓度场非均匀性系数超过20%时，进行喷氨优化调节。喷氨法的优化调整可以在一定程度上改善脱氮设备的性能，有效地降低氨气的逸出，但对某些 SCR装置，采用喷氨混合器及流场的优化，其效果更好。喷氨优化调节应该每年进行一次，特别是当机组大修后，煤质变化很大时，要进行最佳的喷氨调节实验。

2.1.3催化剂全寿命管理

对脱硝催化剂的全寿命周期管理是实现脱硝设备节能优化的前提，针对这些问题提出相应的防范和处理方法，对其进行及时的优化和调整，以减少运行费用，延长脱硝催化剂的使用寿命，确保脱硝装置长期处于安全、稳定、高效的运行状态。

2.2 除尘装置节能降耗技术

2.2.1低低温电除尘器技术改造

对低低温电除尘器技术改造，工作人员要结合静电除尘器的环保要求，尽可能的优化工作效率，特别要针对低温换热器的腐蚀与堵塞问题，进行进一步的优化升级并保证其安全工作的前提下，合理的提升低温省煤器的节能效率。

2.2.2电除尘器电源参数优化调整

电除尘器节能工作要针对燃煤电厂的实际负荷和煤灰含量的变化进行优化控制。比如，可以通过调整一次、二次电流、电压、火花率等来优化电除尘器的供电性能，对电力系统的供电性能进行了优化[2]。其基本原理是：根据现场实际情况，调节电源的输出电压，使其工作参数低于闪落点；在低负载状态下，适当地减少电源输出参数，使其处于节能状态；在大负载条件下，可适当增加振击清灰次数，消除电极板上的飞灰，增加电极电极间的电场强度；对控制系统进行改造，对控制系统进行了优化，对晶闸管的导通角进行了调整。

2.2.3滤袋寿命周期检测

袋式除尘器滤袋的使用寿命周期监测与评估工作主要是追踪其中的动态变化状，同时要针对性地开展优化控制，做好日常的运行维护管

理工作。根据过滤袋的特性测试，根据过滤袋压差进行最佳的喷射控制，可以有效地减少空气消耗，延长过滤袋的使用寿命，减少粉尘的排放浓度，减少能源消耗。

2.2.4脱硫除尘协同优化和检修维护

积极推进脱硫系统电除尘器和湿式电除尘器的协同优化，合理优化运行模式，在保证脱硫系统安全稳定运行前提下，承担更多的协同除尘任务，降低干式除尘器、湿式电除尘器及脱硫系统的整体除尘电耗。应加强除尘器的定期维修和保养，以防止因设备故障引起的能源消耗上升，其原因有：除尘器壳体的泄漏对引风机的工作消耗有一定的影响；保持高的火花频率工作状态；热风炉的漏风和不精确的温度反馈对电热和电热风扇功耗的影响。

2.3脱硫装置节能降耗技术

2.3.1加强石灰石品质管理评价及关注石灰石吸收剂替代工作

通过对石灰石取样、制样、组分、粒度、活性等全过程的管理和评价工作，可以有效地改善脱硫系统的可靠性，降低系统的能源消耗，但由于石灰石采购结构等因素的影响，石灰石质量总体呈下降趋势，造纸白泥、电石渣作为吸收剂部分替代石灰石可大幅降低脱硫费用。

2.3.2优化湿磨制浆系统可靠性与出力

湿磨制浆系统的出力对脱硫浆液的质量有很大的影响，对脱硫系统的能源消耗和物耗也有很大的影响[3]；该系统从检修前、检修中、检修后的全流程进行优化。在进行具体的检修过程中，工作人员要开展性能检测，保证出浆系统处理与可靠性的同时来降低系统的能耗。

2.3.3深度挖掘吸收系统节能降耗点

对于火电厂的环保设施来说，吸收系统的设备在工作过程中的能量消耗是非常高的，因此在优化过程中工作人员需要考虑到吸收系统的能源消耗问题。比如，工作人员可以关闭部分的喷色传来尽量减少液气比，确保相关参数都保持在一个和低范围之内，减少系统的能源消耗和物质消耗。

2.3.4优化脱水系统运行方式

改善副产品的质量，并探讨如何综合利用副产品。通过对两阶段脱水系统进行性能优化，从检修前摸底到大修后的确认，以改善过滤水制浆的可靠性，并积极探索副产品的综合利用途径。

3 结语

综上所述，随着火电厂环保技术的迅速发展，在实际生产中得到了广泛的应用，不仅在污染物减排方面起到了很大的作用，但是同时也极大地提高了电厂的能源消耗，从而影响了我国的节能工作。随着火力发电厂的环境污染控制标准越来越严格，各燃煤电厂要通过对各技术工艺的能源消耗进行分析、对比，确定出一种最优的处理方法，使其达到最小的排放费用。

参考文献：

[1]邱国华,魏宏鸽，梁秀进,等.火电机组脱硫超低排放运行能耗分析与节能运行展望[J].发电技术,2020,41(5):510-516.

[2]董琨,井新经,张俊杰,等.低温省煤器运行效果和节能环保分析[J].锅炉技术,2019,50(5)：71-75.