燃灰电厂除灰脱硫系统一体化工艺研究

燃灰电厂除灰脱硫系统一体化工艺研究

潘冬

（百色百矿发电有限公司田东电厂广西田东531501）

摘要：燃煤电厂在运行过程中会产生大量烟灰，这些烟灰会对大气造成污染，混入水中还会造成水质恶化，极不利于燃煤电厂的可持续发展。燃煤电厂除灰、脱硫一体化工艺进行探究，首先就除灰、脱硫一体化的工艺原理进行分析，并探讨该工艺原理在实际应用中将会出现的问题，然后就除灰、脱硫一体化工艺的实际应用进行探讨。

关键词：燃煤电厂；除灰；脱硫

近年来大气污染问题己成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素，受到我国政府的高度重视。二氧化硫排放是造成我国大气环境污染不断加剧的主要原因，而燃煤产生的SO2排放量占SO2排放总量的绝大部分，因此开发高效合理的节能减排技术势在必行。

1概述

在燃煤电厂中，由锅炉排出的炉渣和除尘器收集的飞灰，一般都含有括性氧化钙(fcaO)等碱性物质。这些灰渣大部分用水力输送到灰场贮存。在灰渣转送过程中，由于fcao等碱性物质的溶出，使冲灰水水质恶化，pH值升高，和TDS浓度增大，同时含有重金属等污染物质，其结果是由灰场排出的冲灰废水水质超出国家规定的废水排放标准，最突出的是pH2>9．0。这使冲灰废水成为燃煤电厂最大的水污染源，不但污染水体，而且燃煤电厂还必须承担巨额排污和超标费用。除此之外，由于冲灰水pH值升高和浓度增大。冲灰水中转变为，使冲灰水中过饱和并析出，沉淀。当这些沉淀附着于系统内壁时，即造成系统结垢，这不但使输灰系统阻力增大，输灰动力消耗增加，严重时危及燃煤电厂生产安全，而且燃煤电厂每年要支付数十万乃至上百万的除灰系统清洗费用。解决以上问题的办法之一是在冲灰系统中加入酸性物质．中和灰渣溶解出来的碱性物质，使冲灰水pH<8．5。但由于技术及经济的原因，目前尚没有一种公认的成熟办法在燃煤电厂实施。

2除灰、脱硫一体化工艺原理分析

燃煤电厂在发电过程中会产生大量烟灰，这些烟灰经由除灰系统，会产生很多碱性结垢，碱性物质混入冲灰水中进行排放，会对环境造成严重的污染，因此必须根据产生问题的原理进行针对性的解决。除灰、脱硫一体化工艺主要应用酸碱性中和反应的原理，将除灰系统与脱硫系统相联合，使脱硫系统中的脱硫剂与除灰系统中的碱性物质发生中和反应，从而解决除灰系统的结垢问题和冲灰水PH值超标问题。在除灰系统和脱硫系统的联合运行过程中，脱硫塔中的吸收液含有部分亚硫酸和氢氧硫酸物质，用吸收液作为冲灰水可以与除灰系统中的飞灰发生酸碱中和反应，并将二氧化硫送回脱硫塔中进行二次处理，这种运行的方式充分应用废物利用、以废止制废的原理，使燃煤电厂的治理效率显著提升。但是在实际运行过程中，要对除灰系统中碱性物质和二氧化硫的含量进行精密分析，并通过添加脱硫剂、碱性物质等手段，使除灰系统与脱硫系统中的酸碱物质达到充分的中和。

3除灰、脱硫一体化工艺的实际应用分析

1.能够实现双系统联合运行，燃煤电厂利用传统湿法进行除灰作业时，除灰系统和脱硫系统是两个相独立的系统，因此运行的效率相对较低。在进行除灰和脱硫作业时，除灰系统会产生大量结垢，这些结垢中含有大量碱性物质，会造成排污水的PH值严重超标，因此除灰脱硫的效果并不理想。利用除灰、脱硫一体化的工艺技术，就是将除灰系统与脱硫系统进行联合运行，这种模式能够充分实现废物利用的效果，使除灰系统中产生的碱性结垢与脱硫系统中的酸性物质相中和，从而实现一定程度上的酸碱平衡，极大程度上降低了排污水的PH值。这种以废制废的工艺手法不仅能够有效提升系统运行的效率，还能够降低燃煤电厂污水治理的成本，具有极强的现实意义。

2.能够节省部分工序的时间，燃煤电厂利用除灰、脱硫工艺时，脱硫系统中的脱硫塔吸收液会对较低的PH值进行有效控制，并且使其与氧化镁产生反应。吸收液与氧化镁会通过中和反应产生澄清溶液，而利用传统湿法工艺时必须通过制浆系统才能够达到这一效果。制浆系统运行起来规模比较庞大，因此投入的成本也相应较高，而通过除灰、脱硫一体化工艺能够有效替代这一系统，实现预期的效果。另外，在除灰、脱硫一体化工艺中，将氧化镁作为脱硫系统的脱硫剂会产生硫酸镁，硫酸镁是一种溶解度很强的化学物质，作为脱硫产物不仅不会对环境造成危害，还能够混入冲灰水流入除灰系统，并在除灰系统中发生化学发生，生成氢氧化镁的沉淀，将锅炉燃烧产生的废渣和废水进行妥善处理，使得整个运行系统的工序被大大缩减，从而降低燃煤电厂除灰脱硫的成本。

3.投资和运行费用相对较低，利用除灰、脱硫一体化的工艺技术除了以上优势，还能够极大程度上降低系统设备的投资。根据除灰、脱硫一体化的工艺原理，

燃煤电厂在构建运行系统时只需要在原有的除灰系统的基础上加设一台200MW机组的工业脱硫设备，根据双系统构建的现实情况来看，燃煤电厂一般主需要2000万就能够配置完毕整套运行设备，而利用传统湿法工艺配备设备时，同样的机组建设至少需要燃煤电厂投入2亿左右的成本，因此投资和运行的费用会大大的降低。另外，除灰、脱硫一体化的工艺技术已经进行过详细的实验，实验中各项数据参数的情况与工业实际运行情况基本吻合，说明除灰、脱硫一体化工艺是十分可行的。虽然除灰、脱硫一体化工艺的脱硫率与传统湿法工艺而言相对较低，但是从运行效率、成本投入、环境保护等方面来看，运用这一工艺手法是很有必要的。

4.解决冲灰水PH值超标问题，在燃煤电厂的运行过程中，除灰系统会产生大量的碱性结垢，这些结垢会混入冲灰水中，使排放污水的PH值严重超标，在利用除灰、脱硫一体化工艺技术以前，这一问题一直是燃煤电厂的最大困扰，而除灰、脱硫一体化工艺技术能够有效解决这一问题。

4除灰脱硫一体化方案研究

除灰脱硫一体化的目的是利用DCS的突出优点，在继续保证脱硫DCS可靠运行的前提下提高除灰系统的可靠性，进而提高全厂单元机组运行可靠性。另外，一体化使运行可在同一操作站实现全厂脱硫和除灰系统的监控，这符合“减人增效”的运行方针，也可减轻仪控维护压力和减少维护投入。

1.方案一，继续保留整个的CONTROLNET网络，增加脱硫DCS和除灰PLC的通信接口，即将的监控功能全部改由脱硫DCS系统的虚拟DPU和画而完成。这样可以利用DCS实现和PLC较难实现的功能，如操作记录、操作器功能、趋势开放等，还可撤消原除灰系统的部分操作站，但原除灰工程师站作为PLC组态工具仍需保留。此方案虽然改造费用少，但仍存在一些问题，如PLC网络加卡或程序下载时两炉除灰系统仍会离线、PLC故障影响2台机组的系统可靠性没有根本改变、PLC和DCS接口通信设计的可靠性是否满足等。

2.方案二(推荐)，取消整个PLC网络及其操作站，每炉配置一对干除灰专用DPU，一期、二期除灰系统配套的其它公用部分再各配置一对DPU，原PLC的I／O站全部改为DCSI／O站，除灰系统新增的6对DPU通过脱硫DCS系统交换机对的备用口与脱硫DCS系统联网，实现全厂除灰脱硫DCS一体化。此方案的投资较大，但之后可降低维护成本，减轻仪控工作压力，提高运行管理水平。

燃煤电厂除灰、脱硫一体化工艺的探究是非常必要的。燃煤电厂除灰、脱硫一体化的工艺原理进行分析，然后就其应用于实践的可行性进行分析。研究可得，燃煤电厂应用除灰、脱硫一体化工艺不仅投资和运行的费用相对较低，还能够实现双系统联合运行，节省部分工序的运行时间，提升系统的运行效率，并解决冲灰水PH值超标问题。

参考文献：

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[2]汪夏.我国火电厂烟气脱硫工艺现状及发展综述.2016

[3]安晓霞.关于加强火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见.2016