火电厂环保设施的能耗分析与对策分析

火电厂环保设施的能耗分析与对策分析

石兆坚

江西大唐国际抚州发电有限公司    江西  抚州   344000

摘要：调查分析火电厂环保设施的总体能耗情况，明晰环保设施能耗情况对火电厂用电率的整体影响。详细阐述脱硫、除尘、脱硝三大环保专业的能耗，明晰环保设施能耗关键点，并结合现今环保设施管理运营经验与行业趋势，对环保设施节能降耗技术进行分析。通过系统、全面的分析、总结，为火电厂环保设施节能降耗提供理论支持。

关键词：火电厂；环保设施；能耗分析；对策

0引言

从长期来看，受我国资源影响，火电仍是符合我国国情的客观选择，以煤为主的能源格局不会改变，从可持续角度来看，节能减排是电力行业的必然选择。2014年9月，国家发改委、环保部、国家能源局联合印发的通知《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2022年）》中对各排放物浓度提出明确数量限定。燃煤电厂二氧化硫、烟尘、氮氧化物的排放浓度不超过35、10、50mg/m³。本文将重点对环保设施的能耗情况进行分析、论述，并梳理、提出环保设施降低能耗技术。

1环保设施运行能耗状况

在火电厂的环保改造过程中，煤粉炉的脱硝主要采用低氮燃烧+SCR技术，脱硫则主要依靠喷淋空塔、双塔双循环湿法脱硫技术，除尘方面则主要采用低温静电除尘器、布袋除尘器等，并以高效脱硫系统除尘技术予以辅助。

火电厂在实现超低排放的过程中，常用的两种方式，一是对原有设备环保设备进行大规模改造升级，二是采用新工艺，不管是哪一种方式都会在一定程度上增加用电设备，增加环保岛的运行能耗、烟气系统阻力、物耗水平。加强节能降耗分析，并提出合理的节能措施，对电厂的整体经济运用至关重要。

2环保设施能耗分析

2.1脱硝装置系统能耗分析

环保设施运行过程中，脱销装置喷氨系统存在流畅不均、线性差、延迟大、催化剂积灰堵塞、磨损等问题，这导致环保这是系统阻力增加、氨氮混合不均、氨逃逸量大等现象。还有部分脱销装置在设计生产中设计裕量考虑不足，导致设施在实际运行过程中与设计值偏离较大，致使催化剂处理能力超出设计预设能力，设备在长期运行的过程中会出现催化剂活性衰减较快的现象。此外，目前市场上前期脱销改造环节相关厂家、工人等鱼龙混杂，能力参差不齐，又受到改造工期紧张、运营维护工作经验不足、整体管理较为粗放等原因影响，使得很多改造工程都出现催化剂质量控制不力、催化剂本身硬度、强度等性能参数不过关问题，这直接影响脱硝系统还原剂耗量，同时也会加剧氨逃逸对尾部设备的影响。

2.2除尘系统能耗分析

在环保设备改造过程中，由于燃煤灰粉波动、机组调峰、高效电源改造等，与电除尘运行参数没能进行同步调整，如电除尘器的振打频次等，会导致电除尘器能耗增加。此外，电除尘器也在长期运行中存在设备老化、设备检修不及时等情况，增加运行能耗。

袋式除尘器运行中使用的滤袋寿命受烟气条件影响较大，特别是低温酸性气体和ABS，若对滤袋检测不及时，则会导致袋式除尘器性能下降，从而增加清灰系统能耗和系统阻力。

2.3脱硫系统能耗分析

目前我国发电厂中，90%以上的燃煤机组都采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，在进行了超低改造后燃煤硫分受控，脱硫系统会存在较大的裕量，在粗放式的运行方式下，脱硫系统会出现能耗增加、出力下降等问题。具体表现为以下几个方面：低硫分或低、中负荷运行状态下，氧化风组合运行、浆液循环泵运行方式不合理会导致设备系统阻力、电耗偏高。硫分波动、负荷波动会导致浆液循环泵的启停活动频繁，进而影响浆液循环泵的寿命。由于浆液PH-供浆回路的反馈滞后，使得运行过程中负荷波动、硫分波动时，补浆量常高于设计值。制浆系统出力的下降造成石灰石筛率不达标，使得石灰石能耗偏高。

3环保设施节能降耗技术

3.1脱硝装置节能降耗技术

3.1.1优化流场

通过物理模型实验、CFD数值模拟、现场冷态流场实验相结合的方式进行脱销装置流场优化。在优化过程中重点关注催化剂上游、喷氨装置上游速度分布，并通过对整流装置、调整流板、静态混合器等装置的调整，实现氨氮摩尔比、催化剂入口速度等运行要求。利用热态喷氨结合流场优化进行实验调整、优化，进一步匹配烟气流场和氨浓度场，使脱硝装置达到最佳工作性能。

3.1.2调整优化喷氨

优化喷氨主要是对喷氨支管手动阀的调整，工作人员应实时检测脱硫装置出口的浓度场，当不均系数大于20%，立刻开展喷氨优化调整工作，控制氨逃逸水平。在煤质变化较大或者机组大修后都应该对喷氨装置进行优化调整实验。

3.2除尘装置节能降耗技术

3.2.1改造低温电除尘器技术

积极开展低温电除尘器降低沉积、堵塞等技术研究，兼顾低温省煤气节能收益的同时，配合静电除尘器环保达标排放要求，对易堵塞、易腐蚀的低温换热元件进行恢复、改造。

3.2.2优化调整电除尘器电源参数

节能降耗工作的开展要求电除尘器的节能工作要符合电厂的实际运行要求，因此，要全面了解火电厂的实际运行负荷、入炉煤灰分布变化情况，并依据实际情况进行电源参数的变化调整，以构建燃煤机组常用负荷、煤质调整运行参数的数据库，依据实际情况调整的过程中达到降低电除尘器运行电耗的目的。在运行参数优化调整的过程中要重点关注一、二次电流、火化率、电压，重点优化电源输出功率与工况条件的适应性问题。

3.3脱硫装置节能降耗方案

对石灰石采样、制样，成分分析等进行全流程监管，强化石灰石品质管理评价，在提高脱硫系统可靠性的同时实现系统能耗的降低。在石灰石采购过程中，受到石灰石品质整体呈下降趋势等影响，可以开展脱硫吸收剂部分替代可行性研究相关工作，探究造纸白泥、电石渣作为替代石灰石的替代吸收剂可行性等问题，利用替代吸收剂保障脱硫效果，并大幅降低脱硫成本。

结束语：总而言之，在火电厂的环保设施节能降耗技术方面，因起所属专业不同呈现出形式多样的特点。在脱销装置节能降耗技术中最常应用的技术是流场优化、喷氨优化、智能分区喷氨、全寿命管理催化剂等，用以提升脱硝系统运行性能，控制运行成本。脱销装置的节能降耗则主要集中在对氧化风机、石膏脱水机、浆液循环泵的节能改造方面。现阶段除尘管理环节仍旧较为粗放，节能降耗相关技术应用较少，降耗空间巨大。从总体上来看降耗形势依旧严峻，需要各方共同努力，促使环保降耗更进一步。

参考文献

[1]徐涛,张志中,魏宏鸽,裴煜坤,杨用龙,杜振. 火电厂环保设施能耗分析及节能降耗技术探讨[J]. 能源工程,2021,(03):57-62+77.

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