在燃煤電廠節(jié)能減排設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員有必要將煙氣脫硫系統(tǒng)作為重點(diǎn)改造優(yōu)化對(duì)象，該種系統(tǒng)包含的設(shè)備類型和數(shù)量有多種，其在運(yùn)行期間，會(huì)消耗大量的電能、水能和石灰石等材料資源。對(duì)其設(shè)備進(jìn)行改造，對(duì)其運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，于整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能減排，綠色環(huán)保具有實(shí)際意義，控制系統(tǒng)能源消耗量，電廠整體的能耗量也會(huì)降低。電廠人員可以從節(jié)電、節(jié)水、節(jié)約應(yīng)用材料等方面入手，提高煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能效果。

在煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，優(yōu)化設(shè)計(jì)人員需要從其運(yùn)行功率和運(yùn)行過程入手，改善設(shè)備的運(yùn)行情況和組合結(jié)構(gòu)形式，使設(shè)備功能得到優(yōu)化，使其電耗量降低。另外在其它節(jié)約措施設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員都要站在實(shí)際燃煤作業(yè)角度上，考慮能源和資源節(jié)約問題。相關(guān)的節(jié)約措施不能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。本文主要針對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能進(jìn)行分析。

一、節(jié)約設(shè)備運(yùn)行電耗

煙氣脫硫系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行動(dòng)力多為電能，系統(tǒng)用電設(shè)備用電量占據(jù)機(jī)組耗電量較大比例，為了提高后者節(jié)能效果，設(shè)計(jì)人員務(wù)必要從前者入手，解決其能耗問題。在節(jié)電設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要了解每種用電設(shè)備的額定功率，需要將節(jié)電設(shè)計(jì)與運(yùn)行工作效率和工作成本結(jié)合起來。具體優(yōu)化措施主要包括以下幾種。

1、引增合一改造

這種方式可以使增壓風(fēng)機(jī)等設(shè)備有效聯(lián)系在一起，使其集成優(yōu)勢(shì)大于單獨(dú)作用優(yōu)勢(shì)，這種引增合一改造后的機(jī)組在運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等方面占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)，也能達(dá)到節(jié)電目的[1]。

2、降低漿液循環(huán)泵運(yùn)行電耗

漿液循環(huán)泵額定功率較大，將其作為節(jié)電設(shè)計(jì)對(duì)象，可保證最后的節(jié)電效果。首先，可以從吸收塔改造方面入手，通過調(diào)整塔型或運(yùn)行參數(shù)，使煙氣流速及鈣硫比等參數(shù)得到有效改善，這些變化會(huì)對(duì)漿液循環(huán)泵運(yùn)行產(chǎn)生積極影響，使其功率降低。在吸收塔進(jìn)口處可以設(shè)置換熱器，主要對(duì)煙氣溫度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而間接影響到煙氣體積流量。循環(huán)泵流量也可以得到調(diào)整，在不影響液氣比的情況下，流量較低的循環(huán)泵耗電量較少。其次，改變循環(huán)泵的揚(yáng)程，使其在滿足功能要求的基礎(chǔ)上盡可能減少，減少的揚(yáng)程消耗的電能量便可得到節(jié)約。設(shè)計(jì)人員可以通過調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)阻力來達(dá)到目的。循環(huán)管的直徑會(huì)對(duì)系統(tǒng)介質(zhì)流速產(chǎn)生影響，后者與前者呈反比關(guān)系，增加直徑，系統(tǒng)運(yùn)行受到的水壓會(huì)大大減少，阻力的減少也會(huì)降低能耗。最后，可在吸收塔入口處設(shè)置低溫省煤器，利用凝結(jié)水對(duì)煙氣溫度起到冷卻作用，結(jié)構(gòu)流程如圖1所示：

圖1 低溫省煤器方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在設(shè)置低溫省煤器之后，能夠?qū)煔鉁囟葟?28℃降低到85℃，單臺(tái)機(jī)組節(jié)水可達(dá)49t/h，按照年利用5500h，水價(jià)每噸1元計(jì)算，單臺(tái)機(jī)組全年的節(jié)水量可達(dá)27萬t，節(jié)約水費(fèi)83.7萬元。

3、降低真空泵的運(yùn)行電耗

在機(jī)組運(yùn)行中，真空泵和脫水設(shè)備等的應(yīng)用數(shù)量較多，如果改變?cè)O(shè)備組合方式，減少用電設(shè)備應(yīng)用量，機(jī)組最終的電耗量也會(huì)減少。在兩臺(tái)機(jī)組與一套脫水系統(tǒng)聯(lián)系起來時(shí)，需要使用兩臺(tái)以上的真空皮帶脫水機(jī)來完成脫水任務(wù)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，可對(duì)兩臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)工況進(jìn)行優(yōu)化，使單臺(tái)設(shè)備能滿足其運(yùn)行要求，在這種情況下，脫水設(shè)備的應(yīng)用量為一套[2]。另外設(shè)計(jì)人員也可以通過漿液切換管道或石膏漿液分配器改造優(yōu)化來達(dá)到降耗目的。

4、降低煙氣系統(tǒng)阻力

煙氣系統(tǒng)阻力很大時(shí)，機(jī)組需要消耗較多的電能來克服該阻力，降低阻力，電能消耗量也會(huì)減少。主要對(duì)煙道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其布置形式和截面積等滿足節(jié)電要求。這種設(shè)計(jì)主要通過改變煙氣流速來達(dá)到目的。圓煙道可以代替原煙道，煙道長度也需要縮短，彎頭布置數(shù)量需要減少，如此系統(tǒng)阻力才會(huì)降低。

5、電機(jī)變頻優(yōu)化設(shè)計(jì)

變頻電機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)需求改變運(yùn)行效率，從而達(dá)到節(jié)電目的，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)該事項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。但不能降低電機(jī)的運(yùn)行效率，使其能有效滿足不同濃度二氧化硫的處理要求。

二、節(jié)水

在煙氣脫硫過程中，有的方法會(huì)消耗大量水資源，如石灰石——石膏濕法脫硫工藝。脫硫反應(yīng)中的用水來源有很多，如放熱過程中的水分蒸發(fā)排出過程等，設(shè)計(jì)人員還要利用相關(guān)的裝置措施來減少用水，回收廢水和冷凝水等。

1、安裝煙氣換熱器

該種設(shè)施可以減少蒸發(fā)水，使水蒸汽能通過冷凝，變成水，得到回收。煙氣換熱器主要安裝在原煙道中，該煙道靠近引風(fēng)機(jī)出口側(cè)，其可對(duì)煙氣余熱進(jìn)行加熱，使其有機(jī)會(huì)冷凝成水[3]。不同功率的機(jī)組對(duì)煙氣溫度的降低程度不同，但都會(huì)使煙氣凝結(jié)為低溫水，低溫水在加熱過程中，會(huì)進(jìn)入熱力系統(tǒng)中，針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)人員可改善電熱器，水資源消耗量與電熱器用氣量呈正比關(guān)系，降低后者，前者也會(huì)減少。

2、提高冷凝液回收效率

在煙氣脫硫系統(tǒng)應(yīng)用中，凈煙道處經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)冷凝液，這是因?yàn)橄嚓P(guān)吸收塔出口溫度適宜制造煙氣水露，在煙道傳輸煙氣的過程中，凈煙氣的溫度也會(huì)下降，制造更多的冷凝水，還有很多未冷凝的水蒸汽被排放到其它環(huán)節(jié)裝置中。這在無形中浪費(fèi)了水資源，且不會(huì)對(duì)脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水量造成影響。為了減少系統(tǒng)用水，節(jié)約冷凝水，設(shè)計(jì)人員還要設(shè)計(jì)冷凝水回收裝置，使其能有效連接凈煙道，回收該處產(chǎn)生的冷凝液，如此系統(tǒng)中也不會(huì)發(fā)生石膏雨現(xiàn)象[4]。

3、優(yōu)化石膏脫水系統(tǒng)

石膏脫水系統(tǒng)的運(yùn)行需要應(yīng)用兩臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)，每臺(tái)機(jī)器的處理能力為設(shè)計(jì)工況的100%容量，對(duì)此應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可在石膏旋流器前設(shè)置漿液切換管道，在旋流器的下游位置則要設(shè)置石膏漿液分配器。在此情況下，只需要開啟1臺(tái)脫水機(jī)便能處理兩臺(tái)機(jī)組的石膏量，由此省去了石膏漿液緩沖箱的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，由此也就降低了能耗。石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化前后的費(fèi)用比較如表1所示：

表1 石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

4、重復(fù)回收利用冷卻水和沖洗水

脫硫系統(tǒng)在冷卻水處理中，會(huì)出現(xiàn)閉式水和開式水兩種情況，在閉式水設(shè)計(jì)中，應(yīng)參考主廠房閉式水系統(tǒng)，使兩者在布局設(shè)計(jì)和其它方面保持統(tǒng)一，后者還會(huì)使前者得到循環(huán)利用。在開式水設(shè)計(jì)中，應(yīng)單獨(dú)收集冷卻水，將采集裝置與工藝水箱連接在一起，使后者完成冷卻水的回收利用工作。為了有效回收冷卻水和沖洗水，一般會(huì)在脫硫系統(tǒng)中設(shè)置集水泵和集水坑，前者可以滿足冷卻水循環(huán)要求，后者可以使沖洗水得到有效回收，這兩種裝置都會(huì)使冷卻塔及系統(tǒng)的耗水量減少。

5、有效治理脫硫廢水

在煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，脫硫過程也會(huì)產(chǎn)生很多廢水，這些廢水往往都被排放掉，雖然經(jīng)過治理，其已滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，但如果能實(shí)現(xiàn)零排放，該部分水資源也可以得到重復(fù)利用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水目的[5]。所以設(shè)計(jì)人員還要在系統(tǒng)節(jié)水優(yōu)化設(shè)計(jì)中，加入先進(jìn)的廢水處理技術(shù)，如“預(yù)處理+正滲透MBC系統(tǒng)+結(jié)晶”等工藝。

三、節(jié)約石灰石

在石灰石——石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)消耗大量的石灰石材料，為了減少石灰石損耗量，相關(guān)人員應(yīng)從石灰石質(zhì)量控制方面入手，通過選擇優(yōu)質(zhì)石灰石，來提升鈣硫比和漿液PH值，如此二氧化硫的吸收率也會(huì)提升，脫硫效率會(huì)得到保證。在選擇石灰石時(shí)，應(yīng)以其碳酸鈣含量為選擇標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

在煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員除了可以改善設(shè)備設(shè)施等，還可以利用可再生、無污染的資源或能源代替原系統(tǒng)運(yùn)行所需能源，也可以引進(jìn)新技術(shù)和新設(shè)備，來減少能源的消耗量。總之煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)需要保持靈活性和彈性，以便及時(shí)引入新的節(jié)能措施，提升系統(tǒng)節(jié)約效率。另外設(shè)計(jì)人員還要做好計(jì)算記錄等工作，使相關(guān)的能耗數(shù)據(jù)得到有效分析，如此節(jié)能方案才科學(xué)合理。