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提高烟气脱硫效率,保证设备可靠运行

2021-11-17李庆

装备维修技术 2021年39期
关键词:烟气脱硫火电厂优化措施

摘  要:火电厂在日常生产运行中会消耗大量燃料,同时还会排出大量污染烟气,这就要求火电厂在生产运行中必须做好对烟气的净化处理,严格按照国家环保要求控制烟气中的污染物含量。石灰石湿法烟气脱硫作为当下火电厂常用的脱硫工艺,为了提升烟气脱硫效果,文章先对影响烟气脱硫的相关因素进行了分析,并围绕烟气脱硫设备提出了相关治理和运行优化措施,以期促进烟气脱硫效率及设备运行可靠性的提升。

关键词:火电厂;烟气脱硫;影响因素;优化措施

1石灰石湿法烟气脱硫工艺的概述

石灰石湿法烟气脱硫技术作为生产中最为常用的脱硫技术,如果长期发展,其不仅工艺非常成熟,脱硫效果好,脱硫效率基本都能够超过98%,并且其适应性非常强,几乎可以适用于各种煤种。该工艺在应用中,先通过风机将锅炉燃烧所产生的烟气引入脱硫系统,之后再通过加热器热交换处理,再将处理后的烟气排入吸收塔,由于吸收塔会通过喷淋系统喷出大量雾状石灰石浆液,在此过程中,烟气就会与石灰石浆液进行全面接触,进而起到脱硫固化的作用[1],同时在脱硫完成后,吸收塔中还设置有除雾器,其能够有效去除经过处理后烟气中的雾滴,是烟气达到排放标准,最后经排烟系统排出。

2影响脱硫效率的主要因素

通过调查分析可知在现阶段影响烟气脱硫系统的因素主要有以下几点:

2.1入口烟气温度

在火电厂日常运行中,经常需要根据生产计划调整机组负荷,这就导致燃煤锅炉的负荷也会出现变化,进而影响FGD进口烟气的温度,最终影响脱硫效率。在相关参数固定的情况下,温度越低,气体的溶解度越高,因此在石石灰石湿法脱硫中,吸收塔温度较低则有利于提升脱硫效率,增加烟气中含硫气体与将夜的反应程度。与此同时,烟气脱硫中所发生的化学反应属于放热反应,根据化学平衡理论,如果降低温度,则能够加快正反应的进行,也有助于提升脱硫效率[2]。但是烟气在最终排放时也有着相应的温度标准,如温度过低,也不利于烟气的排放,所以在具体烟气脱硫中,必须结合工艺条件和相关标准控制吸收塔入口烟气的温度在较为合理的范围之内。

2.2入口烟气SO2浓度

SO2在吸收塔中的吸收反应属于可逆反应,每个不同组分的浓度都会对整个反应平衡造成影响,结合双模理论可知,在保证其他相关反应条件一定的情况下,增加SO2浓度,则能够加快整个反应的进程,提升反应速度,提高脱硫效率,因为当SO2浓度的浓度增加,则会提高SO2气相分压,加快其与石灰石浆液的反应。但是SO2浓度在提升过程中,也会进一步加快碱性物质的消耗,增加液膜阻力,影响脱硫效率。所以在具体湿法烟气脱硫中,需要全面考虑工艺特点和燃煤锅炉的具体情况,合理进行入口烟气SO2浓度控制。

2.3液气比及浆液循环量

液气比指的是液体与气体在流量方面的比值,其余吸收塔、婕茜塔等的运行都直接相关,在烟气脱硫中对于含有气体的吸收,其表面積与业绩比直接相关,如果控制其他参数为定值,但是增加液气比,这就能够提升吸收塔的喷淋密度,增加石灰石浆液与烟气的接触面,进而促进脱硫效率的增加。但是烟气流量和吸收液流量之间依然存在着相应的平衡比值,如果超过该值或者低于该值,都会影响脱硫的效率,低于该值脱硫效率会相对较低,超过该值,则会增加吸收剂的消耗[3]。同时在烟气脱硫中,通过提高浆液循环量,也能够加大石灰石浆液与烟气间的接触,加快二者间的反应速率,提高脱硫效率,并且还可以加快亚硫酸根到硫酸根的转化,促进副产物的形成。

2.4吸收塔浆液pH值

在湿法烟气脱硫系统运行中,烟气中的只有气体在进入到吸收塔后,会迅速与喷淋的石灰石浆液进行反应,整个过程十分迅速,但是石灰石的溶解以及石膏的形成则需要较长的时间。在吸收塔中,浆液值pH与石灰石溶解浓度以及二氧化碳的平衡分压直接相关。在烟气脱硫过程中,吸收塔浆液pH会随着烟气与石灰石浆液的反应而不断增加,这是因为随着pH值的提升,浆液碳酸钙含量会提高,浆液酸性减弱,从而促进脱硫效率的提升,但是经研究表明,在pH值超过6.5以后,脱硫效率并不会随着pH值的增加而进一步提高,且还会呈现降低趋势,其原因是因为在pH值过高时,钙离子的析出难度会大大增加。与此同时,pH值的增加,不仅会进一步抑制亚硫酸盐的氧化,并且还会加快脱硫产物的结晶,在吸收塔内壁上形成大量结垢,严重影响脱硫效果。所以,在具体烟气脱硫生产中,需要有全面结合石灰石的溶解度以及含硫气体情况,合理进行浆液pH值的控制,经过大量实践表明最佳pH值一般在5.0~5.8。

3烟气脱硫设备的治理和运行优化措施

为了进一步促进烟气脱硫设备运行效率的提升,在具体工作中可以通过改进设备性能和优化运行措施来增强脱硫效果,提高脱硫效率。首先,作为相关操作管理人员,必须不断增强综合能力素养,不好对烟气脱硫系统中各项设备设施的运行参数的分析研究,并结合具体生产情况和工艺要求,对脱硫运行方案进行优化改进,以技术掌握和设备设施维护作为日常工作中的重点和关键。同时,在调整优化设备参数时,必须从整体入手,综合考虑与之相连的其他参数,这样才可以确保烟气脱硫设备设施整体运行状态的稳定安全[4]。其次,在日常运行管理工作中,需要做好对机组负荷及烟气量信息数据的实时采集和分析,以此为基础,合理调整吸收物比例,并做好烟气脱硫设备处理量与污染物产量间的平衡控制,确保烟气脱硫设备能够在既定标准负荷范围内完成脱硫目标。再者,吸收塔浆液碱性过高,会增加吸收剂的使用量,进而导致脱硫脱水效率降低,堵塞除雾器。但是如果石膏量过低,酸性过强,则不利于烟气脱硫吸收,所以在脱硫过程中必须全面调控碳酸钙的比例及含量,尽可能提高脱硫效率,降低结垢风险。此外,通过合理使用真空皮带脱水机。在现阶段工业生产烟气治理中,基本都会采用脱水机,脱水机在运行中如果浆液没有彻底铺满机械皮带,在真空度降低时,石膏的浓度也会相对较低,在此过程中就必须反复添加石膏浆液,直至石膏铺满皮带。做好石膏浆液量的管控,对于提升脱硫效率有着非常重要的意义,这是因为石膏浆液密度和旋流环节直接相关,密度低则会影响石膏在处理炉中效果的发挥,难以保证旋流目标的实现,影响真空皮带机的脱水效果。但是在液体密度较大时,吸收塔内石灰石浆液的含量则会提升,不仅排出难度较大,并且还会加剧相关设备的损耗,增加设备运行维护成本,缩短使用寿命。因此,在具体烟气脱硫运行生产中,必须全面做好石膏旋流管控,结合具体烟气脱硫情况以及机组运行负荷做好对石膏旋流子的检查监测,及时进行调整维护,尽可能降低旋流子堵塞、结构等方面问题的发生,切实保证烟气脱硫效率,提高烟气脱硫设备设施的运行可靠性。

结语

综上所述,为了实现火电厂的绿色可持续发展,火力发电企业必须充分认识到烟气脱硫的重要性,做好对各类烟气脱硫影响因素的分析研究,并围绕烟气脱硫设备、脱硫工艺等进行不断的优化改进,不断促进烟气脱硫效率以及烟气脱硫设备运行可靠性的提升。

参考文献

[1] 王彬.石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统优化[D].济南:山东大学,2010.

[2] 马苗云.燃煤电厂湿法烟气脱硫系统优化控制的仿真运行研究[D].保定:华北电力大学,2012.

[3] 赵龙彬.燃煤烟气石灰石-石膏湿法脱硫影响因素研究[J].哈尔滨商业大学学报,2017(4):423-425.

[4] 李波.火力发电厂中的石灰石-石膏湿法烟气脱硫方法分析[J].水利电力,2018(6):179.

作者简介:

李庆(1987—),女,汉,河北省邯郸市,本科,助理工程师,研究方向:烟气脱硫

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