火电厂环保设施能耗分析与优化控制李海明

火电厂环保设施能耗分析与优化控制李海明

关键词:火电厂;环保设施;能耗分析;优化控制

引言

我国虽然资源多样化,但就目前国情而言,依旧是以煤、石油等为主要能源,此类能源在生产过程中难免会产生各种污染,这样的能源格局将会大幅度的降低我国能源储备。因此,近年来,我国越来越重视开发新型环保能源,实施节能减排等措施,在这样的情况下,火电厂中的二氧化硫、氮氧化物等大气环境污染物的排放得到有效控制。但是,火电厂投入使用的环保设施会增加内部电量的消耗,故此,需要采取有效的改造措施,降低火电厂环保设施能耗。

1火电厂环保设施能耗分析

1.1脱硫设备的降耗方法

1.1.1原、净烟气CEMS测点优选比对

部分电厂定期使用便携式烟气分析仪对脱硫吸收塔进、出口SO2含量进行实测,判断吸收塔的真实脱硫效率,分析CEMS测量准确性,及时做好CEMS测点的标定工作。同时,发现由于烟气流场分布不均,CEMS探头的安装位置对脱硫效率指标有较大影响,通过试验、比对,优选CEMS取样位置,使脱硫效率指示达到最真实值,为实现达标排放和停运浆液循环泵创造了条件。

1.1.2合理控制浆液PH值及脱硫出口SO2浓度

通过供浆泵改变频或供浆开关门改调门等方式,将吸收塔间断大流量供浆方式变为连续小流量供浆,控制吸收塔PH值在合理范围内,提高浆液反应活性,在达标排放前提下,合理控制SO2排放浓度,以减少浆液循环泵运行数量,达到节能降耗的目的。

1.1.3提高石膏品质

提高电除尘的除尘效率,尤其是要优化锅炉启停投油助燃时的电除尘运行方式,减少吸收塔浆液的杂质来源;对脱硫副产物石膏品质定期跟踪化验,确保石膏组成成分在合理范围内,石膏品质较优时,可以增加石膏脱水皮带机的滤饼厚度,提高石膏的脱水效率,从而降低石膏脱水系统的电耗。

1.2脱硝设备的降耗方法

脱硝设备的能量损耗主要表现在以下方面,一是蒸汽损耗,二是风压损失。之所以会出现风压损失,是由于催化剂积灰或空预器因硫酸氢铵沉积堵塞所导致的,故此,在改造过程中,需要对烟道的设计进行优化,以促使催化剂积灰的情况有所减少,合理调整喷氨量,定期实施喷氨优化调整试验,以控制喷氨均匀性,降低氨逃逸,同时,提高烟气温度,抑制硫酸氢铵在空预器蓄热元件的结露沉积。至于蒸汽损耗,则是因为蒸汽吹灰以及液氨加热蒸发所导致的。故此,在脱硝设备运转过程中,需要对蒸汽吹灰的效率进行优化,可以将声波吹灰法引入其中,用普通压缩空气取代高温蒸汽进行吹灰进而减少蒸汽的消耗。另外,根据入口烟气NOX浓度及时调整喷氨量,保证脱硝效率的同时严格控制氨气逃逸率。

2火电厂环保设施能耗优化控制措施

2.1加强火电厂热力系统节能技术研发

在火电厂的生产和运行中,其热力系统是高科技与理论结合的产物,是火电厂迈向节能领域的重要体现。热力系统有着非常大的节能潜力,投入的资金少,并且很快能够看见效果。在火电厂的运行中,大力研发热力系统的节能技术,对于节约能源、调整火电厂的产业结构以及推动相关技术发展等具有非常重要的意义。目前,热力系统在火电厂的实际运行中,由于缺少节能理论作为指导、相关设备运行维护等工作不到位等因素的影响,热力系统机组的经济性大幅度降低,为此,需要结合火电厂中热力系统的实际情况,研发其新技术,改进热力系统的运行。例如:在新的热力系统机组中可以通过优化改造、节能性能诊断以及能源损耗检测等来实现火电厂的节能目标;按照热力系统实现节能的相关理论知识来设计、改造系统,大力推广和使用回收利用锅炉排烟余热技术、化学补水系统技术以及回收利用锅炉排污余热技术等,以此改善火电厂中热力系统的结构,优化热力系统的运行效率和质量,进而减少火电厂运行中的能源消耗,提高其经济效益。由此可见,在火电厂的运行过程中,为降低环保设施能源消耗,可以积极的进行热力系统节能技术的研发。

2.2脱硫装置降低能耗的措施

为了实现脱硫系统节能效果最大化,应严格控制除雾器的阻力,对除雾器进行及时的定期的清洗处理,使其满足阻力变化的需求,加强对脱硫阻力的有效控制。除此之外,还可通过其他方式保证烟气排放正常,如选择波纹高、换热片低的GGH,更利于清扫打理,保证除雾器的清洁度,以此实现换热元件可正常工作。

2.3减少静电除尘器消耗的措施

首先,必须抑制背面电晕的发生。通过使用间歇脉冲电源,不仅可以有效地控制防晕现象,而且可以提高除尘效率。其次,根据实际情况选择有效的电源模式。例如,根据烟气温度的变化、烟气流量及烟气中的烟尘含量的变化选择合适的工作方法和工作功率。最后,定期维护和管理静电除尘器。

2.4加强电气部分设施的技术改造

电气部分是火电厂环保设施运行中不可缺少的系统,而在降低环保设施能源消耗的技术改造中,也可以积极的改造电气设施。目前,火电厂电气设施的改造主要以永磁调速、变频调速将电机改为双速等措施,并且这些技术都取得较为明显的节能效果。例如:若是电气系统使用的机组为300MW,其水泵通过变频调速后节约的电能大约可以达到百分之三十五,若是按照这个数值来计算,大约3年左右的时间火电厂就能够收回电气系统改造投入的资金。随机电气系统改造技术的不断发展和成熟,变频调速技术得到广泛应用,由最初用于改造小型辅机的风机系统,到后来的循环水泵系统,其节能效果都非常明显。但是,变频技术在带给火电厂可观的经济效益时,其电气系统也变得更为复杂,大幅度提升电气系统的维修成本。因此,在对火电厂环保设施的电气系统进行改造之前,需要全面分析火电厂以及电气系统的情况,对其展开可行性研究;在改造的过程中,要确定电气系统的共振转速区,使变频器可以快速在该范围内通过;改造之后可能会影响电机的使用寿命,故而需要注意变频器相关元器件使用的可靠性。

2.5汽轮机辅机技术改造

对汽轮机辅机的改造也是降低火电厂环保设施能源消耗的重要途径。汽轮机的辅机系统改造主要包含热力系统的改造和水泵的改造等。对于辅机系统中水泵压头余量大、水泵运行效率低等问题,可以实施叶型优化改进措施,使用效率较高的叶轮等方式来降低水泵消耗的电能,进而提高其运行效率。此外,若是在循环水泵的内部涂上一层特殊材料也可以提高其运行效率,从而实现节约电能的目的。

结语

总之,目前的火电厂在制造、设计和运行环保设备的过程中发展迅速,并在实践中得到广泛应用。但是,大力推进污染物减排会增加火电厂的运营成本,从而增加能源消耗。随着火电厂排放更多污染物,火电厂必须改革自己的技术,选择合适的节能技术和优化方案,以确保火电厂的正常运行,以此来保证企业的长久发展。

参考文献

[1]许月阳,薛建明,管一明,等.燃煤电厂环保设施运行状况及性能诊断技术研究[J].中国电机工程学报,2011(S1).

[2]胡芝强.试论新环保标准下火电厂环保设施的改造[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018(04):151-152.

[3]杨青山.火电厂环保设施节能改造方案探索[J].华电技术,2016,38(05):68-69+72+80.

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