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摘要：火力发电占我国电力生产60%以上的比例，在为电力产能稳定贡献的同时，也造成了严重的大气污染。尤其近年来，在可持续经济发展要求的前提下，我国监管部门加大了对火力发电排放烟气中的污染气体治理力度，特别要求在脱硫技术方面进行加强。二氧化硫是酸雨的主要污染物，因此，火力发电厂的脱硫技术关乎火力发电的未来。本文以下结合600MW发电机组的脱硫技术进行研究，分析了火力发电厂脱硫技术存在的问题，并提出了可行的解决方案。
关键词：火力发电厂，脱硫技术，脱硫率，技术问题，解决方案
火力发电主要是通过燃烧煤炭、石油等资源，是借助发电动力装置将燃料化学能经过蒸汽热能、机械能转化为电能的过程。尽管火力发电效率低，浪费严重、污染厉害，然而由于其成本低、技术成熟、易实现的优势，使得火力发电在发电方式中仍然占有重要地位。脱硫技术是减少火力发电污染的关键技术，能有效减少二氧化硫等酸性气体的排放。结合目前我国火力发电厂所应用的脱硫技术，深入研究有效的解决方案，找到科学的、合理的解决措施。
1、火力发电厂脱硫技术概述
我国的主要电力供应依赖火力发电机组，结合产能、效率、质量等多方面的要求，国内新建火力发电机组的单机容量单位以600MW为主力，从而实现发改委等部门提出的上大压小、节能减排等要求。作为最大的煤炭生产国和消费国，我国煤炭的特点是硫分较高，燃烧会释放大量的二氧化硫。火力发电作为煤炭消费的主要渠道，一直对环境有巨大影响。
结合脱硫技术来说，我国火力发电厂使用的主要为半干法和湿法。其中，半干法是利用喷雾干燥的原理，将硫化物吸收剂浆液喷入吸收塔内，与燃烧生成的二氧化硫发生中和反应，形成固体废渣，从而达到脱硫的目的，具有很好的实际效果。
大型火力发电厂应用较多的湿法脱硫方法包括碱式硫酸铝法脱硫技术、湿式氨法脱硫技术、海水脱硫技术、双碱法脱硫技术、简易湿法脱硫技术等。湿法脱硫与半干法相比，脱硫剂和脱硫产物均为湿态；半干法和湿法脱硫两者各有优缺点，半干法费用少、成本低、设备可靠性高、脱硫效果明显；而湿法脱硫率极高，钙利用率高，但是缺点突出，成本高、投资大、运行费用高、废水难处理。因此，两者的使用侧重不同，半干法成为火力发电厂的主导型脱硫工艺，而湿法主要用于大型锅炉的脱硫。
2、火力发电厂脱硫技术问题的解决方案
常见的600MW机组锅炉为N型结构布置，其前炉膛为燃烧室，顶部与后烟道进行辐射换热，实践证明，机组快速高效的脱硫可以降低火力发电中的污染，因此利用增加喷嘴数量，通过优化雾化方式和降低吸收塔烟气温度等方法，可以提高其脱硫效率。
2.1 合理控制吸收塔烟气温度
有关实验和经验表明，烟气的温度与脱硫效率成反比，因此，合理控制吸收塔中烟气的温度是整个脱硫技术的重要环节。例如，A火力发电站控制烟温一般为80℃左右，而B站则为72℃左右，但并不表示B电厂的脱硫效率优于A电厂。
其原因主要是存在雾化不均匀，温度过低导致部分区域受热不均，烟气进入除尘器温度之后低于露点便会导致材料和设备等腐蚀，脱硫时灰粒存在结块等问题，这将会严重降低除尘器的吸尘效果，影响脱硫效率。相反，在不影响除尘效果的提前下适当提高吸收塔温度，保证整个脱硫系统稳定运行。此外，要想提高脱硫效率并且增加除尘器的使用寿命，必须严格控制除尘器中烟雾含量和硫含量，锅炉烟气的排放量也是保证脱硫工艺稳定而经济运行的关键因素。
2.2 增加喷嘴数目 优化雾化方式
举例说明：A厂有六个喷嘴，而B厂有四个喷嘴。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有关技术人员对A、B两个火力发电厂的喷嘴数量和雾化方式分析对比发现，A电厂每个喷嘴涉及的雾化面积较小，能够更均匀控制烟气温度，全部喷嘴一起工作产生的死角也相对较小，这样有利于增大烟气中二氧化硫和消石灰的反应空间，效率大大高于分布于吸收塔四个角喷嘴的B电厂。通过适当增加喷嘴数量来优化雾化方式，提高脱硫效率也是我们极力要探讨的问题。
2.3优化大灰斗循环灰进入装置
火力发电厂的脱硫率还有一个重要影响因素就是大灰斗循环灰进入装置的部位。不同部位进入大灰斗循环灰，脱硫率可能会相差很多。
例如，与大灰斗循环灰设计进入位置在文丘里管的上部相比，如果大灰斗循环灰进入位置设计在文丘里管的中部，能够促进循环灰的均匀性和流化性，同时还能提升循环灰与反应装置中的烟气的接触率，接触率越高，接触越充分，反应越彻底，二氧化硫的吸收越完全，从而提高了硫化物的吸收率，提升了脱硫效果。在大灰斗循环灰进入装置的过程中注重细节优化设计，达到良好的脱硫效果。
2.4提高预除尘器的除尘效率
除尘率对火力发电厂脱硫效率的影响还是很大的。除尘率高，吸收反应塔中煤炭燃烧后生成的碳烟灰尘就少，对吸收反应的影响就小，反之，除尘率低，在反应塔中还存在大量的粉煤灰，严重干扰了吸收剂和二氧化硫的反应进行。直接导致的后果就是吸收塔中的消石灰利用率下降，脱硫效率下降，出现脱硫不彻底的现象。因此，预除尘器的除尘效果能够直接影响火力发电厂的脱硫效果。优化预除尘器的设计细节，更加注重除尘效率的提升，降低消石灰和硫化物反应的干扰，提高预除尘器的除尘效果将是未来研究的重点。
2.5做好煤质选择工作
由于火力发电的主要原材料是煤炭，而煤炭的优劣直接决定着燃烧后生成的二氧化硫的多少，煤质优，含硫量低，需要脱的硫化物就少，对整个反应的要求就低，相应的污染排放就是少，而煤质差，含硫量过高，灰分大，这些都会增加脱硫的难度，导致脱硫率低，脱硫不彻底，造成废气二氧化硫的污染排放。因此，煤质的选择工作是脱硫的基础，能从根本上减少二氧化硫的产生。将煤种的含硫量控制在1.0%~1.2%之间，既能保证高的脱硫率，又能降低硫化物的排放，从而达到最佳的脱硫效果。
2.6提高生石灰品质
生石灰和硫化物反应生成硫化钙沉淀，将气态硫固态化，从而实现脱硫。生石灰作为火力发电厂脱硫反应的主要反应物，其品质对脱硫效果的影响无疑是巨大的。生石灰作为脱硫剂，在反应中承担着重要责任，生石灰的优劣包括浓度，活性，纯度等等都能够干扰反应的进行。首先在保证生石灰品质达到规定要求前提下，尽可能的提高生石灰的品质，并强调合适的反应温度，合适的酸碱度，合适的浓度，才能达到最佳的反应过程和吸收效果。一般要求生石灰的纯度应该在80%以上。
3、结束语
总体来说，我国火力发电厂在脱硫技术应用方面使用的两种方法，半干法和湿法都应该达到最佳的脱硫效果。在实际的脱硫过程中存在的各种问题都应该深入分析，及时解决，这需要所有的相关技术科研人员的不懈努力，不仅是对职业道德的操守，更是社会责任感的体现。
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论文作者:庞明
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/24
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