摘要：本文在对湿法烟气脱硫技术的特点及原理分析基础上，结合实例，对湿法烟气脱硫技术在工程实践中的应用及其运行经济性进行分析，以为相关实践及研究提供参考。
关键词：湿法烟气脱硫技术；运行；经济性；分析
在社会经济快速发展以及工业化、城市化进程不断加快的推动下，所带来的环境污染与生态破坏问题也日益严重。其中，煤炭和石油作为能源消耗中占比较大的部分，其在生产与生活应用中排放的SO2等污染物所造成的环境污染与破坏问题更加严重。在这一形势下，工业生产中引入烟气脱硫技术，以缓解与资源、环境的矛盾，逐步实现社会经济的可持续建设与发展，具有十分积极作用和意义。下文将通过对湿法烟气脱硫技术的特点及原理分析，结合实例，对湿法烟气脱硫技术在工程实践中的应用及其运行经济性进行研究。
1、湿法烟气脱硫技术的特点及原理分析
湿法烟气脱硫技术作为烟气脱硫技术的一种类型，其在企业生产中具有较为广泛的应用，以石灰石-石膏湿法烟气脱硫法、简易石灰石-石膏湿法烟气脱硫法、海水烟气脱硫法等技术类型最为常见。除湿法烟气脱硫技术外，比较常见的烟气脱硫技术还包含干法、半干法烟气脱硫技术，其在火电厂脱硫工艺中应用都比较多。
其中，湿法烟气脱硫技术中，技术条件相对成熟在且工程实践中应用较多的一种技术类型为石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，该技术不仅在实践中应用广泛，且由于其技术条件较为成熟，对各种工业生产与脱硫工艺实践的适用性也比较强，在任何含硫量煤种的烟气脱硫中均能够达到较好的脱硫工艺效果，尤其适用于新建大型火电厂的烟气脱硫机组，其脱硫率平均达到95%以上。它通过将水溶液或者是浆液作为脱硫剂，将生成脱硫产物存于水溶液会浆液中，呈湿态存在，该工艺技术进行脱硫生产不仅反应迅速，且设备较为简单，进行脱硫生产的效率较高，同时也具有腐蚀影响严重以及运行维护成本费用较高、容易形成二次污染等问题。需要注意的是，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术虽然具有以上工艺优势和特征，但是在实际应用中，由于其系统结构较为复杂，且对空间占用较大，初始投资成本较高，同时对工程用电需求较大、需要进行废水处理等，因此，应结合实际情况进行合理选择与设计应用。
2、湿法烟气脱硫技术的应用实例及其运行经济性分析
2.1 湿法烟气脱硫技术应用实例分析
某火电厂机组生产运行中，对湿法烟气脱硫工艺系统设计中，为实现脱硫生产的节能、环保及高效等目的，提高其生产运行的综合效益，针对现有湿法烟气脱硫系统的运行水耗情况设计提出的一种具有高效节水效益的系统方案，并以火电厂630MW与1000MW机组运行为例，对其实际运行应用的经济性进行评价分析，具体方案设计如下。
根据火电厂现有湿法烟气脱硫系统运行的水耗分析，在确定烟气脱硫生产中烟气携带的气态水是整个脱硫工艺水耗产生的主要部分后，结合烟气携带的非饱和状态下水蒸气量是由火电厂机组的锅炉燃煤与运行条件决定，而通过烟气加热蒸发的水蒸气则与烟气参数有关，因此，在进行该火电厂机组湿法烟气脱硫系统设计中就针对烟气加热蒸发的水蒸气所产生的水耗情况，进行相应的湿法烟气脱硫系统节水方案设计，并通过实际运行应用对其经济性进行验证分析。如下图1所示，即为该火电厂机组针对湿法烟气脱硫系统运行水耗所设计的具有节水功能的系统方案示意图。
图1 某火电厂湿法烟气脱硫系统方案示意图
根据上图可以看出，该系统方案在脱硫生产中，是由布置在除尘器后面的脱硫塔前氟塑料热换器实现烟气余热吸收以及热量转移，其中，在热量转移过程中，将热量转移到余热使用装置一侧后，该装置一般由机组的低加回热系统、热网加热系统或者是暖风器系统进行承担，同时，在烟气余热吸收后脱硫塔热入口的烟气温度就会降至较低值，以实现烟气加热带来的水蒸气蒸发量减少，达到降低脱硫系统运行水耗的目的。上图中就是通过将烟气脱硫生产中的烟气余热引入低加回热系统，由8号低加入口与7号低加出口混合凝结水作为热媒水，进入氟塑料换热器与低压省煤器进行换热完成后，在回到6号低加入口，同时脱硫塔入口的烟气温度在热媒水换热冷却下，烟气温度也降至较低值，然后再进入脱硫塔系统实现脱硫运行。
上述火电厂机组湿法烟气脱硫技术方案中，其换热器为氟塑料材料，对低温酸腐蚀以及积灰的腐蚀影响抵抗作用较强，因此，在火电厂机组湿法烟气脱硫工艺系统中设计应用适用性也比较显著；同时，氟塑料换热器的总体传热系数要比金属换热器较高，在相同换热量情况下其传热面积较小，同时氟塑料换热器的体质量较轻，因此进行传热的效率比较高；最后，该技术方案在烟气脱硫生产运行中通过将排烟温度降至较低水平能够减少烟气加热造成的水蒸发量增加引起水耗较大的问题，具有较好的节水效益，同时进行排烟温度降低与烟气余热回收，也能够实现热能循环利用，具有较大的开发应用潜力，由此带来的效益也十分显著。
2.2 经济性分析
结合上述湿法烟气脱硫技术方案，为对其运行应用的可行性与经济性进行验证分析，以某火电厂630MW与1000MW锅炉机组运行工况为例，通过对该技术方案的引进应用，对其方案在实际生产运行中的可行性和经济效益进行评价分析。如下表1所示，即为该火电厂630MW与1000MW锅炉机组的燃煤与运行有关参数条件。
表1 某火电厂630MW与1000MW锅炉机组的燃煤与运行相关参数条件
根据湿法烟气脱硫系统运行特点，在脱硫塔进口烟气温度不同的情况下，其系统运行中减温水蒸发量也不同，因此对脱硫系统出口烟气中水蒸气饱和分压力变化产生相应的影响，出现相对应的脱硫系统出口烟气水蒸气饱和温度及湿度不同，即脱硫系统出口净烟气的温度与含水量变化。因此，为进行该技术方案在脱硫系统运行应用经济效益分析，首先应对其脱硫塔出口烟气温度与入口烟气温度的变化关系进行研究。如下图2所示，即为机组脱硫塔出口烟气温度与入口烟气温度变化关系曲线示意图，根据该图可看出，脱硫塔入口烟气温度降低，其机组对应的出口烟气温度同时降低，同时在脱硫塔入口烟气温度降低情况下，其系统运行中所减少的水耗量即为所减少的减温水耗量。
图一 图2
（1）脱硫塔出口烟气温度与入口烟气温度变化关系
（2）脱硫塔入口烟气温度与减温水耗量变化关系
根据上述分析，在假设脱硫塔入口烟气温度由120至80℃的情况下，那么，火电厂630MW机组与1000MW机组运行中，其湿法烟气脱硫系统的减温水耗量减少经计算分别达到48.6t/h与74.1t/h。结合这一情况，如果将该火电厂机组的年运行小时数设置为7000h，同时假设其机组运行的负荷率为0.7，水单价设定为每吨2元时，就能够对两个机组脱硫系统运行的年节水量进行计算获取，进而对其年节水所产生的经济效益进行计算获取。在上述参数条件下，某火电厂630MW机组的年节水量可达到23.8万吨左右，系统运行节水带来的经济收益约为48万元；同时，火电厂1000MW机组脱硫系统运行的年节水量能够达到36万多吨，其年节水带来的经济收益达到72万元以上。此外，在该技术方案投入运行情况下，设定脱硫塔入口烟气温度降低幅度为120℃至80℃，那么根据等效焓降法进行计算，其630MW与1000MW机组运行的总节煤量分别为1.78与1.95g•kW-1•h-1，设定标煤价格为每吨550元，那么其年节煤收益分别为300万元和525万元以上，经济性十分显著。
3、结束语
总之，对湿法烟气脱硫技术及其运行经济性研究，能够促进其在工业生产中的推广应用，进而减少工业生产与资源、环境之间的矛盾问题，促进社会经济可持续发展，具有十分积极的作用和意义。
参考文献：
[1]李存杰，张军，张涌新，等.基于pH值分区控制的湿法烟气脱硫增效研究[J].环境科学学报，2015，35（12）：4081-4087.
[2]周科，聂剑平，张广才，等.湿法烟气脱硫燃煤锅炉烟气颗粒物的排放特性研究[J].热力发电，2013，42（08）：81-85.
论文作者:郑云龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
标签：烟气论文; 湿法论文; 火电厂论文; 机组论文; 技术论文; 系统论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第29期论文;