代野?丁圣來(lái)+吳世銘+張冬鵬

摘 要：我國(guó)已將“節(jié)約資源”和“保護(hù)環(huán)境”作為基本國(guó)策，尋求污染物減排與節(jié)能的最佳平衡點(diǎn)，對(duì)于中國(guó)能源的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義，因此在環(huán)保設(shè)施的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中都應(yīng)挖掘節(jié)能潛力。在不增加能耗、水耗、物耗的基礎(chǔ)上最大化各污染物脫除效率，以獲得節(jié)能減排的最大效益。

關(guān)鍵詞：污染物;減排;節(jié)能技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)資源環(huán)境破壞的速度和程度也隨之加快，近年來(lái)全球氣候異?，F(xiàn)象不斷發(fā)生，極地冰蓋融化、海平面上升，人類的健康、生活環(huán)境、農(nóng)林漁牧業(yè)生產(chǎn)都受到全球溫室效應(yīng)的極大影響。中國(guó)是世界上最大的碳匯國(guó)之一，政府已經(jīng)把減少污染物排放作為約束性指標(biāo)納入到國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略之中，采取有效的污染物減排政策是中國(guó)履行國(guó)際責(zé)任、改善環(huán)境質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

1.我國(guó)能源利用與碳排放現(xiàn)狀

從全球看，近40年間，全球各主要國(guó)家單位GDP能耗總體呈下降態(tài)勢(shì)，這說(shuō)明全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的依賴程度在穩(wěn)步下降，全球經(jīng)濟(jì)正在向可持續(xù)發(fā)展方向邁進(jìn)。按匯率計(jì)算各國(guó)的單位GDP能耗總體上和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度呈正比。發(fā)達(dá)國(guó)家大多單位CDP能耗較低，不發(fā)達(dá)國(guó)家和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌國(guó)家單位GDP能耗較高。“十一五”期間，中國(guó)一舉扭轉(zhuǎn)了“十五”后三年單位GDP能耗上升的趨勢(shì)，單位GDP能耗連續(xù)下降，“十一五”期間，單位GDP能耗下降19.1%，基本完成了“十一五”規(guī)劃《綱要》確定的目標(biāo)任務(wù)，并且以能源消費(fèi)年均6.6%的增速支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)年均11.2%的增速，能源消費(fèi)彈性系數(shù)由“十五”時(shí)期的1.04下降到0.59，通過(guò)節(jié)能提高能效少消耗能源6.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放14.6億噸，有力緩解了能源供需矛盾。雖然中國(guó)單位GDP能源消耗強(qiáng)度總體是呈下降趨勢(shì)的，但單位GDP能源消耗遠(yuǎn)高于與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，能源利用效率還是很低的?！笆濉睍r(shí)期中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化特征明顯總體來(lái)看，能源生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)張，2015年一次能源消費(fèi)量將超過(guò)43.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，人均消費(fèi)量也將達(dá)到3.15噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.污染物減排中節(jié)能發(fā)展趨勢(shì)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的越來(lái)越重視，除塵、脫硫、脫硝等已經(jīng)被作為火電機(jī)組建設(shè)項(xiàng)目的必要配置，因此在機(jī)組設(shè)計(jì)階段。就應(yīng)將除塵、脫硫、脫硝統(tǒng)一規(guī)劃，合理制定脫除效率。目前國(guó)內(nèi)火電機(jī)組的除塵、脫硫、脫硝大多都是分塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)的，不僅占地面積大、投資成本高，而且整體煙氣流場(chǎng)的設(shè)計(jì)也不合理，導(dǎo)致綜合能耗偏高，其中最突出的體現(xiàn)就是煙道彎頭過(guò)多，每一個(gè)彎頭阻力大約在80Pa左右，對(duì)于30萬(wàn)機(jī)組，1個(gè)彎頭就意味著80kw的能量損失。因此將除塵、脫硫、脫硝統(tǒng)一規(guī)劃，在不增加能耗、水耗、物耗的基礎(chǔ)上最大化各污染物脫除效率。例如：將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，在除塵器前加低溫?zé)崮芑厥昭b置，降低除塵器入口煙氣溫度，從而降低粉塵的比電阻，一方面可以回收能源、另一方面可以提高原有除塵器的效率，還可將脫硫廢水引入電除塵前煙道中，讓其自然蒸發(fā)，可以節(jié)省建設(shè)脫硫廢水處理裝置的投資和運(yùn)行成本等。

3.吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)

3.1采用合適的塔內(nèi)煙氣流速

塔內(nèi)煙氣流速主要影響增壓風(fēng)機(jī)電耗、漿液循環(huán)泵電耗及氧化風(fēng)機(jī)等沒(méi)備的電耗。塔內(nèi)煙氣流速與增壓風(fēng)機(jī)電耗為正比關(guān)系，塔內(nèi)煙氣流速高，氣、液兩相湍動(dòng)越強(qiáng)，吸收塔內(nèi)阻力增加，增加風(fēng)機(jī)電耗增加;塔內(nèi)煙氣流速與漿液循環(huán)泵電耗為反比關(guān)系，流速大，可減小液膜的厚度，提高傳質(zhì)系數(shù)，增大了S02吸收量，從而減少循環(huán)漿液流量，降低循環(huán)泵電耗;塔內(nèi)煙氣流速與氧化風(fēng)機(jī)電耗為正比關(guān)系，塔內(nèi)煙氣流速高，可減少吸收塔直徑，但吸收塔漿液池的液位增加，氧化風(fēng)機(jī)揚(yáng)程增加，從而使氧化風(fēng)機(jī)電耗增加。煙氣脫硫裝置的電耗約占總脫硫成本的30%左右，而增壓風(fēng)機(jī)電耗、漿液循環(huán)泵電耗及氧化風(fēng)機(jī)電耗等約占整個(gè)脫硫系統(tǒng)電耗的70%-80%，因此選擇合理的煙氣流速對(duì)于煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能具有非常重要的意義。

3.2優(yōu)化塔內(nèi)流場(chǎng)分布

吸收塔內(nèi)煙氣流場(chǎng)分布是不均勻的，在吸收塔中心占總面積2＼3的區(qū)域，煙氣流場(chǎng)分布較為均勻，流速高，噴淋密度大，脫硫效率高，而在塔壁周邊占總面積1＼3的區(qū)域，噴淋密度低，煙氣貼壁運(yùn)動(dòng)，噴淋液滴粘附塔壁形成液膜，脫硫效率低。因此需要優(yōu)化吸收內(nèi)煙氣流場(chǎng)分布，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，如塔內(nèi)采用的“ALRD”技術(shù)、合金托盤技術(shù)等，在一定程度上都可改善塔內(nèi)流場(chǎng)分布，提高系統(tǒng)脫硫效率。

3.3增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并

對(duì)于不設(shè)GGH的脫硫系統(tǒng)，吸收塔阻力一般在1 000 Pa左右。煙道阻力約在600 Pa～800 Pa左右，脫硫增壓風(fēng)機(jī)屬于“大流量、低楊程”的類型，多數(shù)的增壓風(fēng)機(jī)存在著選型偏高的問(wèn)題，增壓風(fēng)機(jī)無(wú)法運(yùn)行在效率最高點(diǎn);低負(fù)荷情況下增壓風(fēng)機(jī)效率更低，不利于節(jié)能，因此對(duì)于不設(shè)GGH的脫硫系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，這樣不僅可以減少占地面積和項(xiàng)目投資，而且可以進(jìn)一步減少煙道彎頭，減少脫硫系統(tǒng)阻力，有利于節(jié)能。

3.4設(shè)置低溫?zé)煔鉄崮芑厥昭b置

通常設(shè)置了GGH的脫硫系統(tǒng)，進(jìn)入吸收塔的溫度為90℃左右，而不設(shè)GGH的脫硫系統(tǒng)，進(jìn)入吸收塔的溫度一般在130℃左右，脫硫后煙氣溫度為50℃左右，巨大的溫差意味著巨大的能量浪費(fèi)。因此在不設(shè)置GCH的情況下，一方面將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，另一方面在引風(fēng)機(jī)與主煙道之間設(shè)置低溫?zé)煔鉄崮芑厥昭b置，其溫度依次為：引風(fēng)機(jī)出口煙氣溫度130℃，低溫?zé)煔鉄崮芑厥昭b置出口煙氣溫度90℃，吸收塔出口溫度為50℃。低溫?zé)煔鉄崮芑厥昭b置可以用來(lái)采暖供水或加熱凝結(jié)水，可以回收約廠發(fā)電量3%—4%的低品質(zhì)熱能，或者節(jié)約0.3%左右的廠用電率。

4.結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)提出碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)，比人均碳排放排放量和碳排放總量更能兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展與減少碳排放兩個(gè)方面的要求，一方面表明了中國(guó)應(yīng)對(duì)全球氣候變壞的努力，另一方面也明確了轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、降低能耗，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展之路的決心。

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