范德春

摘要：燃煤電廠在發(fā)電過程中會消耗大量的煤炭，這些煤炭在燃燒后會產(chǎn)生大量的煙塵，煙塵會污染大氣環(huán)境，如果進入水體，還會導致水體環(huán)境進一步惡化。本文以燃煤電廠除灰-脫硫一體化工藝分析為題，在介紹工藝原理的基礎(chǔ)上，對工藝優(yōu)勢分析，最后通過對比的方式，選擇合適的方案，希望為相關(guān)行業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;除灰脫硫;一體化工藝

引言：近些年，大氣污染問題十分嚴重，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的制約因素，如何治理大氣污染，受到了政府部門的高度關(guān)注。在查閱文獻資料后得知，導致我國大氣環(huán)境污染問題的主要原因是二氧化硫排放量增加，尤其是燃煤發(fā)電廠排放的二氧化硫，在污染物總排放量中的占比較高。因此，采用合適的處理工藝，減少燃煤電廠二氧化硫排放量，具有十分重要的意義。

一、燃煤電廠除灰--脫硫一體化工藝的原理

燃煤電廠在發(fā)電過程中會消耗大量的煤炭資源，而煤炭的燃燒會導致大量煤灰和二氧化硫產(chǎn)生，雖然燃煤電廠普遍應用了除灰系統(tǒng)，但堿性結(jié)垢會大量出現(xiàn)，如果未經(jīng)處理直接排放到?jīng)_灰水中，會對環(huán)境造成嚴重的破壞，因此，需要將污染物質(zhì)產(chǎn)生的原理作為依據(jù)，采取有針對性的措施解決問題。除灰--脫硫一體化工藝通過對酸堿性中和反應原理的應用，使除灰系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)有機結(jié)合，之后，脫硫系統(tǒng)中的脫硫劑會與黏性物質(zhì)發(fā)生中和反應，最終使結(jié)垢問題和沖灰水PH超標問題得到有效解決。在兩個系統(tǒng)聯(lián)合運行的階段，可以將吸收液作為吹灰水，實現(xiàn)廢物利用的目的，究其原因，主要是吸收液中含有一定含量的氫氧硫酸和亞硫酸，這些化學物質(zhì)能夠與酸堿產(chǎn)生中和反應，二氧化硫也會在中和反應的驅(qū)動下被脫硫塔二次處理，除灰脫硫效率會隨之提升。為確保除灰脫硫的效果，建議燃煤電廠在應用上述原理治理二氧化硫和結(jié)垢問題時，分析除灰系統(tǒng)中的污染物含量，在此基礎(chǔ)上，增加脫硫劑和堿性物質(zhì)的用量，實現(xiàn)預期的治理的目的[1]。

二、燃煤電廠除灰--脫硫一體化工藝的應用優(yōu)勢

（一）可以實現(xiàn)雙系統(tǒng)同時運行的目標

在除灰--脫硫一體化應用之前，燃煤電廠除灰系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的運行方式為獨立運行，運行效率極為低下，在實際作業(yè)過程中，除灰系統(tǒng)的結(jié)垢量較多，其中的堿性物質(zhì)較多，導致排污水PH值的超標情況極為嚴重，無法達成預期的除灰脫硫效果。而除灰--脫硫一體化技術(shù)的應用，可以將兩個獨立運行的系統(tǒng)連接為同時運行的系統(tǒng)，在這種運行模式下，廢物利用目標會達成，促使堿性結(jié)構(gòu)和酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應，有助于酸堿平衡目標的實現(xiàn)，排污水中的PH值也會隨之下降?？傊?，除灰--脫硫一體化工藝能夠在提升系統(tǒng)運行效率的基礎(chǔ)上，使燃煤電廠污水治理成本下降，具有良好的應用和推廣價值。

（二）有利于減少工序時間

除灰--脫硫一體化工藝的運用，有利于工序時間的減少，究其原因，主要是燃煤電廠除灰和脫硫系統(tǒng)在聯(lián)合運行過程中，濃度較低PH值會被脫硫塔中的吸收液所控制，同時，還會與氧化鎂生成反應。在中和反應后會生成澄清溶液，相較于一體化工藝，傳統(tǒng)工藝生成澄清溶液需要利用制漿系統(tǒng)，而制漿系統(tǒng)在運行過程中，會消耗大量的能源，故成本較高，而使用一體化工藝對制漿系統(tǒng)進行替代，較為簡單和便捷。此外，氧化鎂屬于一體化工藝中的脫硫劑，其在使用過程中會變?yōu)榱蛩徭V，這種化學物質(zhì)具有非常強的溶解度，但不會破壞環(huán)境，在與沖灰水相混合后，能夠在除灰系統(tǒng)中生成化學反應，從而使煤炭燃燒后所產(chǎn)生的廢渣和廢水得到有效處理，除灰脫硫工序會得到簡化，成本也會因此而下降。

（三）投資和運行費用低廉

與傳統(tǒng)工藝相比，一體化工藝的應用，有助于控制除灰去硫成本，在查閱統(tǒng)計數(shù)據(jù)后得知，燃煤電廠如果采用傳統(tǒng)的污染處理系統(tǒng)，在配備設備時所需要的成本高達2億元RMB，而應用雙系統(tǒng)，整套運行設備的配置成本不超過2000萬元。由此可見，除塵去硫一體化工藝的應用，可以使投資和運行費用大幅度下降。此外，除灰脫硫工藝的應用效果經(jīng)過了實踐驗證，結(jié)果表明，除灰脫硫一體化工藝的應用效果極為顯著，雖然在脫硫率上略有不足，但隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，除灰脫硫一體化的不足必然會得到改善[2]。

（四）使沖灰水PH超標問題得到改善

在燃煤電廠運行階段，除灰系統(tǒng)所產(chǎn)生的堿性結(jié)垢較多，在與沖灰水相結(jié)合后，會導致排放污水的PH值遠超標準，在一體化工藝應用前，這種問題很難解決，而應用結(jié)果表明，除灰脫硫一體化工藝，在改善沖灰水PH值超標問題時，可以發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。

三、除灰脫硫一體化方案分析

（一）燃煤電廠污染處理現(xiàn)狀

燃煤電廠在發(fā)電后，會產(chǎn)生大量的飛灰，這些飛灰中含有的物質(zhì)主要以堿性物質(zhì)為主，燃煤電廠處理灰渣的方式為灰場貯存，而運輸方式通常選擇水力運輸。但在灰渣運輸過程中，部分堿性物質(zhì)會溶出，導致沖灰水的水質(zhì)受到嚴重污染，具體表現(xiàn)為PH值和TDS濃度大幅度增加，同時水體中的重金屬濃度超標，最終導致灰場所排放的污水，與國家規(guī)定的廢水排放標準不符。因此，如何解決沖灰廢水問題，已經(jīng)成為制約燃煤電廠進一步發(fā)展的重要因素，燃煤企業(yè)每年都需要投入大量的費用治理廢水。此外，由于廢水中PH值和濃度不斷增加，沖灰水在流經(jīng)排灰系統(tǒng)時，部分堿性物質(zhì)可能會在系統(tǒng)內(nèi)壁沉淀，為系統(tǒng)結(jié)垢埋下了伏筆，系統(tǒng)一旦結(jié)垢，其運行就會面臨非常大的阻力，系統(tǒng)動力損耗會因此而增加，嚴重時，甚至會導致機組安全受到威脅，在了解后得知，普通燃煤電廠每年清洗除灰系統(tǒng)的費用高達數(shù)十萬元。研究人員在研究后認為將酸性物質(zhì)加入到?jīng)_灰系統(tǒng)中，是解決結(jié)垢問題的有效措施，但在技術(shù)和經(jīng)濟因素的限制下，這種方法很難實現(xiàn)。在此背景下，除灰脫硫一體化工藝受到了相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注，接下來，本文會對除灰脫硫一體化方案進行分析，并從中選擇最合適的工藝方案[3]。

（二）除灰脫硫一體化方案

對分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)勢進行運用，是一體化工藝的主要目的，簡言之，除灰脫硫一體化工藝能夠在確保分布式控制系統(tǒng)可靠運行的基礎(chǔ)上，使除灰系統(tǒng)的運行可靠性得到提升，從而保證電廠內(nèi)部全部機組的穩(wěn)定運行。此外，一體化工藝的運用，還能讓工作人員在同一個操作站對電廠除灰系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)控，有助于降低工作量和維護成本。某燃煤電廠所設計的方案如下所述：

方案A：保留電廠原有實時性現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，通過除灰可編程控制邏輯器和脫硫分布式控制系統(tǒng)通信接口的增加，實現(xiàn)對除灰系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的全方位監(jiān)控，同時還能豐富系統(tǒng)功能，減少操作站數(shù)量。但需要保留除灰工程師站，方案A的優(yōu)勢為成本低，但卻存在諸多方面的不足，比如：在可編程控制邏輯器網(wǎng)絡加卡和程序下載時，除灰系統(tǒng)會陷入離線狀態(tài)，因此，無法確保除灰系統(tǒng)運行的可靠性。

方案B：將整個可編程控制邏輯器網(wǎng)絡和操作站取消，每個鍋爐均單獨設置分散處理單元，同時除灰系統(tǒng)也配置一對分散處理單元，然后用分布式控制系統(tǒng)I/O站替換可編程控制邏輯器I/O站。最后，還要通過分布式控制系統(tǒng)系統(tǒng)交換機使脫硫分布式控制系統(tǒng)系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)分散處理單元聯(lián)網(wǎng)，最終實現(xiàn)一體化的目標。雖然方案B的投資較高，但后期運行維護成本低于方案A，建議燃煤電廠將方案B作為主要選擇。

結(jié)論：綜上所述，在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，社會用電需求持續(xù)增加，在促進電力行業(yè)發(fā)展的同時，煤炭燃燒所產(chǎn)生的污染，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，而傳統(tǒng)除灰脫硫方式的污染治理效果較為有限，且成本較高。而除灰脫硫一體化工藝與之相比，可以將除灰系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)聯(lián)結(jié)為一個整體，能夠在提升污染治理效果的同時，控制污染治理成本，建議燃煤電廠進行應用。

參考文獻：

[1]李廣洋.脫硫脫硝裝置的運行狀況分析及問題優(yōu)化[J].化工管理，2020（22）：147-148.

[2]張建華，池毓菲，鄒宜金，等.燃煤電廠脫硫廢水處理技術(shù)工程應用現(xiàn)狀與展望[J].工業(yè)水處理，2020，40（10）：14-19.

[3]韓衛(wèi)博，卞雙，汪濤，等.燃煤電廠脫硫廢水及污泥中重金屬污染物控制研究進展[J].發(fā)電技術(shù)，2020，41（05）：497-509.