论文部分内容阅读
摘要：燃煤电厂在发电过程中会消耗大量的煤炭，这些煤炭在燃烧后会产生大量的烟尘，烟尘会污染大气环境，如果进入水体，还会导致水体环境进一步恶化。本文以燃煤电厂除灰-脱硫一体化工艺分析为题，在介绍工艺原理的基础上，对工艺优势分析，最后通过对比的方式，选择合适的方案，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：燃煤电厂;除灰脱硫;一体化工艺
引言：近些年，大气污染问题十分严重，已经成为我国经济发展的制约因素，如何治理大气污染，受到了政府部门的高度关注。在查阅文献资料后得知，导致我国大气环境污染问题的主要原因是二氧化硫排放量增加，尤其是燃煤发电厂排放的二氧化硫，在污染物总排放量中的占比较高。因此，采用合适的处理工艺，减少燃煤电厂二氧化硫排放量，具有十分重要的意义。
一、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的原理
燃煤电厂在发电过程中会消耗大量的煤炭资源，而煤炭的燃烧会导致大量煤灰和二氧化硫产生，虽然燃煤电厂普遍应用了除灰系统，但碱性结垢会大量出现，如果未经处理直接排放到冲灰水中，会对环境造成严重的破坏，因此，需要将污染物质产生的原理作为依据，采取有针对性的措施解决问题。除灰--脱硫一体化工艺通过对酸碱性中和反应原理的应用，使除灰系统和脱硫系统有机结合，之后，脱硫系统中的脱硫剂会与黏性物质发生中和反应，最终使结垢问题和冲灰水PH超标问题得到有效解决。在两个系统联合运行的阶段，可以将吸收液作为吹灰水，实现废物利用的目的，究其原因，主要是吸收液中含有一定含量的氢氧硫酸和亚硫酸，这些化学物质能够与酸碱产生中和反应，二氧化硫也会在中和反应的驱动下被脱硫塔二次处理，除灰脱硫效率会随之提升。为确保除灰脱硫的效果，建议燃煤电厂在应用上述原理治理二氧化硫和结垢问题时，分析除灰系统中的污染物含量，在此基础上，增加脱硫剂和碱性物质的用量，实现预期的治理的目的[1]。
二、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的应用优势
（一）可以实现双系统同时运行的目标
在除灰--脱硫一体化应用之前，燃煤电厂除灰系统和脱硫系统的运行方式为独立运行，运行效率极为低下，在实际作业过程中，除灰系统的结垢量较多，其中的碱性物质较多，导致排污水PH值的超标情况极为严重，无法达成预期的除灰脱硫效果。而除灰--脱硫一体化技术的应用，可以将两个独立运行的系统连接为同时运行的系统，在这种运行模式下，废物利用目标会达成，促使碱性结构和酸性物质发生中和反应，有助于酸碱平衡目标的实现，排污水中的PH值也会随之下降。总之，除灰--脱硫一体化工艺能够在提升系统运行效率的基础上，使燃煤电厂污水治理成本下降，具有良好的应用和推广价值。
（二）有利于减少工序时间
除灰--脱硫一体化工艺的运用，有利于工序时间的减少，究其原因，主要是燃煤电厂除灰和脱硫系统在联合运行过程中，浓度较低PH值会被脱硫塔中的吸收液所控制，同时，还会与氧化镁生成反应。在中和反应后会生成澄清溶液，相较于一体化工艺，传统工艺生成澄清溶液需要利用制浆系统，而制浆系统在运行过程中，会消耗大量的能源，故成本较高，而使用一体化工艺对制浆系统进行替代，较为简单和便捷。此外，氧化镁属于一体化工艺中的脱硫剂，其在使用过程中会变为硫酸镁，这种化学物质具有非常强的溶解度，但不会破坏环境，在与冲灰水相混合后，能够在除灰系统中生成化学反应，从而使煤炭燃烧后所产生的废渣和废水得到有效处理，除灰脫硫工序会得到简化，成本也会因此而下降。
（三）投资和运行费用低廉
与传统工艺相比，一体化工艺的应用，有助于控制除灰去硫成本，在查阅统计数据后得知，燃煤电厂如果采用传统的污染处理系统，在配备设备时所需要的成本高达2亿元RMB，而应用双系统，整套运行设备的配置成本不超过2000万元。由此可见，除尘去硫一体化工艺的应用，可以使投资和运行费用大幅度下降。此外，除灰脱硫工艺的应用效果经过了实践验证，结果表明，除灰脱硫一体化工艺的应用效果极为显著，虽然在脱硫率上略有不足，但随着科学技术的不断发展，除灰脱硫一体化的不足必然会得到改善[2]。
（四）使冲灰水PH超标问题得到改善
在燃煤电厂运行阶段，除灰系统所产生的碱性结垢较多，在与冲灰水相结合后，会导致排放污水的PH值远超标准，在一体化工艺应用前，这种问题很难解决，而应用结果表明，除灰脱硫一体化工艺，在改善冲灰水PH值超标问题时，可以发挥关键性的作用。
三、除灰脱硫一体化方案分析
（一）燃煤电厂污染处理现状
燃煤电厂在发电后，会产生大量的飞灰，这些飞灰中含有的物质主要以碱性物质为主，燃煤电厂处理灰渣的方式为灰场贮存，而运输方式通常选择水力运输。但在灰渣运输过程中，部分碱性物质会溶出，导致冲灰水的水质受到严重污染，具体表现为PH值和TDS浓度大幅度增加，同时水体中的重金属浓度超标，最终导致灰场所排放的污水，与国家规定的废水排放标准不符。因此，如何解决冲灰废水问题，已经成为制约燃煤电厂进一步发展的重要因素，燃煤企业每年都需要投入大量的费用治理废水。此外，由于废水中PH值和浓度不断增加，冲灰水在流经排灰系统时，部分碱性物质可能会在系统内壁沉淀，为系统结垢埋下了伏笔，系统一旦结垢，其运行就会面临非常大的阻力，系统动力损耗会因此而增加，严重时，甚至会导致机组安全受到威胁，在了解后得知，普通燃煤电厂每年清洗除灰系统的费用高达数十万元。研究人员在研究后认为将酸性物质加入到冲灰系统中，是解决结垢问题的有效措施，但在技术和经济因素的限制下，这种方法很难实现。在此背景下，除灰脱硫一体化工艺受到了相关领域的关注，接下来，本文会对除灰脱硫一体化方案进行分析，并从中选择最合适的工艺方案[3]。
（二）除灰脱硫一体化方案
对分布式控制系统的优势进行运用，是一体化工艺的主要目的，简言之，除灰脱硫一体化工艺能够在确保分布式控制系统可靠运行的基础上，使除灰系统的运行可靠性得到提升，从而保证电厂内部全部机组的稳定运行。此外，一体化工艺的运用，还能让工作人员在同一个操作站对电厂除灰系统和脱硫系统进行全方位的监控，有助于降低工作量和维护成本。某燃煤电厂所设计的方案如下所述：
方案A：保留电厂原有实时性现场总线网络，通过除灰可编程控制逻辑器和脱硫分布式控制系统通信接口的增加，实现对除灰系统和脱硫系统的全方位监控，同时还能丰富系统功能，减少操作站数量。但需要保留除灰工程师站，方案A的优势为成本低，但却存在诸多方面的不足，比如：在可编程控制逻辑器网络加卡和程序下载时，除灰系统会陷入离线状态，因此，无法确保除灰系统运行的可靠性。
方案B：将整个可编程控制逻辑器网络和操作站取消，每个锅炉均单独设置分散处理单元，同时除灰系统也配置一对分散处理单元，然后用分布式控制系统I/O站替换可编程控制逻辑器I/O站。最后，还要通过分布式控制系统系统交换机使脱硫分布式控制系统系统和除灰系统分散处理单元联网，最终实现一体化的目标。虽然方案B的投资较高，但后期运行维护成本低于方案A，建议燃煤电厂将方案B作为主要选择。
结论：综上所述，在社会经济高速发展的背景下，社会用电需求持续增加，在促进电力行业发展的同时，煤炭燃烧所产生的污染，对生态环境造成了严重的破坏，而传统除灰脱硫方式的污染治理效果较为有限，且成本较高。而除灰脱硫一体化工艺与之相比，可以将除灰系统和脱硫系统联结为一个整体，能够在提升污染治理效果的同时，控制污染治理成本，建议燃煤电厂进行应用。
参考文献：
[1]李广洋.脱硫脱硝装置的运行状况分析及问题优化[J].化工管理，2020（22）：147-148.
[2]张建华，池毓菲，邹宜金，等.燃煤电厂脱硫废水处理技术工程应用现状与展望[J].工业水处理，2020，40（10）：14-19.
[3]韩卫博，卞双，汪涛，等.燃煤电厂脱硫废水及污泥中重金属污染物控制研究进展[J].发电技术，2020，41（05）：497-509.
关键词：燃煤电厂;除灰脱硫;一体化工艺
引言：近些年，大气污染问题十分严重，已经成为我国经济发展的制约因素，如何治理大气污染，受到了政府部门的高度关注。在查阅文献资料后得知，导致我国大气环境污染问题的主要原因是二氧化硫排放量增加，尤其是燃煤发电厂排放的二氧化硫，在污染物总排放量中的占比较高。因此，采用合适的处理工艺，减少燃煤电厂二氧化硫排放量，具有十分重要的意义。
一、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的原理
燃煤电厂在发电过程中会消耗大量的煤炭资源，而煤炭的燃烧会导致大量煤灰和二氧化硫产生，虽然燃煤电厂普遍应用了除灰系统，但碱性结垢会大量出现，如果未经处理直接排放到冲灰水中，会对环境造成严重的破坏，因此，需要将污染物质产生的原理作为依据，采取有针对性的措施解决问题。除灰--脱硫一体化工艺通过对酸碱性中和反应原理的应用，使除灰系统和脱硫系统有机结合，之后，脱硫系统中的脱硫剂会与黏性物质发生中和反应，最终使结垢问题和冲灰水PH超标问题得到有效解决。在两个系统联合运行的阶段，可以将吸收液作为吹灰水，实现废物利用的目的，究其原因，主要是吸收液中含有一定含量的氢氧硫酸和亚硫酸，这些化学物质能够与酸碱产生中和反应，二氧化硫也会在中和反应的驱动下被脱硫塔二次处理，除灰脱硫效率会随之提升。为确保除灰脱硫的效果，建议燃煤电厂在应用上述原理治理二氧化硫和结垢问题时，分析除灰系统中的污染物含量，在此基础上，增加脱硫剂和碱性物质的用量，实现预期的治理的目的[1]。
二、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的应用优势
（一）可以实现双系统同时运行的目标
在除灰--脱硫一体化应用之前，燃煤电厂除灰系统和脱硫系统的运行方式为独立运行，运行效率极为低下，在实际作业过程中，除灰系统的结垢量较多，其中的碱性物质较多，导致排污水PH值的超标情况极为严重，无法达成预期的除灰脱硫效果。而除灰--脱硫一体化技术的应用，可以将两个独立运行的系统连接为同时运行的系统，在这种运行模式下，废物利用目标会达成，促使碱性结构和酸性物质发生中和反应，有助于酸碱平衡目标的实现，排污水中的PH值也会随之下降。总之，除灰--脱硫一体化工艺能够在提升系统运行效率的基础上，使燃煤电厂污水治理成本下降，具有良好的应用和推广价值。
（二）有利于减少工序时间
除灰--脱硫一体化工艺的运用，有利于工序时间的减少，究其原因，主要是燃煤电厂除灰和脱硫系统在联合运行过程中，浓度较低PH值会被脱硫塔中的吸收液所控制，同时，还会与氧化镁生成反应。在中和反应后会生成澄清溶液，相较于一体化工艺，传统工艺生成澄清溶液需要利用制浆系统，而制浆系统在运行过程中，会消耗大量的能源，故成本较高，而使用一体化工艺对制浆系统进行替代，较为简单和便捷。此外，氧化镁属于一体化工艺中的脱硫剂，其在使用过程中会变为硫酸镁，这种化学物质具有非常强的溶解度，但不会破坏环境，在与冲灰水相混合后，能够在除灰系统中生成化学反应，从而使煤炭燃烧后所产生的废渣和废水得到有效处理，除灰脫硫工序会得到简化，成本也会因此而下降。
（三）投资和运行费用低廉
与传统工艺相比，一体化工艺的应用，有助于控制除灰去硫成本，在查阅统计数据后得知，燃煤电厂如果采用传统的污染处理系统，在配备设备时所需要的成本高达2亿元RMB，而应用双系统，整套运行设备的配置成本不超过2000万元。由此可见，除尘去硫一体化工艺的应用，可以使投资和运行费用大幅度下降。此外，除灰脱硫工艺的应用效果经过了实践验证，结果表明，除灰脱硫一体化工艺的应用效果极为显著，虽然在脱硫率上略有不足，但随着科学技术的不断发展，除灰脱硫一体化的不足必然会得到改善[2]。
（四）使冲灰水PH超标问题得到改善
在燃煤电厂运行阶段，除灰系统所产生的碱性结垢较多，在与冲灰水相结合后，会导致排放污水的PH值远超标准，在一体化工艺应用前，这种问题很难解决，而应用结果表明，除灰脱硫一体化工艺，在改善冲灰水PH值超标问题时，可以发挥关键性的作用。
三、除灰脱硫一体化方案分析
（一）燃煤电厂污染处理现状
燃煤电厂在发电后，会产生大量的飞灰，这些飞灰中含有的物质主要以碱性物质为主，燃煤电厂处理灰渣的方式为灰场贮存，而运输方式通常选择水力运输。但在灰渣运输过程中，部分碱性物质会溶出，导致冲灰水的水质受到严重污染，具体表现为PH值和TDS浓度大幅度增加，同时水体中的重金属浓度超标，最终导致灰场所排放的污水，与国家规定的废水排放标准不符。因此，如何解决冲灰废水问题，已经成为制约燃煤电厂进一步发展的重要因素，燃煤企业每年都需要投入大量的费用治理废水。此外，由于废水中PH值和浓度不断增加，冲灰水在流经排灰系统时，部分碱性物质可能会在系统内壁沉淀，为系统结垢埋下了伏笔，系统一旦结垢，其运行就会面临非常大的阻力，系统动力损耗会因此而增加，严重时，甚至会导致机组安全受到威胁，在了解后得知，普通燃煤电厂每年清洗除灰系统的费用高达数十万元。研究人员在研究后认为将酸性物质加入到冲灰系统中，是解决结垢问题的有效措施，但在技术和经济因素的限制下，这种方法很难实现。在此背景下，除灰脱硫一体化工艺受到了相关领域的关注，接下来，本文会对除灰脱硫一体化方案进行分析，并从中选择最合适的工艺方案[3]。
（二）除灰脱硫一体化方案
对分布式控制系统的优势进行运用，是一体化工艺的主要目的，简言之，除灰脱硫一体化工艺能够在确保分布式控制系统可靠运行的基础上，使除灰系统的运行可靠性得到提升，从而保证电厂内部全部机组的稳定运行。此外，一体化工艺的运用，还能让工作人员在同一个操作站对电厂除灰系统和脱硫系统进行全方位的监控，有助于降低工作量和维护成本。某燃煤电厂所设计的方案如下所述：
方案A：保留电厂原有实时性现场总线网络，通过除灰可编程控制逻辑器和脱硫分布式控制系统通信接口的增加，实现对除灰系统和脱硫系统的全方位监控，同时还能丰富系统功能，减少操作站数量。但需要保留除灰工程师站，方案A的优势为成本低，但却存在诸多方面的不足，比如：在可编程控制逻辑器网络加卡和程序下载时，除灰系统会陷入离线状态，因此，无法确保除灰系统运行的可靠性。
方案B：将整个可编程控制逻辑器网络和操作站取消，每个锅炉均单独设置分散处理单元，同时除灰系统也配置一对分散处理单元，然后用分布式控制系统I/O站替换可编程控制逻辑器I/O站。最后，还要通过分布式控制系统系统交换机使脱硫分布式控制系统系统和除灰系统分散处理单元联网，最终实现一体化的目标。虽然方案B的投资较高，但后期运行维护成本低于方案A，建议燃煤电厂将方案B作为主要选择。
结论：综上所述，在社会经济高速发展的背景下，社会用电需求持续增加，在促进电力行业发展的同时，煤炭燃烧所产生的污染，对生态环境造成了严重的破坏，而传统除灰脱硫方式的污染治理效果较为有限，且成本较高。而除灰脱硫一体化工艺与之相比，可以将除灰系统和脱硫系统联结为一个整体，能够在提升污染治理效果的同时，控制污染治理成本，建议燃煤电厂进行应用。
参考文献：
[1]李广洋.脱硫脱硝装置的运行状况分析及问题优化[J].化工管理，2020（22）：147-148.
[2]张建华，池毓菲，邹宜金，等.燃煤电厂脱硫废水处理技术工程应用现状与展望[J].工业水处理，2020，40（10）：14-19.
[3]韩卫博，卞双，汪涛，等.燃煤电厂脱硫废水及污泥中重金属污染物控制研究进展[J].发电技术，2020，41（05）：497-509.