摘要： “煙(yan)塔(ta)合一”技(ji)術,即取消(xiao)火(huo)電(dian)(dian)廠中的煙(yan)囪,將(jiang)鍋爐經除塵(chen)脫(tuo)硫后排出的煙(yan)氣(qi),經自(zi)然通風冷卻塔(ta)排放到大(da)氣(qi)中。國(guo)外在(zai)70年代已開始研(yan)究和使用該技(ji)術。目前我(wo)國(guo)火(huo)電(dian)(dian)廠尚未使用此技(ji)術,但隨著電(dian)(dian)廠排放的煙(yan)氣(qi)品質越(yue)(yue)來越(yue)(yue)好,已為(wei)使用該技(ji)術提供了(le)可(ke)能(neng)性(xing)。

關鍵詞：煙(yan)塔合一,技術(shu),應用

“煙塔(ta)合一”技術,即取消(xiao)火電(dian)(dian)廠(chang)中(zhong)的(de)煙囪,將鍋爐經除塵(chen)脫硫(liu)后排出的(de)煙氣(qi),經自(zi)然通風冷卻(que)塔(ta)排放(fang)到大(da)氣(qi)中(zhong)。此項技術首先(xian)在德國使用,從20世紀70年(nian)代開始,已有了多(duo)座(zuo)大(da)型火電(dian)(dian)廠(chang)采(cai)用。2003年(nian)投產的(de)1 000 MW 級Neideraussem電(dian)(dian)廠(chang)也采(cai)用此項技術,應該說(shuo)是(shi)成熟可行(xing)的(de)。

1　“煙塔合一”技術應用的前提

采(cai)(cai)用(yong)(yong)“煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)塔合(he)一(yi)”技術的(de)(de)前提(ti)是對煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氣的(de)(de)品質有一(yi)定的(de)(de)要求。以(yi)往我國(guo)電(dian)廠(chang)(chang)鍋爐的(de)(de)排(pai)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan),含(han)(han)塵量(liang)和含(han)(han)SO2 量(liang)高,如(ru)由(you)冷卻(que)塔排(pai)出,將使(shi)塔內盛水裝置(zhi)產生污(wu)垢,冷卻(que)水質變壞,塔筒(tong)的(de)(de)腐蝕影(ying)響(xiang)增(zeng)大(da)(da)。在我國(guo)新的(de)(de)火(huo)電(dian)廠(chang)(chang)排(pai)放(fang)標(biao)準中,規定煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氣含(han)(han)塵量(liang)不大(da)(da)于(yu)50 mg/m3 , SO2 含(han)(han)量(liang)不大(da)(da)于(yu)400 mg/m3 ,NOx 含(han)(han)量(liang)不大(da)(da)于(yu)450 mg/m3 (對煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)煤) 。在實際工程中,由(you)于(yu)裝設了(le)脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)為90% ～95%的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi),煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氣中SO2 含(han)(han)量(liang)可以(yi)達(da)到200～300 mg/m3 ;采(cai)(cai)用(yong)(yong)低NOx 燃燒系統, NOx含(han)(han)量(liang)不大(da)(da)于(yu)350mg /m3 。這樣,便與德(de)國(guo)“煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)塔合(he)一(yi)”電(dian)廠(chang)(chang)的(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氣品質基本在同一(yi)水平上,為采(cai)(cai)用(yong)(yong)“煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)塔合(he)一(yi)”技術創造了(le)必要的(de)(de)前提(ti)。例如(ru),德(de)國(guo)在1997建成的(de)(de)Schwaree Pumpe電(dian)廠(chang)(chang)的(de)(de)2 ×800MW 機組,其(qi)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)氣含(han)(han)塵量(liang)不高于(yu)50 mg/m3 ,采(cai)(cai)用(yong)(yong)濕法脫(tuo)硫(liu),低NOx 燃燒系統, NOx 排(pai)放(fang)量(liang)不大(da)(da)于(yu)200mg/m3 ,該(gai)電(dian)廠(chang)(chang)就采(cai)(cai)用(yong)(yong)了(le)“煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)塔合(he)一(yi)”技術(見圖(tu)1) 。

2　“煙塔合一”技術的特點

2. 1　降低電廠的造價

常(chang)規(gui)的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)放系(xi)(xi)統和(he)“煙(yan)(yan)塔(ta)合(he)一”的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)放系(xi)(xi)統如(ru)圖2所示。從圖中可見,采用(yong)“煙(yan)(yan)塔(ta)合(he)一”技術可以(yi)省去煙(yan)(yan)囪和(he)氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)交換器( GGH) ,但(dan)增加1臺熱交換器。對(dui)于(yu)一個2 ×600 MW 電廠來說, 1座雙內筒鋼筋(jin)混(hun)凝(ning)土煙(yan)(yan)囪加上地基處理,其投資(zi)一般在2 000萬(wan)元以(yi)上。

2. 2　有利于環境保護

根據國外資料研究,由于自然通風冷卻(que)塔排出大(da)(da)量(liang)飽和空氣(qi),其質(zhi)量(liang)效應使煙(yan)氣(qi)排到大(da)(da)氣(qi)的(de)(de)速度(du)大(da)(da)于煙(yan)囪排出的(de)(de)速度(du),如(ru)圖3所示。從冷卻(que)塔排出煙(yan)氣(qi)時,它(ta)對(dui)風力的(de)(de)影響較不敏感(gan),可穿透逆溫層并(bing)可降低排出煙(yan)氣(qi)的(de)(de)酸(suan)性,改善擴散(san)條(tiao)件。

2. 3　提高電廠效率

由圖2可以看(kan)出,采用“煙(yan)塔合一”技術(shu)時,煙(yan)氣溫(wen)度(du)從(cong)130℃降到90℃的(de)熱量(liang),不必再加熱從(cong)脫硫(liu)裝置出來的(de)煙(yan)氣,使之從(cong)60℃加熱到90℃,而(er)可以加熱其他(ta)水系統,如補給水或(huo)凝結水,從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了整個電(dian)廠的(de)熱效(xiao)率。粗略估計,如果設計得當,可以提(ti)高(gao)電(dian)廠效(xiao)率0. 7%左右,這是一個很可觀(guan)的(de)經濟(ji)效(xiao)益。

3　采用“煙塔合一”技術應解決的問題

3. 1　研究建立由冷(leng)卻塔排放煙(yan)氣時大(da)氣擴散的定(ding)量分析模(mo)型。迄(qi)今我(wo)國(guo)還缺乏(fa)這方面的研究,為采用此(ci)項技術時環境影響評估帶來困難。

3. 2　采(cai)用冷(leng)卻塔排(pai)放煙氣時,冷(leng)卻塔的(de)布(bu)置(zhi)位置(zhi)應在(zai)爐(lu)后或(huo)爐(lu)側面(mian),而不是傳統(tong)的(de)布(bu)置(zhi)在(zai)機(ji)側。這與我國以往的(de)三(san)列式、四列式總平面(mian)布(bu)置(zhi)的(de)做法(fa)有很(hen)大不同,且不是每(mei)個電廠布(bu)置(zhi)都能做到(dao)的(de),在(zai)技術(shu)經濟上需要仔(zi)細全面(mian)分析(xi)比較。

3. 3　在工程(cheng)設計上(shang),需要妥善解決從脫(tuo)硫裝(zhuang)置到(dao)冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)(ta)之間煙道的膨脹問(wen)題,防止(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)(ta)壁承(cheng)受額外的推(tui)力(li),冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)(ta)上(shang)部塔(ta)(ta)筒內壁應有(you)(you)可(ke)靠的防腐涂(tu)料(liao),防止(zhi)(zhi)煙氣中SO2 和NOx 與飽和空氣形(xing)成的酸性腐蝕。冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)(ta)壁有(you)(you)很大的煙道進氣孔(kong),需對塔(ta)(ta)壁結(jie)構(gou)及其穩定性仔細研究。

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