烟塔合一技术环境影响及经济分析

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分析 结 果 显 示 ,污 染 物 排放 对 周 围环境 影 响
通 过对 国 内外 烟塔 合 一 技 术 与 烟 囱排 放 分 析 可 以 看 出 ,在 不 稳 定 大气 状 态 条 件 下 ,风 速 不 大 于45 / ;中性 大 气状 态 条 件 下 ,风速 不 大 于 3 .米 秒 米/ ;稳 定 大 气 状态 条件 下 ,风 速 不 大 于 1 米 / 秒 . 5
距离/ 米
图3 在不 同环境条件 下烟塔与烟 囱排放污染物落地浓度对 比
稳 定 大 气 状 况下 ,烟 羽最 大 只能 抬 升 2 0 ( 5 米 见
表 1)。
表1 烟 羽的抬升高度与大气稳定度和环境风速关 系

占二 级标 准 的 34 %;N : .0 O 最大 1 时平 均浓 度 为 小
物 的扩散 。
表2 烟塔 排放 方式 和烟囱排放方式的预测浓度比较
SO2 NO2 P 0 M1


最大年均浓度 ( / m。 mgN )
0o 0 6 .0 l
占标 准比 例。 %
o2 .7
最大年均浓度 ( l m。 mgN )
o0 0 5 .0 4
占标准 比 例。 %
3 1 国外 采用烟 塔合 一技术 与烟 囱排 放分析 .
32 国 内采用烟 塔合 一技术 与烟 囱排放 对 比分析 . 321 烟 塔排 放烟 羽抬升 高度 分析 _.
中 国环 境科 学研 究 院环 境影 响评 价 中心 利 用 s 模式对 “ P 大唐哈尔滨第一热 电厂2 3o  ̄ × o  ̄ 瓦新 建 工程 ”不 同大气 状 况 下 烟塔 排 放 烟 羽 的抬 升 高 度 进行 计 算 。其 结 论 是 ,烟塔 排 放 烟 羽 的抬 升高 度 与大气 稳定度 和环 境风 速密 切相关 。 在 不 稳 定 大 气 状 况 下 ,烟 羽 在 弱 风 时 可 迅
调试 中提 高 质量 。脱 硫 系统 出现 问题 时可 采 用 如 下措 施 :设 置 烟气 事故 喷淋 系 统 , 对 高 温烟 气 喷
07 .6
31 ,4
00 Ol .O 3
o0 0 4 .0 5
01 .3
o5 .4
21年第1 总第25 o 2 期 0期
■m
2 1
4 烟 塔合 一技 术 的经 济效 益
41 投 资 .
除s 0后直接进入烟塔排人大气 ,这就要求提高脱 硫装置 的安全可靠性 ,即需要在系统设计 、设备 选型等方面提高安全可靠性 ,同时在施工安装和
秒的环境 中 ,烟塔合一技术烟 羽抬升优于烟 囱排 放 。 总之 ,大 气 状 态 越不 稳 定 ,烟 塔 排 放 的 烟 羽 抬升高度越高 。由于大气环境状态在每天 、每季 度 都 是变 化 的 , 因此 ,在实 际操 作 中重 点 看 全 年 平均 大气环境状态是否符合上述条件 ,且 特殊 大
的热空气抬升作用经冷却塔排放 ,即烟塔合一技 从冷却塔配水装置上方进入冷却塔 ,与冷却水不
接 触 。借 助 于塔 内湿 空 气 ( 或湿 空 气 与 烟气 的混
烟塔 合一技 术起源 于德 国 。早在 1 6 年 1 术 。利用烟塔合一技术的电厂流程见图l 97 0 。其烟气 月 ,德 国就提出了烟气与冷却塔气 流混合后排放
机 械制造 专业 ,长 期从 事炼 化设备 、环保 评估 工
作 ,曾获国家发 明专利 。
砌 麟

靴 嘲


图1 脱硫 、脱硝、烟塔合一电厂流程
处 烟 气 流 量 和湿 空 气 混 合 物 的温 度 、排 放 速 度 有 关 ,而 且 与 周 围大 气 的风 速风 向 、大气 稳 定 度 、 温 度等 环境 因素 有直接 关 系 。
外 烟 塔 合 一 技术 ,对 四 台 8 0 小 时超 高 压 锅 炉 3 吨/
和物 ) 产生的热浮力 ( 热动量 ),使烟气克服流
动 阻力 向上 流动 。
3 烟 塔合 一技 术 的大气 环境 因素 影响分 析
烟 塔 排 放 烟 羽 抬 升 高 度 不 仅 与 烟 塔 本 身 的
物理结构 ( 烟塔高度 、出口处直径 )、烟塔 出 口
量和热空气 的热动量对湿烟气进行抬升 , 之渗 使
入 大 气逆 温层 中 ,尽 管气 流 温 度低 ,但 总 体 积 流 量较 大 ,其 烟气抬 升高度 高 于烟 囱排放 。
90 0 80 0
7 0 0
30 。在 中性 大气 状 态 下 ,烟 羽 最 大 抬升 至 7 0 0米 5 米 ;当风 速大 于 15 秒 时 ,烟羽 抬 升 至2 0 ; .米/ 5米 当风 速大 于 3 秒 时 ,烟 羽抬 升至 2 0 以下 。在 米/ 0米
气 环 境不 超过 全年 天数 的2 %为宜 。 0 322 烟 塔排 放地 面污 染物 浓度 分析 -. 1 )小 时浓度 S, 0 最大 1JH 平 均浓 度 为 :00 7 / m , 1  ̄ ,, .1 mgN
较 小 ,最 大年 均 浓 度 、 日均浓 度 和 小 时浓 度 预 测 值 均不 超 标 。烟 塔 排 放 方式 和 烟 囱排 放 方式 的预 测浓 度分 析 比较结 果见 表 2 。 由表 2 见 ,烟 塔 排 放 方 式 下 的污 染 物 年 均 可
20 5
30 0
10 5
20 0
10 2
l0 5
8 0
s, 0最大年平均浓度为000 6m / m ,占二 . 1 g 0 N
级 标准 的02 % , N , 大年 平 均 浓度 为 00 0 5 . 7 O最 .0 4 mg m / ,占二级 标 准 的05 %,P 0最大 年平 均 N . 6 M1 浓度 为 000 8 /m , 占二级 标准 的00%。 .00 N mg . 8
距离/ 米
图2 在不 同环境条件下烟塔与烟囱排放高度对 比
来自百度文库 温
凯. 烟塔合一技术环境影响及经济分析

O03





20 5 5 0 0 7 0 10 0 5 15 0 5 2 0 0 5 2 5 0 5 3 0 0 5 3 5 0 5 0 1 2 0 0 17 0 0 2 2 0 0 2 7 0 0 3 2 0 0
的概念 。 1 8 年 德 国V ll g n 验 电站 开 始将 烟 92 oki e 实 n
塔 合 一 技 术 应用 于实 际工 程 ,通 过 多年 的试 验 、 研 究 、分 析 和不 断改 进 ,现 已 E趋 成 熟 。 目前 在 t 德 国 、波 兰 、土 耳 其 、希 腊 、 比利 时等 国家 已经 改 建和新 建 了很 多无 烟 囱电厂 。 近 1年 以来 ,我 国也 开 始 对 烟塔 合 一 技 术进 0 行 研 究 和应 用 。2 0 年 ,华 能 北 京热 电厂 引 进 国 06
2 烟塔 合一 技术 流程 火 电 厂 经 脱 硝 、 除 尘 、 脱 硫 后 的 烟 气 排
年增长 。为 了降低s , O排放对空气质量和生态环境
的影 响 ,部 分 电厂 采 用 了 烟塔 合 一 技 术 。该 技术 利 用 冷 却 塔 巨大 湿 热 空气 上 升 气 流 对 烟气 形 成包 裹 和 抬 升 ,从 而 促 进 烟气 中污 染 物 的扩 散 ,减少 污染 物对 地 面 的影 响 。采 用 烟 塔 合 一 技 术 可 以取
进行 烟 气脱 硫技 术 改造 ,新 建 一 座 10 高 的 自然 2米
收 稿 日期 :2 1-2 1 。 0 11.1
通风冷却烟塔进行烟气排放 ,成为我 国首个应用 烟塔合一技术的火电厂 ,现已安全运行6 年。
此 外 , 国 内 采 用 烟 塔 合 一 技 术 还 相 继 建 成
作 者简介 :温凯 。1 8年毕业 于北京机械工程学 院 95
技术
应 用
随着 我 国经 济 的快 速 发 展 ,能 源需 求 H益 增 长 ,带 动 电力 、热 力 需 求增 加 ,发 电装 机 容 量逐
大唐哈尔滨第一热 电厂 、国华三河发电厂二期扩
建 、大唐 国 际锦 州 热 电 厂 、天 津 国 电东北 郊 热 电 项 目等 。神 华 集 团2 1 年 “ 0 1 十大 重 点建 设 工 程 ” 徐 电百 万 机 组 也 首 次 采用 烟 塔 合 一技 术 ,开 国 内 百万机 组 “ 烟塔 合一 ”之 先河 。
消湿 烟囱 ,简化脱硫系统 ,降低脱硫系统排烟阻
力 ,减 少 脱 硫 电 耗 和运 行 费 用 ,节 约 用地 ,具 有
很 好 的经济 性 。 1 烟塔 合一 技术 的发 展
放 方式 有三 种 :第 一种 是对 烟气再 加热 后 ( 由
4 5~6 ℃加 热 至 8 %以上 )经 老 烟 囱排 放 ;第 二 5 0 种 新 建 防腐 钢 制 烟 囱排 放 ;第 三 种是 借 助 冷 却塔
根 据 德 国E I 司提 供 的烟 塔 与 烟 囱排 烟 方 G公 案 计算 结 果 ( 囱高度 按 20 考虑 ,烟塔 高度 按 烟 5米
15 4 米考虑 ,大气环境按 不稳定考虑 ),采用烟 塔合一技术 ,烟气抬升高度 明显 高于烟 囱排 烟方
速 抬 升 至 110 。 当风速 3 秒 时 ,烟羽 抬 升 至 0米 米/ 案 ,污染物地面浓度明显降低 ,详见图2 、图3 。 可见 ,烟塔合一技术充分利用冷却塔 巨大热 8 0 ;当风速大于45 秒 时 ,烟羽可抬 升至 0米 .米/
烟塔合一技术环境影响及经济分析
温 凯
( 中国石 化集 团公 司经 济技 术研究 院 ,北京 102 0 09)

要 :介 绍 了烟塔合 一技术 ,并对 烟塔合一 技术特点 、环保 优势 、节 能优 势 以及经济效 益进
行 了分析 ,阐述 了烟塔合一技术应用范 围及存在 问题 。
关键词 :烟 塔合一
最 大浓 度 预测 值 小 于 烟 囱排 放 方 式 。烟塔 排 放 最 大 年 均浓 度 分 别 占2 0 和 1 5 烟 囱排放 最 大 年 1米 0米
均浓 度 的7%和 1%。说 明在 适合 烟塔 的大气环 境 3 7 下 ,烟羽 抬 升 高 度增 加 ,烟 塔 排 放更 有 利 于污 染
00 6m / m ,占二级标 准 的 1 .5 . gN 4 9 %。 3 2)日平均 浓度
s , 大 日平 均 浓 度为 :00 7mgN 占二 O最 .0 /m , 级 标准 的46 %;NO最 大 日平均 浓 度 为00 9mg . 9 , .1 / N 占二 级标 准 的 1.1 ;P 0最 大 日平均 浓 m, 6 % 0 M1
度 为 00 4m / m ,占二 级标准 的27 %。 .0 gN . 5 3) 平均 浓度 年
风 速
大气状态
不 稳 定
O5 秒 .米,
110 0
1 米/ . 秒 3O 秒 45 秒 5 . 米, .米,
10 0 0 80 0 30 0
中性
稳 定
70 5
o.6 5
最大年均浓度 ( / m。 mgN l
00 0 8 .0 0
占标准 比 例 .%
00 .8
烟塔合一 20 1米烟 囱 15 0 米烟 囱
00 0 2 .0 2
o 0 09 .0 2
03 .7
15 .4
00 0 1 .0 6
o 0 25 。0 1
60 0
爿 50 ∈ 0 { 40 呕 0
30 0 20 0
1O O


25 0 50 0
烟 囱排放风速4 秒 + 米/
70 5
烟 囱排放风速6 秒 米,

10 0 12 0 15 0 1 7 0 2 0 2 2 0 2 5 0 2 7 0 0 5 0 5 00 5 0 5
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