烟塔合一技术分析

2. “烟塔合一”技术特点及应用的条件
2.1 “烟塔合一”技术特点 火电厂烟气脱硫主要采用石灰石—石膏湿法脱硫技术， 为了增加脱硫后烟气的抬升高度，一是采用GGH,另一 种方式则取消了火电厂中的烟囱，将锅炉经除尘、脱 硫后排出的烟气，经自然通风冷却塔内的热空气抬升 烟气排放到大气中，即“烟塔合一”。
❖ 目前，德国在运行的、采用“烟塔合一”技术的电厂，装 机总容量超过1200万千瓦，且机组投产后运行良好。结 合已有的工程经验，德国出台了“烟塔合一”技术应用的 相关技术标准和评价准则，在“烟塔合一”技术研究与应 用领域处于世界领先地位。
❖ 全世界已有四十多台机组采用了“烟塔合一”技术。我国 的华能北京热电厂二期等项目、哈尔滨第一热电厂项目等 也已采用该项技术，并已成功实施。
3 “烟塔合一”技术应用对环境的影响
3.1 采用“烟塔合一”技术，有利于烟气中污染物的稀释和 扩散，有利于保护环境
❖ “烟塔合一”技术是利用自然通风冷却塔内巨大的热量和热 空气量，对除尘、脱硫后湿烟气靠冷却塔气流的提升力进行 抬升，把经除尘、脱硫净化处理后的烟气排入环境空气中。 尽管冷却塔内气流温度较低，但由于气流体积流量较大、总 流量较大，在大多数气候条件下，都可达到远高于比冷却塔 高数十米的烟囱的抬升高度，从而利于污染物的稀释和扩散， 有利于环境保护。
“烟塔合一”冷却塔和烟囱排放烟气抬升对比
冷却塔的烟云轮廓
抬 升 高 度
扩散距离km
烟囱的烟云轮廓
m
❖ 影响烟气抬升与扩散的主要因素有：烟气温度，烟气流速、 环境温度与风速、大气稳定度、扩散参数及地形地貌条件 等。在烟气和外部环境相同的条件下，决定性因素为环境 风速和大气稳定度。
❖ 我国现行《火电厂大气污染物排放标准》和《环境空气质 量标准》等环境标准和《环境影响评价导则》规定的烟气 抬升和环境空气污染物扩散模式，是基于采用传统烟囱排 放烟气这一前提先决条件。
“烟塔合一”方案与烟囱方案投资差别定性比较
序号 1 2 3 4
5
6 7 8 9
费用名称 烟囱（包括防腐）费用 烟烟换热器（GGH）设备费用 烟烟换热器（GGH）建安费用 烟烟换热器（GGH）运行费用
锅炉引风机与脱硫增压风机优化节约 费用
冷却塔防腐蚀增加费用 冷却塔开洞增加费用
烟道长度增加费用 冷却塔淋水面积增加费用
1. “烟塔合一”技术国内外研究现状
2. “烟塔合一”技术特点及应用条件
目
3. “烟塔合一”技术应用对环境的影响
4. “烟塔合一”技术应用对吸收塔的影响
录
5. “烟塔合一”工程设计技术
“烟塔合一”技术总结
1. 国内外的研究现状
❖ 20世纪80年代初，为节省较高的烟气再热器的投资费用、 有效降低脱硫系统的运行、维护费用，德国的一些部分电 厂开始尝试利用自然通风冷却塔排放湿法脱硫后的烟气， 以提高电厂的热效率和改善排烟的扩散效果。
❖ 烟塔排放时的冷凝
经除尘、脱硫、脱销处理后的烟气进入冷却塔后 ，在上升排放过程中与温度较低的饱和湿空气接 触后会冷凝成雾滴，汇集大液滴后落入冷却塔水 池，进入循环水系统，烟气中的可溶性气体和固 体颗粒随之进入循环水系统，也会导致循环水杂 质和盐类浓度的升高。为了防止冷凝形成的酸性 物质腐蚀“烟塔合一”冷却塔的塔壁，在冷却塔 内外壁均需采取防腐措施，水池也不例外。
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在总平面布置上，考虑到循环水管道和烟气管道的布 置与投资差额，一般情况下采用炉后布置自然通风冷 却塔。
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用于排wk.baidu.com的自然通风冷却塔必须要保证一定的最 低的循环水流量。
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脱硫、脱销系统能可靠、稳定运行，至少具有和 机组同样的可用率 。
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针对冷却塔结构的设计，还要注意几个特殊技术问题
➢入塔烟道的结构设计，包括入塔烟道的材质选择， 入塔烟道的支撑结构设计； ➢冷却塔筒壁的开孔，冷却塔筒壁强度的校核计算与 设计验算，工程的施工技术与安全措施； ➢冷却塔的防腐技术。
但目前所广泛采用的低氮燃烧技术是不能满足最 新标准要求，无论是否采用“烟塔合一”技术，新建 火力燃煤发电机组均必须同步建设烟气脱硝装置对烟 气进行脱硝处理。
2
火力发电厂通常采用自然通风冷却塔的二次循 环冷却系统，冷却塔的位置与脱硫吸收塔相距 不宜太远。
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电厂应建设在有利于烟气扩散的场地上，有助 于烟气的扩散 。
烟塔合一方案
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烟囱方案 √ √ √ √
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2.2 “烟塔合一”技术应用的条件
1
对排放的净烟气品质有着严格的要求。
我国颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》 （GB13223-2011）火电厂大气污染物排放控制指标为 ：烟尘30mg/Nm3；SO2100～400 mg/Nm3；NOx 100 ～ 200 mg/Nm3,已达到发达国家的最高水平。
4 “烟塔合一”技术应用对冷却塔的影响
烟气进入对热浮力的影响：入塔的烟气密度低于塔 内气体的密度，对热浮力是正面的影响。
4.1对塔内气体 流动工况的影响
烟气进入对塔内气体流速的影响：入塔的烟气所占
容积份额小，对塔内气体流速影响甚微。
烟气的进入对塔内阻力的影响：烟气入塔位置是在 冷却塔的配水装置之上，对配水装置区间段的阻力 可以忽略不计。
烟气中残余二氧化硫和飞灰一般不会对循环冷却水 造成污染。
“烟塔合一”冷却塔的防腐问题：混凝土结构及构
件的防腐（耐酸水泥 或是防腐涂料）、淋水装置组 件防腐（PVC或玻璃钢）、塔内外金属构件防腐。
4.2 对循环冷却水水质的影响
❖ 循环水系统浓缩倍率增大
冷却塔内通风量的增加带来的是冷却效率的提高， 循环水的蒸发损失量增加。在保证水平衡的基础上 ，维持循环水的排污水量不变，循环水中的盐类比 重就会升高，浓缩倍率将增加。而机组实际运行中 ，循环水浓缩倍率是有限值的，这就须要加大循环 水排污，循环水的补水量也随之增加。
“烟塔合一”技术最早起源于德国，首先在德国投入商业 应用。该技术的应用，可省去GGH和烟囱。该技术在德国 已应用得非常成熟。
随着脱硫技术的发展，脱硫装置运行可靠性不断提高， 环保的要求越来越严，无论在德国还是在国内，普遍 采用的“烟塔合一”工艺是直通式，经除尘脱硫后的 净烟气直接进入冷却塔。
烟气脱硫装置有内置式和外置两种工艺方式。外置式 即脱硫吸收塔布置在冷却塔外，冷却塔采用逆流塔； 内置式即脱硫吸收塔、自然冷却塔、烟囱三塔合一方 式 ，工艺使得系统布置更加紧凑，大量减少了用地， 初投资大大降低，运行和维护费用也大幅减少.