1-烟塔合一的初步认识
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• 湿度大 • 脱硫前7％，脱硫后12％ • 低于三氧化硫酸露点
常规脱硫后烟气处理
• 加GGH升温 • 气阻1000帕，增压风机功耗700千瓦，
GGH功耗200千瓦 • GGH元件寿命 5年
• 烟囱防腐
烟塔合一原理(1)
• 阿基米德浮力原理。 • 冷却塔放热45％，锅炉烟气120度时排放热
量5％（80度下降更大）。
煤的燃烧与二氧化硫
• 燃烧时有机硫和单质硫二氧化硫全部生成 二氧化硫
• 燃点600度，实际燃烧温度1500度，理论燃 烧温度2000度
• 炉渣中包含部分三氧化硫，煤灰中包含三 氧化硫
• 硫的转换系数85％ • 燃烧中少量生成三氧化硫 • 流程中少部分氧化成三氧化硫
煤的燃烧与氮氧化物
• 煤中含总氮2％到4％ • 在燃烧器附近燃烧时仅有30％的氮生成一
13.10
12.18
来自百度文库Vol%
6.54
6.08
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80.31
74.68
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0.054
0.050
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0
7.01
火电厂烟气计算
• 烟气抬升高度 • 城市、丘陵
ΔH=1.303QH1/3HS2/3/US
• 平原农村： • ΔH=1.427 QH1/3HS2/3/US
脱硫后烟气
• 温度低 湿法脱硫不加热 温度为烟气露点 湿法脱硫加热 温度80度
氧化氮 • 1000度以上煤中的氮和空气中的氮大量生
成一氧化氮 • 一般煤粉炉80％一氧化氮，15％的二氧化
氮
火电厂烟气排放标准
• 二氧化硫400毫克/标立米
• 新建火电厂基本上要脱硫
• 氮氧化物450毫克/标立米到900毫克/标立米
• 新建锅炉需低氮燃烧器
• 烟尘50毫克/标立米
• 高效四、五电场除尘器或者布袋除尘器
• 当环境干空气温度为25.8℃，湿球温度为24.1℃（现对湿度达到87％， 较大），按照一般自然通风冷却塔，空气冷却热循环水后饱和热空气 温度能达到31℃，此时对应的热空气量为3532万m3/h。脱硫后净烟 气量为141万m3/h，按照上述热空气参数核算脱硫净烟气与冷却塔热 空气通风量的横截面积半径之比为1比5.1。
冷却效率起正面影响，因而可以提高凝汽器的真空度或降 低循环水泵的功耗，提高电厂的热效率； • 电厂热效率的提高也即减少了燃煤消耗量，相应的也可减 少总的污染物排放量； • 烟气通过冷却塔排放的扩散效应一般优于较低烟囱的排放, 会使电厂排放污染物的落地浓度降低。
• 烟塔合一排放技术在计算和实际应用中已 体现出明显的优势，世界上经典的排放口 动力和热力关系的Froude函数表明，冷却 塔排放和烟囱排放而言有一个大的量级上 的区别，热力抬升作用冷却塔大约是烟囱 排放方式的10倍。
烟塔合一原理（2）
• 一台300MW凝气发电的机组锅炉蒸发量为1000t/h，汽轮机冷凝器凝 结蒸汽量约为550 t/h，汽轮机冷凝器设计为5.4kPa。此压力点乏蒸汽 对应焓值为2345kJ/kg，温度为34.23度，凝水焓值为143 kJ/kg，理 论上蒸汽凝结放热为1.2111X106 kJ/h。当冷却循环倍率等于55倍时， 对应冷却循环水量为30250 t/h，对应循环水温升为9.5℃。
• 实际上脱硫净烟气设计入塔速度为15m/s至18m/s，远大于冷却塔热 空气1.5m/s左右速度，所以在冷却塔内热空气一直在包裹着脱硫净烟 气。
• 由于脱硫净烟气温度相对冷却塔热空气较高，大约可时冷却塔热空气 温度上升1℃，使得冷却塔上下温差继续加大，冷却塔抽力增加，提 高了冷却塔冷却效率。
烟塔合一优点
火电厂的烟气扩散
• 二氧化硫排放 400毫克/标立米
•
标准 0.15毫克/标立米（天）
• 扩散、稀释2600倍
• 氮氧化物排放 450毫克/标立米
•
标准 0.15毫克/标立米（天）
• 扩散、稀释3000倍
火电厂实际烟气成分
项目 CO2 O2 N2
酸烟气 H2O
单位
数 据（干基） 数据（湿基）
Vol%
烟塔合一的初步认识
天津电力建设公司丰镇项目部 浩风
火电厂的烟气
• 30万千瓦机组耗煤量110吨/时 • 蒸汽量1000吨/时 • 排放烟气量120万标立米/时 • 汽轮机凝结（水）量600 /时 • 汽轮机冷却循环水量是凝结气量的40到60
倍，即20000吨/时到30000吨/时
神华煤成分
• 热量5800大卡/公斤 • 灰份8％ • 含硫量0.4%至0.6% • 全水12％
• 新建机组时取消烟囱，节省烟囱的建筑费用，消灭电厂烟 囱这个“视觉污染”。
• 取消湿法脱硫后的烟气再加热装置，降低造价、占地面积 和运行费用；
• 不存在回转式加热器的漏风问题，进一步提高脱硫效率。 • 通过回收烟气在进入脱硫塔前的余热，提高电厂的热效率； • 在绝大部分情况下，烟气通过冷却塔排放都会对冷却塔的
国家《环境空气质量标准》
• 国家《环境空气质量标准》GB3095-1996
• 二氧化硫 年 均 0.06 (mg/m3) • 二氧化硫 日 均 0.15 (mg/m3) • 二氧化硫 1小时平均 0.5 (mg/m3) • 二氧化氮 年 均 0.10 (mg/m3) • 二氧化氮 日 均 0.15 (mg/m3)
常规脱硫后烟气处理
• 加GGH升温 • 气阻1000帕，增压风机功耗700千瓦，
GGH功耗200千瓦 • GGH元件寿命 5年
• 烟囱防腐
烟塔合一原理(1)
• 阿基米德浮力原理。 • 冷却塔放热45％，锅炉烟气120度时排放热
量5％（80度下降更大）。
煤的燃烧与二氧化硫
• 燃烧时有机硫和单质硫二氧化硫全部生成 二氧化硫
• 燃点600度，实际燃烧温度1500度，理论燃 烧温度2000度
• 炉渣中包含部分三氧化硫，煤灰中包含三 氧化硫
• 硫的转换系数85％ • 燃烧中少量生成三氧化硫 • 流程中少部分氧化成三氧化硫
煤的燃烧与氮氧化物
• 煤中含总氮2％到4％ • 在燃烧器附近燃烧时仅有30％的氮生成一
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7.01
火电厂烟气计算
• 烟气抬升高度 • 城市、丘陵
ΔH=1.303QH1/3HS2/3/US
• 平原农村： • ΔH=1.427 QH1/3HS2/3/US
脱硫后烟气
• 温度低 湿法脱硫不加热 温度为烟气露点 湿法脱硫加热 温度80度
氧化氮 • 1000度以上煤中的氮和空气中的氮大量生
成一氧化氮 • 一般煤粉炉80％一氧化氮，15％的二氧化
氮
火电厂烟气排放标准
• 二氧化硫400毫克/标立米
• 新建火电厂基本上要脱硫
• 氮氧化物450毫克/标立米到900毫克/标立米
• 新建锅炉需低氮燃烧器
• 烟尘50毫克/标立米
• 高效四、五电场除尘器或者布袋除尘器
• 当环境干空气温度为25.8℃，湿球温度为24.1℃（现对湿度达到87％， 较大），按照一般自然通风冷却塔，空气冷却热循环水后饱和热空气 温度能达到31℃，此时对应的热空气量为3532万m3/h。脱硫后净烟 气量为141万m3/h，按照上述热空气参数核算脱硫净烟气与冷却塔热 空气通风量的横截面积半径之比为1比5.1。
冷却效率起正面影响，因而可以提高凝汽器的真空度或降 低循环水泵的功耗，提高电厂的热效率； • 电厂热效率的提高也即减少了燃煤消耗量，相应的也可减 少总的污染物排放量； • 烟气通过冷却塔排放的扩散效应一般优于较低烟囱的排放, 会使电厂排放污染物的落地浓度降低。
• 烟塔合一排放技术在计算和实际应用中已 体现出明显的优势，世界上经典的排放口 动力和热力关系的Froude函数表明，冷却 塔排放和烟囱排放而言有一个大的量级上 的区别，热力抬升作用冷却塔大约是烟囱 排放方式的10倍。
烟塔合一原理（2）
• 一台300MW凝气发电的机组锅炉蒸发量为1000t/h，汽轮机冷凝器凝 结蒸汽量约为550 t/h，汽轮机冷凝器设计为5.4kPa。此压力点乏蒸汽 对应焓值为2345kJ/kg，温度为34.23度，凝水焓值为143 kJ/kg，理 论上蒸汽凝结放热为1.2111X106 kJ/h。当冷却循环倍率等于55倍时， 对应冷却循环水量为30250 t/h，对应循环水温升为9.5℃。
• 实际上脱硫净烟气设计入塔速度为15m/s至18m/s，远大于冷却塔热 空气1.5m/s左右速度，所以在冷却塔内热空气一直在包裹着脱硫净烟 气。
• 由于脱硫净烟气温度相对冷却塔热空气较高，大约可时冷却塔热空气 温度上升1℃，使得冷却塔上下温差继续加大，冷却塔抽力增加，提 高了冷却塔冷却效率。
烟塔合一优点
火电厂的烟气扩散
• 二氧化硫排放 400毫克/标立米
•
标准 0.15毫克/标立米（天）
• 扩散、稀释2600倍
• 氮氧化物排放 450毫克/标立米
•
标准 0.15毫克/标立米（天）
• 扩散、稀释3000倍
火电厂实际烟气成分
项目 CO2 O2 N2
酸烟气 H2O
单位
数 据（干基） 数据（湿基）
Vol%
烟塔合一的初步认识
天津电力建设公司丰镇项目部 浩风
火电厂的烟气
• 30万千瓦机组耗煤量110吨/时 • 蒸汽量1000吨/时 • 排放烟气量120万标立米/时 • 汽轮机凝结（水）量600 /时 • 汽轮机冷却循环水量是凝结气量的40到60
倍，即20000吨/时到30000吨/时
神华煤成分
• 热量5800大卡/公斤 • 灰份8％ • 含硫量0.4%至0.6% • 全水12％
• 新建机组时取消烟囱，节省烟囱的建筑费用，消灭电厂烟 囱这个“视觉污染”。
• 取消湿法脱硫后的烟气再加热装置，降低造价、占地面积 和运行费用；
• 不存在回转式加热器的漏风问题，进一步提高脱硫效率。 • 通过回收烟气在进入脱硫塔前的余热，提高电厂的热效率； • 在绝大部分情况下，烟气通过冷却塔排放都会对冷却塔的
国家《环境空气质量标准》
• 国家《环境空气质量标准》GB3095-1996
• 二氧化硫 年 均 0.06 (mg/m3) • 二氧化硫 日 均 0.15 (mg/m3) • 二氧化硫 1小时平均 0.5 (mg/m3) • 二氧化氮 年 均 0.10 (mg/m3) • 二氧化氮 日 均 0.15 (mg/m3)