煙塔合一技術(shù)分析

3.“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用對(duì)環(huán)境的影響2.“煙塔合一〞技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用條件4.“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用對(duì)吸收塔的影響1.“煙塔合一〞技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀5.“煙塔合一〞工程設(shè)計(jì)技術(shù)“煙塔合一〞技術(shù)總結(jié)目錄1.20世紀(jì)80年代初，為節(jié)省較高的煙氣再熱器的投資費(fèi)用、有效降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，德國(guó)的一些局部電廠開始嘗試?yán)米匀煌L(fēng)冷卻塔排放濕法脫硫后的煙氣，以提高電廠的熱效率和改善排煙的擴(kuò)散效果。目前，德國(guó)在運(yùn)行的、采用“煙塔合一〞技術(shù)的電廠，裝機(jī)總?cè)萘砍^(guò)1200萬(wàn)千瓦，且機(jī)組投產(chǎn)后運(yùn)行良好。結(jié)合已有的工程經(jīng)驗(yàn)，德國(guó)出臺(tái)了“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)準(zhǔn)那么，在“煙塔合一〞技術(shù)研究與應(yīng)用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。

全世界已有四十多臺(tái)機(jī)組采用了“煙塔合一〞技術(shù)。我國(guó)的華能北京熱電廠二期等工程、哈爾濱第一熱電廠工程等也已采用該項(xiàng)技術(shù)，并已成功實(shí)施。1.國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

2.2.1“煙塔合一〞技術(shù)特點(diǎn)火電廠煙氣脫硫主要采用石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)，為了增加脫硫后煙氣的抬升高度，一是采用GGH,另一種方式那么取消了火電廠中的煙囪，將鍋爐經(jīng)除塵、脫硫后排出的煙氣，經(jīng)自然通風(fēng)冷卻塔內(nèi)的熱空氣抬升煙氣排放到大氣中，即“煙塔合一〞?！盁熕弦花暭夹g(shù)最早起源于德國(guó)，首先在德國(guó)投入商業(yè)應(yīng)用。該技術(shù)的應(yīng)用，可省去GGH和煙囪。該技術(shù)在德國(guó)已應(yīng)用得非常成熟。2.“煙塔合一〞技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用的條件3.隨著脫硫技術(shù)的開展，脫硫裝置運(yùn)行可靠性不斷提高，環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)，無(wú)論在德國(guó)還是在國(guó)內(nèi)，普遍采用的“煙塔合一〞工藝是直通式，經(jīng)除塵脫硫后的凈煙氣直接進(jìn)入冷卻塔。煙氣脫硫裝置有內(nèi)置式和外置兩種工藝方式。外置式即脫硫吸收塔布置在冷卻塔外，冷卻塔采用逆流塔；內(nèi)置式即脫硫吸收塔、自然冷卻塔、煙囪三塔合一方式，工藝使得系統(tǒng)布置更加緊湊，大量減少了用地，初投資大大降低，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用也大幅減少.4.“煙塔合一〞方案與煙囪方案投資差異定性比較5.2.2“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用的條件1對(duì)排放的凈煙氣品質(zhì)有著嚴(yán)格的要求。我國(guó)公布實(shí)施的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?〔GB13223-2021〕火電廠大氣污染物排放控制指標(biāo)為：煙塵30mg/Nm3；SO2100～400mg/Nm3；NOx100～200mg/Nm3,已到達(dá)興旺國(guó)家的最高水平。但目前所廣泛采用的低氮燃燒技術(shù)是不能滿足最新標(biāo)準(zhǔn)要求，無(wú)論是否采用“煙塔合一〞技術(shù)，新建火力燃煤發(fā)電機(jī)組均必須同步建設(shè)煙氣脫硝裝置對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理。6.2火力發(fā)電廠通常采用自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)，冷卻塔的位置與脫硫吸收塔相距不宜太遠(yuǎn)。3電廠應(yīng)建設(shè)在有利于煙氣擴(kuò)散的場(chǎng)地上，有助于煙氣的擴(kuò)散。7.4在總平面布置上，考慮到循環(huán)水管道和煙氣管道的布置與投資差額，一般情況下采用爐后布置自然通風(fēng)冷卻塔。5用于排煙的自然通風(fēng)冷卻塔必須要保證一定的最低的循環(huán)水流量。6脫硫、脫銷系統(tǒng)能可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，至少具有和機(jī)組同樣的可用率。8.針對(duì)冷卻塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還要注意幾個(gè)特殊技術(shù)問(wèn)題7入塔煙道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括入塔煙道的材質(zhì)選擇，入塔煙道的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；冷卻塔筒壁的開孔，冷卻塔筒壁強(qiáng)度的校核計(jì)算與設(shè)計(jì)驗(yàn)算，工程的施工技術(shù)與平安措施；冷卻塔的防腐技術(shù)。

9.3.1采用“煙塔合一〞技術(shù)，有利于煙氣中污染物的稀釋和擴(kuò)散，有利于保護(hù)環(huán)境“煙塔合一〞技術(shù)是利用自然通風(fēng)冷卻塔內(nèi)巨大的熱量和熱空氣量，對(duì)除塵、脫硫后濕煙氣靠冷卻塔氣流的提升力進(jìn)行抬升，把經(jīng)除塵、脫硫凈化處理后的煙氣排入環(huán)境空氣中。盡管冷卻塔內(nèi)氣流溫度較低，但由于氣流體積流量較大、總流量較大，在大多數(shù)氣候條件下，都可到達(dá)遠(yuǎn)高于比冷卻塔高數(shù)十米的煙囪的抬升高度，從而利于污染物的稀釋和擴(kuò)散，有利于環(huán)境保護(hù)。3“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用對(duì)環(huán)境的影響10.“煙塔合一〞冷卻塔和煙囪排放煙氣抬升比照抬升高度m擴(kuò)散距離km冷卻塔的煙云輪廓煙囪的煙云輪廓11.影響煙氣抬升與擴(kuò)散的主要因素有：煙氣溫度，煙氣流速、環(huán)境溫度與風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、擴(kuò)散參數(shù)及地形地貌條件等。在煙氣和外部環(huán)境相同的條件下，決定性因素為環(huán)境風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度。

我國(guó)現(xiàn)行?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?和?環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?等環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和?環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)那么?規(guī)定的煙氣抬升和環(huán)境空氣污染物擴(kuò)散模式，是基于采用傳統(tǒng)煙囪排放煙氣這一前提先決條件。12.4“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用對(duì)冷卻塔的影響“煙塔合一”冷卻塔的防腐問(wèn)題：混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的防腐（耐酸水泥或是防腐涂料）、淋水裝置組件防腐（PVC或玻璃鋼）、塔內(nèi)外金屬構(gòu)件防腐。煙氣進(jìn)入對(duì)塔內(nèi)氣體流速的影響：入塔的煙氣所占容積份額小，對(duì)塔內(nèi)氣體流速影響甚微。4.1對(duì)塔內(nèi)氣體流動(dòng)工況的影響煙氣進(jìn)入對(duì)熱浮力的影響：入塔的煙氣密度低于塔內(nèi)氣體的密度，對(duì)熱浮力是正面的影響。煙氣中殘余二氧化硫和飛灰一般不會(huì)對(duì)循環(huán)冷卻水造成污染。

煙氣的進(jìn)入對(duì)塔內(nèi)阻力的影響：煙氣入塔位置是在冷卻塔的配水裝置之上，對(duì)配水裝置區(qū)間段的阻力可以忽略不計(jì)。13.4.2對(duì)循環(huán)冷卻水水質(zhì)的影響循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍率增大

冷卻塔內(nèi)通風(fēng)量的增加帶來(lái)的是冷卻效率的提高，循環(huán)水的蒸發(fā)損失量增加。在保證水平衡的根底上，維持循環(huán)水的排污水量不變，循環(huán)水中的鹽類比重就會(huì)升高，濃縮倍率將增加。而機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)水濃縮倍率是有限值的，這就須要加大循環(huán)水排污，循環(huán)水的補(bǔ)水量也隨之增加。14.煙塔排放時(shí)的冷凝

經(jīng)除塵、脫硫、脫銷處理后的煙氣進(jìn)入冷卻塔后，在上升排放過(guò)程中與溫度較低的飽和濕空氣接觸后會(huì)冷凝成霧滴，匯集大液滴后落入冷卻塔水池，進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，煙氣中的可溶性氣體和固體顆粒隨之進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，也會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水雜質(zhì)和鹽類濃度的升高。為了防止冷凝形成的酸性物質(zhì)腐蝕“煙塔合一”冷卻塔的塔壁，在冷卻塔內(nèi)外壁均需采取防腐措施，水池也不例外。

15.“煙塔合一〞技術(shù)應(yīng)用對(duì)循環(huán)水的處理對(duì)策循環(huán)水中的鹽類和雜質(zhì)濃度升高、循環(huán)倍率升高的負(fù)面影響主要是凝汽器銅管或是不銹鋼管的腐蝕、工業(yè)冷卻水管道腐蝕、凝汽器水側(cè)結(jié)垢等，機(jī)組的平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受到威脅。〔1〕提高循環(huán)冷卻水的堿度適當(dāng)提高循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的pH值，或者在循環(huán)冷卻水中直接參加堿性物質(zhì)，以維持循環(huán)冷卻水的pH值在8.0至8.3?！?〕循環(huán)水處理參加阻垢劑，防止循環(huán)冷卻水系統(tǒng)積鹽、結(jié)垢；參加分散劑，分散懸浮物，防止其沉積。出現(xiàn)沉積、積鹽、結(jié)垢后，可以采取膠球沖洗、高壓水槍沖洗凝汽器、化學(xué)清洗〔酸洗〕等措施。〔3〕循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的材料選擇和流速控制新建機(jī)組，在系統(tǒng)選材上應(yīng)盡可能一步到位；對(duì)于改造機(jī)組，就只能采取添加帶有滲透、清洗功能的緩蝕劑的方法。低流速〔1～2m/s〕可能引發(fā)嚴(yán)重的沉積、結(jié)垢問(wèn)題，設(shè)計(jì)上要選擇適當(dāng)?shù)牧魉佟?6.〔4〕加強(qiáng)對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)

〔5〕國(guó)內(nèi)外循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)每年停運(yùn)一次，放空循環(huán)水系統(tǒng)存水，檢查系統(tǒng)污染情況，必要時(shí)安排沖洗或是化學(xué)清洗。深化處理循環(huán)水補(bǔ)水，按照水平衡、零排放的環(huán)保要求，將各種廢水處理后，再經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng)處理，補(bǔ)充到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，但本錢較高。采用簡(jiǎn)單的循環(huán)水旁流處理形式，要進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定旁流處理系統(tǒng)的容量和冷卻塔群換水的頻次和容量。17.5“煙塔合一〞工程設(shè)計(jì)技術(shù)5.1煙塔工況設(shè)計(jì)5.2冷卻塔設(shè)計(jì)技術(shù)5.3凈煙道設(shè)計(jì)技術(shù)5.4入塔煙道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18.5.1煙塔工況設(shè)計(jì)循環(huán)水水量設(shè)計(jì)

為了保證應(yīng)用“煙塔合一〞技術(shù)后對(duì)煙氣的抬升效果，冷卻塔出口混合氣體的垂直速度必須大于3m/s(德國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為3～6m/s)，對(duì)進(jìn)入“煙塔合一〞冷卻塔的循環(huán)水的水量和熱量有了最低要求。循環(huán)水水質(zhì)設(shè)計(jì)滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)即可，但考慮到脫硫凈煙氣帶入的石膏等污染物的影響，需要加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)督，定期進(jìn)行清理、清洗。循環(huán)水水質(zhì)設(shè)計(jì)循環(huán)水水量設(shè)計(jì)

循環(huán)水水質(zhì)設(shè)計(jì)循環(huán)水水質(zhì)設(shè)計(jì)循環(huán)水水量設(shè)計(jì)

循環(huán)水水質(zhì)設(shè)計(jì)19.5.2冷卻塔設(shè)計(jì)

要求冷卻塔在滿足汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水正常冷卻的同時(shí)，使除塵、脫硫、脫銷后的凈煙氣達(dá)標(biāo)排放，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于冷卻塔的線形及尺寸、冷卻塔的強(qiáng)度(包括冷卻塔筒壁開孔技術(shù))、冷卻塔的防腐和汽輪機(jī)冷卻技術(shù)等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)的主要原那么有：最低熱負(fù)荷：設(shè)計(jì)要求汽輪機(jī)冷卻循環(huán)水水量不能小于設(shè)計(jì)值的50%或者不能低于冷卻塔熱負(fù)荷的30%。排煙溫度：冷卻塔的壽命取決于防腐層的施工工藝和厚度，要限制高溫?zé)煔膺M(jìn)入煙塔內(nèi)，防止防腐涂料遇到高溫后脆化、剝落。

20.5.3凈煙道設(shè)計(jì)技術(shù)

脫硫后凈煙氣從中心孔高速排出，對(duì)“煙塔合一〞冷卻塔筒壁產(chǎn)生腐蝕的可能性大大降低，有效縮短凈煙道長(zhǎng)度、降低煙氣阻力。為方便疏水，凈煙道水平段設(shè)計(jì)有1。的傾斜角度，并采用豎直管口向上排放。21.5.4入塔煙道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

入塔煙道的材質(zhì)：入塔煙道內(nèi)煙氣具有較大的腐蝕性，且過(guò)流斷面大，支撐跨度長(zhǎng)，對(duì)其材質(zhì)的采用要求就比較高，一般選用玻璃鋼材料。入塔煙道的支撐結(jié)構(gòu)：入塔煙道由塔外鋼架及塔內(nèi)的立柱支撐。塔外鋼架及塔內(nèi)立柱的設(shè)置應(yīng)視脫硫裝置與塔體間的距離經(jīng)對(duì)煙道的強(qiáng)度計(jì)算后確定。22.入塔煙道的安裝：煙道從塔外脫硫裝置至塔中心大約70至80米長(zhǎng)，由多節(jié)煙道，逐一連接。為保證煙道的溫度補(bǔ)償，在煙道的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置膨脹節(jié)及維修平臺(tái)。冷卻塔筒壁的開孔：開孔位置一般選擇在筒壁較薄的淋水層除水器上方，不會(huì)對(duì)冷卻塔筒體的穩(wěn)定性產(chǎn)生大的影響，但在開孔處采取架設(shè)封閉肋梁的方法對(duì)開孔的邊緣進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)償，用密封材料進(jìn)行密封，防止冷空氣進(jìn)入塔內(nèi)。23.“煙塔合一〞技術(shù)總結(jié)24.

①煙氣通過(guò)冷卻塔下部與冷卻塔中的水汽相混合后排放的技術(shù)，節(jié)省了煙氣再熱裝置及其相應(yīng)煙道的費(fèi)用。②冷卻塔氣流的提升力，把凈化處理煙氣中殘留的空氣有害物排入大氣，盡管氣流溫度低，但是體積流量較大，由此總流量較大，在多數(shù)天氣情況下，都能夠到達(dá)比同等煙氣從煙囪排出的提升高度高。③不設(shè)煙囪，節(jié)省了煙囪的費(fèi)用。④經(jīng)過(guò)脫硫凈煙氣與冷卻塔氣流的混合廢氣中空氣有害物相對(duì)含量〔濃度〕降低了，然而空氣有害物總量與凈煙氣中的量相比保持近似不變