火电厂“烟塔合一”技术的应用
摘要： “烟塔合一”技术,即取消火电厂中的烟囱,将锅炉经除尘脱硫后排出的烟气,经自然通风冷却塔排放到大气中。国外在70年代已开始研究和使用该技术。目前我国火电厂尚未使用此技术,但随着电厂排放的烟气品质越来越好,已为使用该技术提供了可能性。
关键词：烟塔合一,技术,应用
“烟塔合一”技术,即取消火电厂中的烟囱,将锅炉经除尘脱硫后排出的烟气,经自然通风冷却塔排放到大气中。此项技术首先在德国使用,从20世纪70年代开始,已有了多座大型火电厂采用。2003年投产的1 000 MW 级Neideraussem电厂也采用此项技术,应该说是成熟可行的。
1 “烟塔合一”技术应用的前提
采用“烟塔合一”技术的前提是对烟气的品质有一定的要求。以往我国电厂锅炉的排烟,含尘量和含SO2 量高,如由冷却塔排出,将使塔内盛水装置产生污垢,冷却水质变坏,塔筒的腐蚀影响增大。在我国新的火电厂排放标准中,规定烟气含尘量不大于50 mg/m3 , SO2 含量不大于400 mg/m3 ,NOx 含量不大于450 mg/m3 (对烟煤) 。在实际工程中,由于装设了脱硫效率为90% ～95%的脱硫装置,烟气中SO2 含量可以达到200～300 mg/m3 ;采用低NOx 燃烧系统, NOx含量不大于350mg /m3 。这样,便与德国“烟塔合一”电厂的烟气品质基本在同一水平上,为采用“烟塔合一”技术创造了必要的前提。例如,德国在1997建成的Schwaree Pumpe电厂的2 ×800MW 机组,其烟气含尘量不高于50 mg/m3 ,采用湿法脱硫,低NOx 燃烧系统, NOx 排放量不大于200mg/m3 ,该电厂就采用了“烟塔合一”技术(见图1) 。
 |
2 “烟塔合一”技术的特点
2. 1 降低电厂的造价
常规的烟气排放系统和“烟塔合一”的烟气排放系统如图2所示。从图中可见,采用“烟塔合一”技术可以省去烟囱和气气交换器( GGH) ,但增加1台热交换器。对于一个2 ×600 MW 电厂来说, 1座双内筒钢筋混凝土烟囱加上地基处理,其投资一般在2 000万元以上。
 |
2. 2 有利于环境保护
根据国外资料研究,由于自然通风冷却塔排出大量饱和空气,其质量效应使烟气排到大气的速度大于烟囱排出的速度,如图3所示。从冷却塔排出烟气时,它对风力的影响较不敏感,可穿透逆温层并可降低排出烟气的酸性,改善扩散条件。
 |
2. 3 提高电厂效率
由图2可以看出,采用“烟塔合一”技术时,烟气温度从130℃降到90℃的热量,不必再加热从脱硫装置出来的烟气,使之从60℃加热到90℃,而可以加热其他水系统,如补给水或凝结水,从而提高了整个电厂的热效率。粗略估计,如果设计得当,可以提高电厂效率0. 7%左右,这是一个很可观的经济效益。
3 采用“烟塔合一”技术应解决的问题
3. 1 研究建立由冷却塔排放烟气时大气扩散的定量分析模型。迄今我国还缺乏这方面的研究,为采用此项技术时环境影响评估带来困难。
3. 2 采用冷却塔排放烟气时,冷却塔的布置位置应在炉后或炉侧面,而不是传统的布置在机侧。这与我国以往的三列式、四列式总平面布置的做法有很大不同,且不是每个电厂布置都能做到的,在技术经济上需要仔细全面分析比较。
3. 3 在工程设计上,需要妥善解决从脱硫装置到冷却塔之间烟道的膨胀问题,防止冷却塔壁承受额外的推力,冷却塔上部塔筒内壁应有可靠的防腐涂料,防止烟气中SO2 和NOx 与饱和空气形成的酸性腐蚀。冷却塔壁有很大的烟道进气孔,需对塔壁结构及其稳定性仔细研究。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
