王淼 楊月梅 曹艷芳 趙珍偉

摘 要：在燃煤生產(chǎn)中，根據(jù)電廠煙氣的性質(zhì)，當(dāng)前常用煙塔合一的排煙方案來取代常規(guī)煙囪，使燃煤電廠煙氣排放符合污染物排放要求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。本文簡(jiǎn)要介紹了煙塔合一技術(shù)的國內(nèi)外應(yīng)用狀況，并對(duì)比了煙塔合一與常規(guī)煙囪在整體投資、煙氣排放質(zhì)量上的差異，以為當(dāng)前燃煤電廠排煙系統(tǒng)建設(shè)提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙塔合一；常規(guī)煙囪

煙塔合一技術(shù)將煙囪與冷卻塔融為一體，取代傳統(tǒng)煙囪，借助冷卻塔將燃煤電廠的排煙進(jìn)行冷卻，使煙氣發(fā)生脫硫，從而使煙氣的污染物大大降低。煙塔合一技術(shù)不僅提高了燃煤電廠對(duì)煙氣的循環(huán)利用，而且還減少脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，具有很高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 煙塔合一技術(shù)國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國外現(xiàn)狀

煙塔合一的煙氣處理技術(shù)最早在德國出現(xiàn)，1982年8月，第一座煙塔合一裝置在德國Volklingen實(shí)驗(yàn)電站投入使用，之后在三年的運(yùn)行驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)對(duì)降低企業(yè)煙氣污染物排放以及提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益上有巨大價(jià)值，隨后該技術(shù)在得多各個(gè)燃煤電廠推廣，并且該技術(shù)也逐漸成為西方燃煤電廠煙氣處理的關(guān)鍵技術(shù)[ 1 ]。隨著煙塔合一技術(shù)的不斷試驗(yàn)、探究以及完善，目前煙塔合一技術(shù)逐漸趨于完善。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

煙塔合一技術(shù)在我國出現(xiàn)的比較晚，因此在技術(shù)上依舊處于起步階段，我國第一個(gè)煙塔合一裝置在華能北京熱電廠建成，該項(xiàng)目在2006年正式投入使用[ 2 ]。之后，我國陸陸續(xù)續(xù)有電廠使用煙塔合一技術(shù)，其中重點(diǎn)建設(shè)的項(xiàng)目包括大唐哈爾冰第一熱電廠、國電天津東北郊電廠、國華三河電廠以及中電投甘井子電廠等。

2 煙塔合一與常規(guī)煙囪對(duì)比

2.1 初始投資對(duì)比

新產(chǎn)品的投入使用，企業(yè)往往會(huì)對(duì)產(chǎn)品的初始投資進(jìn)行評(píng)估。對(duì)煙塔合一的初始投資分析，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的初始投資較高，這主要因?yàn)榇笮兔摿蜓b置、冷卻塔防腐等增加了初始投資總額。并且，由于我國煙塔合一技術(shù)研究的比較晚，因此無論是在技術(shù)還是設(shè)備上都存在一定的缺陷，系統(tǒng)中一些關(guān)鍵性的設(shè)備或者技術(shù)依舊依賴進(jìn)口，比如冷卻塔概念設(shè)計(jì)、防腐設(shè)計(jì)以及煙氣的抬升與擴(kuò)散計(jì)算都需要依賴國外專業(yè)的煙塔合一企業(yè)來進(jìn)行指導(dǎo)[ 3 ]。而從國外引進(jìn)技術(shù)與設(shè)備的成本往往較高，這必然會(huì)增加煙塔合一的初始投資。而常規(guī)煙囪在我國燃煤電廠使用較廣泛，相應(yīng)的技術(shù)與設(shè)備制造上比較全面，并且常規(guī)煙囪并沒有建設(shè)脫硫裝置，因而整體造價(jià)上，煙塔合一的初始投資要遠(yuǎn)遠(yuǎn)蓋與常規(guī)煙囪。

2.2 煙氣抬升高度對(duì)比

當(dāng)前，燃煤電廠對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫往往會(huì)采用石灰石濕法脫硫技術(shù)，煙氣脫硫后的溫度能夠達(dá)到45℃～65℃，為了保證煙氣的順利排出，應(yīng)提升煙氣脫硫后的抬升高度[ 4 ]。在常規(guī)煙囪脫硫后煙氣的抬升處理上，采取的方法是將脫硫后的煙氣溫度提升至80℃以上，使煙氣能夠從煙囪排出；而煙塔合一技術(shù)則借助其中的冷卻塔將脫硫后的煙氣進(jìn)行抬升，然后經(jīng)冷卻塔排放。

以一臺(tái)600MW的燃煤鍋爐煙氣排放為例，煙氣排放量為200萬m3/h，煙氣排放溫度為120℃，經(jīng)脫硫后煙氣溫度在45℃～65℃的區(qū)間，然后將煙氣加熱到80℃以上，其絕對(duì)含熱量將大大降低。而在該燃煤鍋爐煙氣處理上，使用煙塔合一技術(shù)，能夠通過汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水產(chǎn)生的巨大熱量來提高脫硫處理后煙氣的抬升高度，根據(jù)煙氣處理需求，冷卻塔中所需的熱空氣量在3600萬m3/h，脫硫煙氣與熱空氣比為1：18，在風(fēng)速較小的情況下，經(jīng)脫硫處理后的煙氣能夠借助熱空氣來提升高度，從而使煙氣能夠排出。

常規(guī)煙囪高度往往比冷卻塔高，這就要求常規(guī)煙囪煙氣的溫度要高于冷卻塔排放煙氣，然而常規(guī)煙囪煙氣的上升時(shí)間往往較長(zhǎng)，大量溫度較高的煙氣在空氣中擴(kuò)散時(shí)間更長(zhǎng)，這對(duì)高空環(huán)境的影響較大。并且在大氣環(huán)境穩(wěn)定的情況下，煙氣抬升高度往往與風(fēng)速成反比關(guān)系，當(dāng)風(fēng)速大于6m/s時(shí)，煙氣的抬升高度僅為360m，而常規(guī)煙囪的高度較高，高空中的風(fēng)速顯然要高于正常水平，這樣必然不利于煙氣的抬升。而使用煙塔合一技術(shù)，則能夠利用冷卻塔較低高度排放煙氣的優(yōu)勢(shì)，降低電廠煙氣對(duì)自然環(huán)境的影響。

3 煙塔合一冷卻塔腐蝕問題

燃煤電廠運(yùn)作過程中，煙氣中存在大量二氧化碳、二氧化硫等對(duì)空氣質(zhì)量影響較大的成分，即便對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理后，排放的煙氣中依舊含有少量的二氧化硫，在煙氣提升過程中，煙氣進(jìn)入到冷卻塔中，并與熱濕空氣進(jìn)行作用冷凝成霧滴，這些霧滴往往會(huì)聚集在冷卻塔的外壁，含硫煙氣與濕熱空氣形成的霧滴往往具有較強(qiáng)的酸性，由于冷卻塔為金屬結(jié)構(gòu)，這些酸性物質(zhì)會(huì)對(duì)冷卻塔外壁產(chǎn)生比較嚴(yán)重的腐蝕。所以在對(duì)冷卻塔的維護(hù)與保養(yǎng)上，應(yīng)對(duì)塔壁采取防腐措施，比如可以在外層覆蓋防霧滴薄膜，以防止冷卻塔外圍碳化以及金屬腐蝕。

4 結(jié)語

總之，在燃煤電廠煙氣處理上，應(yīng)用煙塔合一的煙氣冷卻方式，雖然初始投資要高于傳統(tǒng)煙囪，但是從環(huán)境保護(hù)效益以及煙氣抬升高度上來看，煙塔合一的優(yōu)勢(shì)更加顯著，在我國逐漸提倡環(huán)境友好發(fā)展理念下，煙塔合一技術(shù)在未來將發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步發(fā)揮煙塔合一的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)做好冷卻塔的防腐工作，并且基于我國煙塔合一技術(shù)尚處于初步水平，因此在未來國內(nèi)燃煤電廠應(yīng)逐漸加快煙塔合一新技術(shù)的研發(fā)，以提高燃煤電廠煙氣處理水平。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 楊萬國，張波，楊朝暉，丁國清，董彩常.煙塔合一排煙空冷塔的腐蝕與防護(hù)[J].全面腐蝕控制，2016（05）：63-68.

作者簡(jiǎn)介：王淼（1982-），男，山東濟(jì)寧人，科研人員，研究方向：環(huán)境保護(hù)。