美国epri湿烟囱设计导则简介

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1、美国电力研究院（EPRI）湿烟囱设计导则C．VWeilertL.A.MarotiR.G.RhudyJ.E.Smigeiski王亚峰马果骏译摘要由于再热系统的成本很高，美国的湿法烟气脱硫系统（WetFGDSystems）新建或改造项目现在都考虑采用湿烟囱。为满足清洁空气法（CleanAirAct）的‘一期酸雨控制计划’的要求，所有按此环保要求设计的改造系统都采用了湿烟囱。对于二期计划，装配有湿法烟气脱硫系统的电站将会由于超量烟气洗涤而受益。对于那些目前仍采用旁路再热的机组，可通过关闭旁路来对锅炉的全部烟气流量进行洁净处理

2、，从而满足二期计划的环保要求。在此情况下，需要将现有系统改造为湿烟囱运行。出于对今后烟气脱硫应用中采用这些湿烟囱方案的兴趣，美国电力研究院（EPRI）通过与NYSEG进行专项合作，聘请了Burns&McDonnell和DynaFlow系统公司一同编制湿烟囱的设计导则。本文对此湿烟囱设计导则进行了简要的概述。14引言“湿烟囱”的定义为：用以排放饱和的且全部清洁过的烟气的烟囱或烟道。湿烟囱位于湿法烟气脱硫系统的下游。在上游的湿法脱硫系统中，脱硫浆液被喷入烟气流中与其发生化学反应，通过一系列的脱硫化学反应、二氧化硫的含量降低

3、了、烟气也达到饱和、并且烟气温度也降到50－55℃。本文中所讨论的湿烟囱运行不采用任何烟气再热系统或部分烟气旁路。“1990年清洁空气法修订案（CAAA）“要求电站应减少二氧化硫的排放。为符合”CAAA“一期酸雨控制计划的烟气排放要求，有几家电站已经加装了湿法烟气脱硫系统。其它电站都已决定消除部分旁路，对100%的烟气进行清洁洗涤，以便能够减少二氧化硫的排放，并以此作为他们为满足”二期酸雨控制计划“而采取的部分措施。新建的或改造的FGD系统一般都采用湿烟囱运行，因为这可以降低运行成本。湿烟囱设计导则的目的是为脱硫产业提

4、供湿烟囱设计和规范有关的信息和建议。湿烟囱设计须解决未洗涤或再热的烟气之烟囱设计中未出现的具体问题。此设计导则的目的归纳如下：◆提供背景信息；◆更新先前出版的信息；◆确定需要考虑的参数和选项；◆提供有关湿烟囱设计的具体建议。湿烟囱应用方案对于电厂设计方和运营方两者来说，由于他们都很关注如何降低维护工作量以及如何提高系统运行效率等问题，因此湿法烟气脱硫系统取消再热系统而采用湿烟囱设计是一项切实可行的选择。在以下情况下，湿烟囱设计方案可作为用旁路烟气或用再热系统来提升烟囱入口烟气温度的替代方案：◆带有湿烟囱的新建机组◆带有

5、湿烟囱的改造洗涤塔◆改造成湿烟囱运行14第一种情况：当需要新建一台机组时，并且该新建机组将安装一台烟气洗涤塔和一座湿烟囱。在这种情况下，设计方在内衬选材和烟囱选型方面被赋予最大的自由度。此时，应该考虑采用最先进的湿烟囱设计，因为此设计方案是根据现有最新的分析、实验和现场数据而确定的。第二种情况：对现有的电厂加装一台新的湿法烟气洗涤塔系统。在此情况下,最为重要的湿烟囱设计考虑是现有的烟囱内衬和烟道从材料角度以及从运行角度来讲是否能适应新的湿环境。如果不能适应的话，则必须对现有的内衬和烟道进行改造。由于对现有的烟道进行改造

6、需要一定的电厂停炉时间，通常更为经济的做法是为经过洗涤的烟气新建一座烟囱，并在需要时，使用现有的烟囱作为洗涤塔的旁路来排放烟气。第三种情况：现有的湿法烟气洗涤系统运行中采用再热系统或部分烟气旁路。为了降低二氧化硫的排放以及消除再热系统的维护工作，该套装置需要改造成100%的湿态运行（即完全排除再热或烟气旁路）。必须就新的运行条件和烟气特性对现有的出口烟道、烟囱内衬材料以及几何形状进行调查。然后，要么需要对现有的系统进行改造，要么加装一座湿烟囱及/或内衬。湿烟囱设计和运行需要考虑的因素湿烟囱设计需要考虑如下重要的因素◆有

7、关法规的考虑◆烟囱液体排放◆烟羽下洗◆腐蚀/化学侵蚀◆烟囱内衬几何形状◆内衬中的烟气流速◆集液装置和疏水装置有关上述事宜的概述见下文。14有关法规的考虑为了满足美国环保局（EPA）的相关法规以及为了适当处理相关的许可问题，以下事项应予以考虑：地面浓度/扩散模型除了排放标准外，电站还必须满足州制定的有关地面浓度的标准。能够满足排放标准并不意味着能保证满足地面浓度（GLC）标准。地面浓度取决于一系列因素，如排放工况、烟囱高度、烟气的特征、附近地域特征，以及气象条件。由于通过湿烟囱排放的烟气温度较低，因此不如经过再热系统加热

8、的烟气有浮力。基于以上原因，从理论上讲，烟囱烟气再热系统所产生的地面浓度要比湿式系统的低。根据以往的经验，实际的模型很少显示再热方式是能否满足国家环境空气质量标准（NAAQS）的决定性因素。如果地面浓度模型确实证明这是一个问题，则可以对通过减少排放来达到降低浓度的许多方法进行审查，以作为一项改造项目可行性研究的一部分。通过使用二元