火电厂用冷却塔替代烟囱的探讨.doc

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1、随着社会生产力的发展和人们生活质量的提高，人们对环境质量愈来愈关注，对火电厂也提岀了更高的环保要求。愈来愈多的电厂将视其煤质情况和环保要求对烟气进行脱硫处理，M至于进行脱硝处理。在某些采用石灰石湿法脱硫（以下简称FGD）的系统中，经脱硫肩的烟温约50°C,若不加热则可能带来烟囱排放困难。能否在采用自然通风冷却塔的电厂，将处理后的烟气通过冷却塔排放?本文试图对该问题做一些分析和探讨。1技术方案对于采用了冷却水再循环的火电厂，若其烟气进行了脱硫脱硝处理（或只是脱硫处理），在正常运行工况下，烟气经过二氧化硫吸收塔处理，进入自然通风冷却塔，在配水装置Z上均匀排放，通过冷却塔排入大气。同时，根据二

2、氧化硫吸收塔的可靠性和事故率大小，可以设置旁路烟道，通过事故烟囱排放。2技术经济分析2.1塔内气体流动工况的变化分析与常规做法不同，烟气不通过烟囱排放，而被送至自然通风冷却塔。在塔内，烟气从配水装置上方均匀排放，与冷却水不接触。由于烟气温度约50°C,高于塔内湿空气温度，发生混和换热现象，混和的结果，改变了塔内气体流动工况。2.1.1烟气进入对热浮力的影响塔内气体向上流动的原动力是湿空气（或湿空气与烟气的混和物）产生的热浮力（也称抽力），热浮力克服流动阻力而使气体流动。热浮力为Z=he.Ap.g,式屮he——冷却塔有效高度;△p——塔外空气密度Pk与塔内气体密度PinZ差。下面，以某30

3、0MW机组为例，做简要计算：已知f=10%的气彖条件为«1=25°C,屮1=78%,pamb二99.235kPa,杏有关图表或用公式计算出塔外空气密度Pk二1.152kg/m3o一般情况，塔内空气密度Pm^O.98Pk二1.129kg/m3,在标准大气压下，0°C时；烟气根据经验，一般煤质Poy^l.34kg/Nm30经湿法脱硫示的烟温ty二50°C,考虑烟气x~l%,水蒸气Pos二0.804kg/Nm3,则可计算出进入冷却塔的烟气密度显然，进入冷却塔的烟气密度低于塔内气体的密度，对冷却塔的热浮力产生正面影响。2.1.2烟气进入对塔内气体流速的影响已知列举的300MW机组，冷却塔淋水面积

4、Am二6500m2,塔内气体流速vm=l.07m/s,计算出塔内气体流量Qm二Am.vm=6955m3/s;再计算出扌非烟温度140€时，排烟量约1800000m3/h（折合500m3/s）。换算为脱硫后50°C的烟气量（忽略除去的S02气体,增加的水蒸气按经验为10%）：进入塔内的烟气占塔内气体的容积份额：显然，进入冷却塔的烟气所片容积份额小，对塔内气体流速影响甚微。2.1.3烟气的进入对塔内阻力的影响根据塔内阻力公式Ap=^（pmvm）/（2）,阻力系数E主要在于配水装置，而烟气在配水装置以上进入，对配水装置区间段阻力不产生影响。因此，对总阻力的影响共微，在工程上亦可以忽略不计。从以

5、上分析可得到以下结论：烟气能够通过双曲线自然通风冷却塔顺利排放。2.2湿法脱硫后的烟气从烟囱排放存在着困难烟气经石灰石（湿法）脱硫后，烟温一般在50°C左右。由上例知，50°C的烟气与室外空气密度差共小，再考虑到烟囱畢散热导致烟气温降，烟囱非双曲线形，其流动特性不及冷却塔，加上气候变化的影响，可见，经脱硫示50°C的烟气通过烟囱排放存在着困难。否则,不得不对50°C的烟气进行加热，这样，势必导致系统复杂，初投资及运行费用增加。2.3烟气通过冷却塔排放对环境的影响据国外研究机构的研究成果表明,通过冷却塔排放的烟气其抬升高度能满足环保要求,在此不再详述。2.4烟气中残余二氧化硫和飞灰不会对循

6、环冷却水造成污染经脱硫和高效除尘后，烟气屮残余二氧化硫和飞灰含量低，二氧化硫（包括三氧化硫）露点温度相应降低，在塔内结露的可能性小。加Z二氧化硫吸收塔和冷却塔均有除水装置，塔内气体带水滴（雾）少，烟气屮飞灰不易与水滴（雾）结合而沾附在塔内壁。因此，烟气屮残余二氧化硫和飞灰不会对冷却塔和循环冷却水产生污染。在实际工程运用前，还可以通过试验获取数据并进行分析。2.5投资节约分析采用烟气通过冷却塔排放方案示，根据二氧化硫吸收塔设备及运行可靠性情况，可以根据环保和技术要求列设置简易低矮的事故旁路烟囱。因此，可以节约永久性烟囱的投资。同时，烟气不需再加热，系统简单，运行费用和初投资也可降低。2.6

7、使用条件限制该方案在工程运用屮受到以下条件限制：a）必须在采用了冷却水再循环和自然通风冷却塔的火电厂方可应用；b）必须对烟气进行高效除尘和脱硫（或脱硫脱硝）处理；c）在总平面布置上，冷却塔的位置与炉后脱硫塔相距不远。3工程运用实践据悉，国外也在这方面进行肴探索和试验，效果尚令人满意。4结束语在采用冷却水再循环和白然通风冷却塔的火电厂，对烟气采用了高效除尘和脱硫（或脱硫脱硝）处理后，在技术、经济、安全比较的前提下，可以考虑烟气通过冷却