烟塔合一技术概述
国内新建火电厂开始大规模脱硫后,广泛采用了湿法脱硫技术。电力行业面临如何处理脱硫后烟气热量低、含湿量大的技术问题。对电厂内部来讲,脱硫后净烟道、旁路烟道和烟囱造价大幅度上升;对环境管理来讲,脱硫后(低热、湿) 烟气从烟囱排放污染特点如何,国内经验还不多。因此脱硫烟气排放成为电力行业和环境管理部门共同关注的一个问题。
烟塔合一技术是利用冷却塔巨大热量和热空气量对脱硫后湿烟气进行抬升,在大多数情况下,其混合气体的抬升高度远高于比冷却塔高几十～100 m 的烟囱,从而促进烟气内污染物的扩散。同时,该技术可提高电力系统能源利用效率,简化电厂烟气系统的工艺设计,在一定程度上降低电厂投资。
对于无烟气换热器的石灰石—石膏湿法脱硫系统,脱硫后的净烟气是直接接入经过防腐改造的烟囱进行排放,而除此方法外,脱硫后的净烟气也可以接入冷却塔进行排放,这就是烟气脱硫中广泛关注的烟塔合一技术。
烟塔合一技术是将火电厂烟囱和冷却塔合二为一,取消烟囱,利用冷却塔巨大的热湿空气对脱硫后的净烟气形成一个环状气幕,对脱硫后净烟气形成包裹和抬升,增加烟气的抬升高度,从而促进烟气中污染物的扩散。采用该技术后,不仅可以提高火力发电系统的能源利用效率,而且大大简化了火电厂的烟气系统,减少了设备投资和脱硫系统的运行维护费用。该技术已在华能北京热电厂获得应用。
德国于20 世纪70 年代开始研究烟塔合一技术,1982 年建设烟塔合一火电厂,已运行20 多座,装机总容量超过13 GW , 最大单机容量已达到1 GW。并对一批老机组也进行了烟塔合一改造。我国华能北京热电厂也采用了此该项技术,并在2006 年12 月投入运行,成为我国乃至亚洲首个可以取消烟囱的电厂。此外,天津东北郊热电厂、河北陡河电厂、浙江宁海电厂新扩建机组也有意采用烟塔合一技术。
烟塔合一工艺系统通常有2 种排放形式,分别为外置式和内置式。
1 外置式
把脱硫装置安装在冷却塔外,脱硫后的洁净烟气引入冷却塔内排放。
脱硫装置安装在冷却塔外,净烟气直接引到冷却塔喷淋层的上部,通过安装在塔内的除雾器除雾后均匀排放,与冷却水不接触。国外早期当脱硫系统运行故障时,由于原烟气的温度和二氧化硫的含量相对较高,不适于通过冷却塔排放,需经干式烟囱排放。目前由于脱硫装置运行稳定,冷却塔外一般不设旁路烟囱。
2 内置式
近几年国外的烟塔合一技术进一步发展,开始趋向将脱硫装置布置在冷却塔里面。使布置更加紧凑,节省用地。其脱硫后的烟气直接从冷却塔顶部排放。由于省去了烟囱、烟气热交换器,减少了用地,可大大降低初投资,并节约运行和维护费用。
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