烟塔合一技术分析
浅析烟塔合一工程技术要点
浅析烟塔合一工程技术要点摘要：烟塔合一工程技术是该工程项目实施的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了烟塔合一技术依据，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就烟塔合一与常规烟囱对比问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：烟塔合一；工程；技术；要点1前言烟塔合一工程技术是一项实践性较强的综合性工作，其具体实施方法的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对烟塔合一工程技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2工程概况神华国华永州发电厂一期（2×1000MW）工程厂址位于湖南省永州市东安县芦洪市镇境内的灌坝村、西江桥村、大枧塘村，厂址东南距永州市城区约15.5km，西南距东安县城区约27.0km。
神华国华永州发电厂一期为新建工程，建设规模为2×1050MW超超临界燃煤机组，同步建设高效烟气脱硫、脱硝及除尘装置。
电厂按装机4×1000MW级燃煤机组规划，留有扩建余地。
3烟塔合一技术依据由于采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，烟气经石灰石（湿法）脱硫后，烟温一般在50℃左右，50℃的烟气与室外空气密度差较小，烟囱壁散热导致的烟气温降（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，致使经脱硫后50℃的烟气很难通过烟囱排放。
若采用烟囱排放须增加回转式GGH，对烟气进行加热，温度达到SO2的露点温度（72℃）以上，这样会导致系统复杂，初投资及运行費用增加，冷却塔具有一定高度，比烟囱的表面积大许多，而且采用冷却塔排烟则无须对烟气进行加热，不用GGH，还可以合并锅炉引风机和脱硫增压风机，降低电厂建设费用，有利于降低发电成本。
二是由于厂址位于哈尔滨市区，距太平国际机场约为17km，处于航线净空区范围内，对附近构筑物的高度有限制。
采用烟塔合一技术可有效避开航空影响。
脱硫烟塔合一技术介绍.
脱硫烟塔合一技术介绍从上个世纪八十年代初期开始，以德国为代表的一些发达国家开始尝试利用冷却塔排放湿法脱硫后的烟气，目的是节省较大的烟气再热器的投资和提高烟气排放的扩散效果，经过二十年的发展，到目前为止，全世界大概已经有三十多台机组采用了这种技术。
烟气通过冷却塔排放，是将烟气用烟气管道送入塔内配水装置的上方集中排放。
这对冷却塔带来了两个方面的影响，一方面，烟气排入会使配水装置上方的气体流量增加，流速有所增加，带来额外的流动阻力，但冷却塔内烟气的流速很低，一般都在1.0m/s左右，即使流速增加30%，带来额外的流动阻力增加也非常有限，与冷却塔的其他阻力（人字柱、进风口、淋水装置、淋水、出口等阻力）相比，还是较小的。
考虑这部分额外的流动阻力增加和烟气管道带来的局部阻力，将冷却塔的总阻力系数增加3。
另一方面，烟气排入冷却塔与配水装置上方的湿空气发生混合换热现象，改变了塔内气体的密度。
锅炉在设计工况运行时，吸收塔出口烟气温度范围为43-50℃（主要决定于吸收塔入口烟气温度），考虑到烟道长度和环境温度变化带来的温度降低，进入冷却塔的烟气温度为36-43℃。
以下是就烟塔合一时可能遇到的问题进行探讨：一、烟气能否从烟塔顺利排出烟气能否从烟塔顺利排出,根本是看烟塔内填料上方混合气体的密度是否比环境空气的密度低。
这两个密度差越大，通风量越大，混合气体的热浮力越大，烟气从烟塔排放的扩散效果就越好。
在烟塔运行的绝大多数时间里，烟塔内填料上方混合气体的密度都比环境空气的密度低，烟气都会顺利排放。
当夏季环境温度达到38℃，烟气温度只有为40℃时，烟气仍然可以通过烟塔顺利排出。
但我们必须保证在机组运行的任何情况下，烟塔都能顺利排烟，就必须考虑到烟塔运行的极端情况。
对烟塔来说，最极端恶劣的烟气排放工况就是：环境温度为极热（42℃），并且烟塔不通循环水。
这时如果使烟气顺利排放，烟气温度必须达到52.5℃以上。
环境温度为38℃，并且烟塔不进循环水时，使烟气顺利排放的最低烟气温度为48℃。
脱硫烟塔合一技术介绍
脱硫烟塔合一技术介绍从上个世纪八十年代初期开始，以德国为代表的一些发达国家开始尝试利用冷却塔排放湿法脱硫后的烟气，目的是节省较大的烟气再热器的投资和提高烟气排放的扩散效果，经过二十年的发展，到目前为止，全世界大概已经有三十多台机组采用了这种技术。
烟气通过冷却塔排放，是将烟气用烟气管道送入塔内配水装置的上方集中排放。
这对冷却塔带来了两个方面的影响，一方面，烟气排入会使配水装置上方的气体流量增加，流速有所增加，带来额外的流动阻力，但冷却塔内烟气的流速很低，一般都在1.0m/s左右，即使流速增加30%，带来额外的流动阻力增加也非常有限，与冷却塔的其他阻力（人字柱、进风口、淋水装置、淋水、出口等阻力）相比，还是较小的。
考虑这部分额外的流动阻力增加和烟气管道带来的局部阻力，将冷却塔的总阻力系数增加3。
另一方面，烟气排入冷却塔与配水装置上方的湿空气发生混合换热现象，改变了塔内气体的密度。
锅炉在设计工况运行时，吸收塔出口烟气温度范围为43-50℃（主要决定于吸收塔入口烟气温度），考虑到烟道长度和环境温度变化带来的温度降低，进入冷却塔的烟气温度为3 6-43℃。
以下是就烟塔合一时可能遇到的问题进行探讨：一、烟气能否从烟塔顺利排出烟气能否从烟塔顺利排出,根本是看烟塔内填料上方混合气体的密度是否比环境空气的密度低。
这两个密度差越大，通风量越大，混合气体的热浮力越大，烟气从烟塔排放的扩散效果就越好。
在烟塔运行的绝大多数时间里，烟塔内填料上方混合气体的密度都比环境空气的密度低，烟气都会顺利排放。
当夏季环境温度达到38℃，烟气温度只有为40℃时，烟气仍然可以通过烟塔顺利排出。
但我们必须保证在机组运行的任何情况下，烟塔都能顺利排烟，就必须考虑到烟塔运行的极端情况。
对烟塔来说，最极端恶劣的烟气排放工况就是：环境温度为极热（42℃），并且烟塔不通循环水。
这时如果使烟气顺利排放，烟气温度必须达到52.5℃以上。
环境温度为38℃，并且烟塔不进循环水时，使烟气顺利排放的最低烟气温度为48℃。
“烟塔合一”技术在环评中有关问题的探讨
“烟塔合一”技术在环评中有关问题的探讨作者：李立峰张树深来源：《绿色科技》2010年第06期摘要:介绍了国内外燃煤电厂“烟塔合一”技术的应用现状,阐述了“烟塔合一”的工艺流程及技术特点,重点进行了“烟塔合一”排烟方案与常规的烟囱排烟方案对环境影响的对比分析,并针对燃煤电厂“烟塔合一”技术在环评过程中存在的问题进行探讨。
关键词:燃煤电厂;烟塔合一;环境影响评价中图分类号:X169文献标识码:B文章编号:1005-569X(2010)06-0098-031 引言“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高于比冷却塔高几十米的烟囱,从而促进烟气内污染物的扩散。
“烟塔合一”技术起源于德国。
我国燃煤电厂自2005年开始引用“烟塔合一”技术,该技术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,减少了设备投资并节约了有限的土地资源。
2 “烟塔合一”技术的应用现状2.1 国外应用现状德国于20世纪70年代开始研究“烟塔合一”技术,于1982年建设第一座“烟塔合一”火电厂,即Volklingen电厂。
1985年完成一系列测评。
自此,“烟塔合一”技术在德国新建电厂中得到了广泛应用。
同时,德国结合工程实际制订了“烟塔合一”技术的相关技术标准和评价准则。
随着“烟塔合一”技术的逐步成熟,德国、波兰、土耳其、希腊等国家改建和新建了很多无烟囱电厂,其中大部分集中在德国。
目前,德国采用“烟塔合一”技术且已运行的有20多座电厂,装机总容量超过12000MW,最大单机容量已达到1000MW[1],如德国的Neurath电厂,装设2×1100MW机组。
德国要求“烟塔合一”的塔入口SO2质量浓度为400mg/m3,NOx质量浓度为200mg/m3。
对一些燃烧褐煤且采用“烟塔合一”技术的电厂,则未要求其对排烟进行脱硝(比如黑泵电厂)处理。
[“烟塔合一”技术在环评中有关问题的探讨] 烟塔合一.doc
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摘要:介绍了国内外燃煤电厂“烟塔合一”技术的应用现状,阐述了“烟塔合一”的工艺流程及技术特点,重点进行了“烟塔合一”排烟方案与常规的烟囱排烟方案对环境影响的对比分析,并针对燃煤电厂“烟塔合一”技术在环评过程中存在的问题进行探讨。
关键词:燃煤电厂;烟塔合一;环境影响评价中图分类号:X169文献标识码:B文章编号:1005-569X(2010)06-0098-031 引言“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高于比冷却塔高几十米的烟囱,从而促进烟气内污染物的扩散。
“烟塔合一”技术起源于德国。
我国燃煤电厂自2005年开始引用“烟塔合一”技术,该技术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,减少了设备投资并节约了有限的土地资源。
2 “烟塔合一”技术的应用现状2.1 国外应用现状德国于20世纪70年代开始研究“烟塔合一”技术,于1982年建设第一座“烟塔合一”火电厂,即Volklingen电厂。
1985年完成一系列测评。
自此,“烟塔合一”技术在德国新建电厂中得到了广泛应用。
同时,德国结合工程实际制订了“烟塔合一”技术的相关技术标准和评价准则。
随着“烟塔合一”技术的逐步成熟,德国、波兰、土耳其、希腊等国家改建和新建了很多无烟囱电厂,其中大部分集中在德国。
目前,德国采用“烟塔合一”技术且已运行的有20多座电厂,装机总容量超过12000MW,最大单机容量已达到1000MW[1],如德国的Neurath电厂,装设2×1100MW机组。
德国要求“烟塔合一”的塔入口SO2质量浓度为400mg/m3,NOx质量浓度为200mg/m3。
对一些燃烧褐煤且采用“烟塔合一”技术的电厂,则未要求其对排烟进行脱硝(比如黑泵电厂)处理。
其他国家投运的“烟塔合一”机组台数不多,目前尚未见到相关要求。
烟塔合一技术原理
烟塔合一技术原理
烟塔合一技术原理，简单来说就是将原本分开的脱硫、脱硝和除尘设备合并在一起，通过一套工艺流程完成对烟气中污染物的处理。
这种技术的出现，既解决了传统烟气处理设备占地面积大、投资高、运行成本高的问题，也有利于提高烟气处理效率、减少对环境的污染。
烟塔合一技术的原理主要包括以下几个方面：首先是烟气的预处理，将含尘颗粒物去除，通常采用静电除尘器或布袋除尘器进行处理。
接着是脱硫过程，利用石灰石浆液对烟气中的二氧化硫进行吸收，生成石膏并排出系统。
然后是脱硝过程，利用氨水对烟气中的氮氧化合物进行还原，将其转化为氮气和水蒸气，从而减少对大气的污染。
最后是烟气的净化处理，通过干法除尘或湿法除尘等方法，将烟气中的微小颗粒物和有机物去除，最终排放出清洁的烟气。
烟塔合一技术的原理是基于烟气处理的工艺特点和环保要求，通过整合各项处理工艺，实现烟气多污染物一体化处理，从而达到节能
减排、降低运行成本和提高处理效率的目的。
相比传统的烟气处理设备，烟塔合一技术不仅占地面积小、投资成本低，而且运行稳定，管理维护方便。
因此，在工业烟气治理和环保建设中得到越来越广泛的应用。
总之，烟塔合一技术通过对烟气进行预处理、脱硫、脱硝和净化等工艺步骤，实现了烟气多污染物的一体化处理，为减少大气污染、改善环境质量发挥了积极的作用。
随着环保技术的不断进步和完善，相信烟塔合一技术将在未来得到更广泛的推广和应用。
1000 MW间接空冷机组“烟塔合一”方案数值模拟分析
2.3 网格划分及边界条件
根据计算域尺寸及模型特点，采用疏密网 格 合 理 划 分 散 热 器、 塔 内、 塔 外 计 算 域 网 格。 为了尽可能提高计算精度、减小网格数量对计 算结果精度的影响，在服务器所能承受的范围 内，本次计算最终网格数达到 1 261 万。
计算区域分为间接空冷塔内和塔外两个区 域，对于塔外区域的边界，底部为恒温的边界墙， 其它面的边界为压力出口边界 ；塔壳边界条件 为绝热墙壁，进风口和塔的出口都设置为内部 边界 ；散热器区域设置成 Radiator 区域，且根 据相关试验数据设定传热及阻力系数。
02
2021年06月 增刊1
水工技术 1 000 MW间接空冷机组“烟塔合一”方案数值模拟分析
型如图 1、图 2 所示。三维模型包括间接空冷塔 塔壳、散热器、基础、一级脱硫塔、二级脱硫塔、 湿式电除尘器、烟道、烟囱及外部空间，整体 计算域 L×B×H 为 2 400 m×2 400 m×1 950 m。 其中，间接空冷塔大门、烟道穿散热器处封堵 均单独建模以区分不同边界条件。建模时忽略 了膨胀水箱、浆液循环泵等小规模设施，间接 空冷塔 X 柱及百叶窗不建模，但是将其阻力系 数叠加到散热器中。
0 引言
“烟塔合一”方案于上世纪 80 年代初期在
德国成功应用并得到推广，风洞模型试验及数 值模拟表明烟气利用冷却塔排放具有更低的污 染物落地浓度 [1-3]。“烟塔合一”布置方案降低
* 收稿日期：2020-11-02 第一作者简介：张春琳(1986-)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为电站冷却塔、冷端优化、余热利用、节能减排。
3 各方案数值模拟结果及对比分析
3.1 烟气处理设施对间接空冷塔运行特性 的影响
脱硫及除尘设施布置于间接空冷塔内，一 方面对塔内空气流动产生阻碍作用，另一方面 排 烟 也 会 对 塔 内 空 气 流 场、 温 度 场 产 生 影 响， 均会影响间接空冷塔冷却效果。表 4 列出了年 平均气象条件下间接空冷塔内有无脱硫及除尘 设施时，反映间接空冷塔运行特性的主要参数。
某工程烟塔合一应用可行性分析报告
某滨海热电厂工程采用“烟塔合一”排烟方案的可行性分析【内容摘要】本报告论述了某滨海热电厂排烟采用烟囱及排烟塔两种不同方式，对设计采用海水冷却塔或采用“烟塔合一”在技术上的可行性、经济上的合理性以及从国家环境保护政策进行了分析论证，结论是本工程不宜推荐“烟塔合一”方案。
关键词电厂，烟塔合一，海水，环保1概述1.1 工程概况某滨海热电厂工程（以下简称“本工程”）规模为，本期建设2×350MW 超临界燃煤机组，规划容量4×350MW超临界燃煤供热机组，工程厂址滨海，不在机场净空限制区域。
本工程供水系统拟采用海水冷却塔二次循环供水系统，海水补给水取自厂址附近海域。
1.2 “烟塔合一”技术国内应用概况火电厂锅炉排出的烟气通过冷却塔排放，即简称为“烟塔合一”的技术是国内2006年以来在电力工程设计中引起关注的一项新技术。
由于火电厂烟气湿法脱硫技术的采用，脱硫后烟气温度低，烟囱排烟存在烟气抬升高度不足和腐蚀问题。
为增加脱硫后烟气抬升高度，提出烟气从冷却塔排放的“烟塔合一”方案。
据文献介绍，用冷却塔排烟，理论上有利于烟气的抬升与扩散，从而可以弥补冷却塔几何高度的不足，满足环境保护要求，具有一定的环境可行性。
但是，由于冷却塔防腐费用较高，一般烟塔合一方案的投资远高于常规的烟囱排烟方案。
随环保标准的提高，烟气脱硝已不可廻避，使采用烟塔合一与常规的烟囱排烟方案的投资差距已在缩小。
自2006年华能高碑店热电厂第一座排烟冷却塔投运以来，在国内火电行业引起了强烈反响，出于对新技术的敏感，国内一些工程纷纷准备采用“烟塔合一”。
据了解采用了“烟塔合一”的工程有华能热电厂、国华三河电力XX二期、XX东北郊热电厂、XX良村热电厂、大唐XX第一热电厂、XX热电厂、XX干井子热电厂、XX热电厂、XX军粮城电厂、国华XX电厂、XX第二发电厂、XXXX热电厂、XX平南热电厂等，这些工程已通过了环境影响评价，有的在建，有的已投产。
同步脱硫脱硝(烟塔合一)系统设计特点
同步脱硫脱硝(烟塔合一)系统设计特点国内首台2×300MW机组锅炉同步上脱硫、脱硝、“烟塔合一”锅炉系统设计特点1、锅炉系统设计特点1.1 燃料双鸭山产烟煤：收到基低位发热量Qnet.ar：21200 kJ/kg；冲刷磨损指数Ke 3.95；收到基硫Sar0.28%。
1.2 锅炉主要技术规范蒸发量：1025t/h；省煤器入口给水温度：280℃；排烟温度：124℃；燃煤量:134 t/h〔BMCR工况，设计煤〕。
1.3 燃烧、制粉系统设计特点及设备①一次风系统。
一次风系统设2台50%容量的动叶可调轴流式风机。
型号：PAF15.3-11.8-2，额定风量：59.7m3/s，额定风压：13802 Pa。
②二次风系统。
二次风系统配有2台50%容量动叶可调轴流式送风机，型号：FAF18-9-1，额定风量：119.3m3/s，额定风压：4066Pa。
在锅炉入口大风箱前加装调节风门，设置燃烬风系统以降低锅炉炉膛温度，减少NOx 气体的排放。
③烟气系统。
烟气从炉膛出口通过尾部受热面，自省煤器出口引出经SCR脱硝装置脱除60%NOx气体后，经回转空气预热器降温，静电除尘器进行除尘后，通过引风机送至脱硫系统进行脱硫。
引风机型号：YC35555，额定风量：258 m3/s，额定风压：7175Pa。
④每台炉配2台双室四电场静电除尘器，除尘效率99.77%。
⑤制粉系统。
制粉系统选用中速磨正压冷一次风直吹式制粉系统。
每台锅炉配置5台磨煤机，4台运行1台备用；磨煤机型号：MPS170HP-II，最大出力：45.6t/h。
每台炉配5台变频调速HD-BSC26型耐压式胶带计量给煤机。
每台锅炉设置两台100%容量MF10-19№11.5D型离心式密封风机，1台运行，1台备用。
采用微油点火装置，取代锅炉系统原配置点火枪可以节约90%燃油量。
2、“烟塔合一”烟气系统设计特点2.1 采用“烟塔合一”排烟冷却塔，取消烟囱，工艺流程“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，从而促进烟气内污染物的扩散。
燃煤电厂“烟塔合一”模式下循环冷却水处理技术
１ １ １ 烟 塔 合 一 在 国 外 的 发 展 ． ．
吸 收塔净 化后 通过 １ ０ 高 的 自然 通 风冷 却塔 排 人 ２ ｍ
大 气 。 河 北 三 河 发 电 厂 二 期 工 程 ２×３ ０ ０ ＭＷ 热 电
联 产机 组 配套脱 硫 项 目 ， 国 内首 个 国产 化 烟 塔 合 是
２１ ０ １年 ４月
电 力 科
技 与 环 保
第２ ７卷 第 ２期
燃 煤 电 厂 “ 塔 合 一 ＂ 式 下 循 环 冷 却 水 处 理 技 术 烟 。 模
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆｃｒ ｕ ａｉ ｇ ｃ ｏ ｉ ｇ ｗａ ｅ ｒ ａｍ ｅ ｔｆ ｒｃ ｏ ｉ ｇ ｔｗｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｉｃ ｌ ｔｎ ｏ ｌ ｔ ｒｔｅ ｔ ｎ ｏ ｏ ｌ ｏ ｒ ｎ ｎ
ｗ ａ ｅｒｉ ｓ ｓｓ ｔ ｓ ｄｉｃｕ ｅｄ． Ｔｈｅ ｔ ｈｎｉａｌｓｏ ｕ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｅｃ ｓ ｐｕｔｆ ｗａｒ ｅｃ ｃ ｌｔ ｏｎ ｔ ｈｉ ｆ ｔｉ ｏｒ ｄ．
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｉ ｎ ｙ ｃ ｏ ｉ ｇ ｔ ｗｅ ｔ ｇ ａ ｅ ｃ ｒ ｕ ａ ｏ ｙ ｃ ｏ ｉ ｇ ｗａ ｅ ；ｒ ａ ｍｅ ｔｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｒ ｓ： ｈｍ ｅ ｏ ｌ ｏ ｒｉ ｅ ｒ ｔ ｄ； ｉ ｌｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｒ ｔ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｎ ｃ ｎ ｅ
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“烟塔合一”技术总结
1.“烟塔合一”技术优点
①烟气通过冷却塔下部与冷却塔中的水汽相混合后排 放的技术，节省了烟气再热装置及其相应烟道的费用。 ②冷却塔气流的提升力，把净化处理烟气中残留的空 气有害物排入大气，尽管气流温度低，但是体积流量 较大，由此总流量较大，在多数天气情况下，都能够 达到比同等烟气从烟囱排出的提升高度高。 ③不设烟囱，节省了烟囱的费用。 ④经过脱硫净烟气与冷却塔气流的混合废气中空气有 害物相对含量（浓度）降低了，然而空气有害物总量 与净烟气中的量相比保持近似不变
2.2 “烟塔合一”技术应用的条件
1
对排放的净烟气品质有着严格的要求。
我国颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》 （GB13223-2011）火电厂大气污染物排放控制指标为 ：烟尘30mg/Nm3；SO2100～400 mg/Nm3；NOx 100 ～ 200 mg/Nm3,已达到发达国家的最高水平。 但目前所广泛采用的低氮燃烧技术是不能满足最 新标准要求，无论是否采用“烟塔合一”技术，新建 火力燃煤发电机组均必须同步建设烟气脱硝装置对烟 气进行脱硝处理。
烟 塔 合 一 技 术 流 程 图
4.1对塔内气体 流动工况的影响
烟气中残余二氧化硫和飞灰一般不会对循环冷却水
造成污染。
“烟塔合一”冷却塔的防腐问题：混凝土结构及构 件的防腐（耐酸水泥 或是防腐涂料）、淋水装置组 件防腐（PVC或玻璃钢）、塔内外金属构件防腐。
4.2 对循环冷却水水质的影响
循环水系统浓缩倍率增大 冷却塔内通风量的增加带来的是冷却效率的提高， 循环水的蒸发损失量增加。在保证水平衡的基础上 ，维持循环水的排污水量不变，循环水中的盐类比 重就会升高，浓缩倍率将增加。而机组实际运行中 ，循环水浓缩倍率是有限值的，这就须要加大循环 水排污，循环水的补水量也随之增加。
“烟塔合一”冷却塔和烟囱排放烟气抬升对比
冷却塔的烟云轮廓
抬 升 高 度
烟囱的烟云轮廓
m
扩散距离km
影响烟气抬升与扩散的主要因素有：烟气温度，烟气流速、 环境温度与风速、大气稳定度、扩散参数及地形地貌条件 等。在烟气和外部环境相同的条件下，决定性因素为环境 风速和大气稳定度。
我国现行《火电厂大气污染物排放标准》和《环境空气质 量标准》等环境标准和《环境影响评价导则》规定的烟气 抬升和环境空气污染物扩散模式，是基于采用传统烟囱排 放烟气这一前提先决条件。
“烟塔合一”技术应用对循环水的处理对策
循环水中的盐类和杂质浓度升高、循环倍率升高的负面影响 主要是凝汽器铜管或是不锈钢管的腐蚀、工业冷却水管道腐 蚀、凝汽器水侧结垢等，机组的安全、经济运行受到威胁。
（1）提高循环冷却水的碱度 适当提高循环冷却水补充水的p H 值，或者在循环冷却水中直接加 入碱性物质，以维持循环冷却水的p H 值在8.0至8.3。 （2）循环水处理 加入阻垢剂，防止循环冷却水系统积盐、结垢；加入分散剂，分 散悬浮物，防止其沉积。出现沉积、积盐、结垢后，可以采取胶球冲 洗、高压水枪冲洗凝汽器、化学清洗（酸洗）等措施。 （3）循环冷却水系统的材料选择和流速控制 新建机组，在系统选材上应尽可能一步到位；对于改造机组，就只能 采取添加带有渗透、清洗功能的缓蚀剂的办法。 低流速（1～2 m/s ）可能引发严重的沉积、结垢问题，设计上要选 择适当的流速。
1. “烟塔合一”技术国内外研究现状 2. “烟塔合一”技术特点及应用条件
目
3. “烟塔合一”技术应用对环境的影响 4. “烟塔合一”技术应用对吸收塔的影响 5. “烟塔合一”工程设计技术 “烟塔合一”技术总结
录
1. 国内外的研究现状
20世纪80年代初，为节省较高的烟气再热器的投资费用、 有效降低脱硫系统的运行、维护费用，德国的一些部分电 厂开始尝试利用自然通风冷却塔排放湿法脱硫后的烟气， 以提高电厂的热效率和改善排烟的扩散效果。
烟塔排放时的冷凝
经除尘、脱硫、脱销处理后的烟气进入冷却塔后 ，在上升排放过程中与温度较低的饱和湿空气接 触后会冷凝成雾滴，汇集大液滴后落入冷却塔水 池，进入循环水系统，烟气中的可溶性气体和固 体颗粒随之进入循环水系统，也会导致循环水杂 质和盐类浓度的升高。为了防止冷凝形成的酸性 物质腐蚀“烟塔合一”冷却塔的塔壁，在冷却塔 内外壁均需采取防腐措施，水池也不例外。
5.3净烟道设计技术
脱硫后净烟气从中心孔高速排出，对“烟塔合一”冷却塔筒 壁产生腐蚀的可能性大大降低，有效缩短净烟道长度、降低
烟气阻力。为方便疏水，净烟道水平段设计有1。的倾斜角
度，并采用竖直管口向上排放。
5.4 入塔烟道的结构设计
入塔烟道的材质：入塔烟道内烟气具有较大的腐蚀性，且过 流断面大，支撑跨度长，对其材质的采用要求就比较高，一 般选用玻璃钢材料。 入塔烟道的支撑结构：入塔烟道由塔外钢架及塔内的立柱支 撑。塔外钢架及塔内立柱的设置应视脱硫装置与塔体间的距 离经对烟道的强度计算后确定。
2 “烟塔合一”技术的缺点
①冷却塔中或者在气流刚离开冷却塔时会出现强烈 的空气有害物，如二氧化硫和NOx与气流中水蒸气 的反应，结果提前形成酸，在筒壁上形成的酸性物 质会腐蚀塔筒，并在一定程度上影响循环水水质， 须采取防护措施。 ②冷却塔喷出的水滴和气流中的雾滴在冷却塔附近 比没有与烟气混合的冷却塔气流中的酸性大,对塔体 有一定的腐蚀作用。 ③通过冷却塔排放烟气时，须对烟气进行脱氮处理
“烟塔合一”技术最早起源于德国，首先在德国投入商业 应用。该技术的应用，可省去GGH和烟囱。该技术在德国 已应用得非常成熟。
随着脱硫技术的发展，脱硫装置运行可靠性不断提高， 环保的要求越来越严，无论在德国还是在国内，普遍 采用的“烟塔合一”工艺是直通式，经除尘脱硫后的 净烟气直接进入冷却塔。
烟气脱硫装置有内置式和外置两种工艺方式。外置式 即脱硫吸收塔布置在冷却塔外，冷却塔采用逆流塔； 内置式即脱硫吸收塔、自然冷却塔、烟囱三塔合一方 式 ，工艺使得系统布置更加紧凑，大量减少了用地， 初投资大大降低，运行和维护费用也大幅减少.
2
火力发电厂通常采用自然通风冷却塔的二次循 环冷却系统，冷却塔的位置与脱硫吸收塔相距 不宜太远。
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电厂应建设在有利于烟气扩散的场地上，有助 于烟气的扩散 。
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在总平面布置上，考虑到循环水管道和烟气管道的布 置与投资差额，一般情况下采用炉后布置自然通风冷 却塔。
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用于排烟的自然通风冷却塔必须要保证一定的最 低的循环水流量。
5 “烟塔合一”工程设计技术
5.1烟塔工况设计
5.2冷却塔设计技术
5.3净烟道设计技术
5.4入塔烟道的结构设计
5.1烟塔工况设计
循环水水量设计
为了保证应用“烟塔合一”技术后对烟气的抬升效果，冷却塔出 口混合气体的垂直速度必须大于3 m/s (德国的设计规范规定为 3～6m/s)，对进入“烟塔合一”冷却塔的循环水的水量和热量有 了最低要求。
3.1 采用“烟塔合一”技术，有利于烟气中污染物的稀释和 扩散，有利于保护环境
“烟塔合一”技术是利用自然通风冷却塔内巨大的热量和热 空气量，对除尘、脱硫后湿烟气靠冷却塔气流的提升力进行 抬升，把经除尘、脱硫净化处理后的烟气排入环境空气中。 尽管冷却塔内气流温度较低，但由于气流体积流量较大、总 流量较大，在大多数气候条件下，都可达到远高于比冷却塔 高数十米的烟囱的抬升高度，从而利于污染物的稀释和扩散， 有利于环境保护。
4 “烟塔合一”技术应用对冷却塔的影响
烟气进入对热浮力的影响：入塔的烟气密度低于塔 内气体的密度，对热浮力是正面的影响。
烟气进入对塔内气体流速的影响：入塔的烟气所占 容积份额小，对塔内气体流速影响甚微。 烟气的进入对塔内阻力的影响：烟气入塔位置是在 冷却塔的配水装置之上，对配水装置区间段的阻力 可以忽略不计。
（4）加强对循环水水质的监测 （5）国内外循环水系统的运行经验 每年停运一次，放空循环水系统存水，检查系统污染情况， 必要时安排冲洗或是化学清洗。 深化处理循环水补水，按照水平衡、零排放的环保要求， 将各种废水处理后，再经过反渗透系统处理，补充到循环 冷却水系统，但成本较高。 采用简单的循环水旁流处理形式，要进行相关的试验，通 过技术经济比较，确定旁流处理系统的容量和冷却塔群换 水的频次和容量。
2. “烟塔合一”技术特点及应用的条件
2.1 “烟塔合一”技术特点
火电厂烟气脱硫主要采用石灰石—石膏湿法脱硫技术， 为了增加脱硫后烟气的抬升高度，一是采用GGH,另一 种方式则取消了火电厂中的烟囱，将锅炉经除尘、脱 硫后排出的烟气，经自然通风冷却塔内的热空气抬升 烟气排放到大气中，即“烟塔合一”。
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脱硫、脱销系统能可靠、稳定运行，至少具有和 机组同样的可用率 。
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针对冷却塔结构的设计，还要注意几个特殊技术问题
入塔烟道的结构设计，包括入塔烟道的材质选择， 入塔烟道的支撑结构设计； 冷却塔筒壁的开孔，冷却塔筒壁强度的校核计算与 设计验算，工程的施工技术与安全措施； 冷却塔的防腐技术。
3 “烟塔合一”技术应用对环境的影响
循环水水质设计
满足现行标准即可，但考虑到脱硫净烟气带入的石膏等污染物的影 响，需要加强水质监督，定期进行清理、清洗。Fra bibliotek.2 冷却塔设计
要求冷却塔在满足汽轮机循环冷却水正常冷却的同时，使 除尘、脱硫、脱销后的净烟气达标排放，设计的关键在于 冷却塔的线形及尺寸、冷却塔的强度(包括冷却塔筒壁开孔 技术)、冷却塔的防腐和汽轮机冷却技术等几个方面。设计 的主要原则有： 最低热负荷：设计要求汽轮机冷却循环水水量不能 小于设计值的50%或者不能低于冷却塔热负荷的30% 。 排烟温度：冷却塔的寿命取决于防腐层的施工工艺 和厚度，要限制高温烟气进入烟塔内，防止防腐涂料 遇到高温后脆化、剥落。