火电厂用冷却塔替代烟囱的探讨

2.1.2　烟气进入对塔内气体流速的影响<br/>　　已知列举的300 &nbsp;MW机组，冷却塔淋水面积Am=6 &nbsp;500 &nbsp;m2，塔内气体流速vm=1.07 &nbsp;m/s，计算出塔内气体流量Qm=Am.vm=6 &nbsp;955 &nbsp;m3/s;再计算出排烟温度140 &nbsp;℃时，排烟量约1 &nbsp;800 &nbsp;000 &nbsp;m3/h(折合500 &nbsp;m3/s)。换算为脱硫后50 &nbsp;℃的烟气量(忽略除去的SO2气体，增加的水蒸气按经验为10%)：<br/>　　进入塔内的烟气占塔内气体的容积份额：<br/>　　显然，进入冷却塔的烟气所占容积份额小，对塔内气体流速影响甚微<br/>2.1.3　烟气的进入对塔内阻力的影响<br/>　　根据塔内阻力公式Δp=ξ(ρm &nbsp;vm)/(2)，阻力系数ξ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，对总阻力的影响甚微，在工程上亦可以忽略不计。<br/>　　从以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。<br/>2.2　湿法脱硫后的烟气从烟囱排放存在着困难<br/>　　烟气经石灰石(湿法)脱硫后，烟温一般在50 &nbsp;℃左右。由上例知，50 &nbsp;℃的烟气与室外空气密度差甚小，再考虑到烟囱壁散热导致烟气温降，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，经脱硫后50 &nbsp;℃的烟气通过烟囱排放存在着困难。否则，不得不对50 &nbsp;℃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。<br/>2.3　烟气通过冷却塔排放对环境的影响<br/>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。<br/>2.4　烟气中残余二氧化硫和飞灰不会对循环冷却水造成污染<br/>　　经脱硫和高效除尘后，烟气中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。加之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，烟气中飞灰不易与水滴(雾)结合而沾附在塔内壁。因此，烟气中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。<br/>2.5　投资节约分析<br/>　　采用烟气通过冷却塔排放方案后，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另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。<br/>2.6　使用条件限制<br/>　　该方案在工程运用中受到以下条件限制：<br/><br/>　　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；<br/>　　b)必须对烟气进行高效除尘和脱硫(或脱硫脱硝)处理；<br/>　　c)在总平面布置上，冷却塔的位置与炉后脱硫塔相距不远。<br/>3　工程运用实践<br/>　　据悉，国外也在这方面进行着探索和试验，效果尚令人满意。<br/>4　结束语<br/>　　在采用冷却水再循环和自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塔排放。并视脱硫塔可靠性情况和事故率大小，设置低矮的事故烟囱，不再建设永久性烟囱，从而降低造价和运行费用。