刘洋
神华国华永州发电有限责任公司湖南永州425000
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。三是冷却塔内、外排烟烟道采用抗腐蚀的玻璃钢材料，无需采用额外的防腐措施。四是充分利用冷却塔的巨大能量，对除尘、脱硫后的湿烟气进行有效抬升，促进净烟气中未脱除污染的扩散，降低其落地浓度，进而提高排烟效率，减少环境污染。
4烟塔合一与常规烟囱对比
4.1初始投资对比
新产品的投入使用，企业往往会对产品的初始投资进行评估。对烟塔合一的初始投资分析，发现该技术的初始投资较高，这主要因为大型脱硫装置、冷却塔防腐等增加了初始投资总额。并且，由于我国烟塔合一技术研究的比较晚，因此无论是在技术还是设备上都存在一定的缺陷，系统中一些关键性的设备或者技术依旧依赖进口，比如冷却塔概念设计、防腐设计以及烟气的抬升与扩散计算都需要依赖国外专业的烟塔合一企业来进行指导。而从国外引进技术与设备的成本往往较高，这必然会增加烟塔合一的初始投资。而常规烟囱在我国燃煤电厂使用较广泛，相应的技术与设备制造上比较全面，并且常规烟囱并没有建设脱硫装置，因而整体造价上，烟塔合一的初始投资要远远盖与常规烟囱。
4.2烟气抬升高度对比
当前，燃煤电厂对烟气进行脱硫往往会采用石灰石湿法脱硫技术，烟气脱硫后的温度能够达到45℃～65℃，为了保证烟气的顺利排出，应提升烟气脱硫后的抬升高度。在常规烟囱脱硫后烟气的抬升处理上，采取的方法是将脱硫后的烟气温度提升至80℃以上，使烟气能够从烟囱排出；而烟塔合一技术则借助其中的冷却塔将脱硫后的烟气进行抬升，然后经冷却塔排放。
以一台600MW的燃煤锅炉烟气排放为例，烟气排放量为200万m3/h，烟气排放温度为120℃，经脱硫后烟气温度在45℃～65℃的区间，然后将烟气加热到80℃以上，其绝对含热量将大大降低。而在该燃煤锅炉烟气处理上，使用烟塔合一技术，能够通过汽轮机循环冷却水产生的巨大热量来提高脱硫处理后烟气的抬升高度，根据烟气处理需求，冷却塔中所需的热空气量在3600万m3/h，脱硫烟气与热空气比为1：18，在风速较小的情况下，经脱硫处理后的烟气能够借助热空气来提升高度，从而使烟气能够排出。
常规烟囱高度往往比冷却塔高，这就要求常规烟囱烟气的温度要高于冷却塔排放烟气，然而常规烟囱烟气的上升时间往往较长，大量温度较高的烟气在空气中扩散时间更长，这对高空环境的影响较大。并且在大气环境稳定的情况下，烟气抬升高度往往与风速成反比关系，当风速大于6m/s时，烟气的抬升高度仅为360m，而常规烟囱的高度较高，高空中的风速显然要高于正常水平，这样必然不利于烟气的抬升。而使用烟塔合一技术，则能够利用冷却塔较低高度排放烟气的优势，降低电厂烟气对自然环境的影响。
燃煤电厂运作过程中，烟气中存在大量二氧化碳、二氧化硫等对空气质量影响较大的成分，即便对烟气进行脱硫处理后，排放的烟气中依旧含有少量的二氧化硫，在烟气提升过程中，烟气进入到冷却塔中，并与热湿空气进行作用冷凝成雾滴，这些雾滴往往会聚集在冷却塔的外壁，含硫烟气与湿热空气形成的雾滴往往具有较强的酸性，由于冷却塔为金属结构，这些酸性物质会对冷却塔外壁产生比较严重的腐蚀。所以在对冷却塔的维护与保养上，应对塔壁采取防腐措施，比如可以在外层覆盖防雾滴薄膜，以防止冷却塔外围碳化以及金属腐蚀。
5思考
(1)采用相同的淋水面积，排烟冷却塔比普通冷却塔的出塔水温可降低0.1~0.3℃，略好于原常规方案。排烟冷却塔按淋水面积不变，出水温度降低0.3℃考虑，机组背压下降，每台机组每年可节约年费用35万元。
(2)单烟道方案结构对称性相对较好、加固工程量相对较小、施工临时措施相对简单且对施工进度影响相对较小，故本工程推荐采用单烟道设计方案。
(3)采用相对较为密实的混凝土和表面涂刷防腐涂层方案进行排烟冷却塔防腐完全可以满足电厂的安全运行要求，且国内外均有成功的案例。
(4)玻璃钢烟道及排烟塔防腐施工难度较大，应由有经验的专业施工单位进行施工，并加强施工过程中的监管工作，以满足工程质量和进度的要求。
(5)由于单烟道冷却塔塔壁留孔较大，施工时孔洞周围需采取临时施工加固措施。
(6)本工程配套建设低低温五电场高效静电除尘器、湿式除尘器、低氮燃烧及脱硝和湿法烟气脱硫装置，烟气污染物中SO2、烟尘和NO2排放量和排放浓度，均优于国家标准，满足环保要求。
6结束语
综上所述，加强对烟塔合一工程技术要点的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的烟塔合一工程实践过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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