【摘 要】介紹了國內(nèi)外燃煤電廠“煙塔合一”技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。對比了國內(nèi)煙塔合一工程和常規(guī)煙囪的初投資。通過計算對比了煙塔合一和常規(guī)煙囪的煙氣抬升高度，并介紹了運行的煙塔合一冷卻塔的腐蝕情況。結(jié)論對電廠煙氣排放方式的選擇具有一定的指導意義。

【關(guān)鍵詞】煙塔合一；投資；抬升高度；腐蝕

煙塔合一冷卻塔是一種燃煤火力發(fā)電廠新型的煙氣排放方式，取消了常規(guī)的煙囪，鍋爐煙氣經(jīng)過除塵脫硫以后，用煙道送入循環(huán)水冷卻塔內(nèi)配水層上方，然后被冷卻塔內(nèi)大量的熱濕空氣的熱動量抬升，煙氣在熱空氣的抬升作用下，大多數(shù)情況下，排放高度高于通過煙囪的排放高度，采用該技術(shù)后，不但可取消煙囪，還可取消煙氣換熱器GGH，由此大大簡化了火電廠的煙氣系統(tǒng)，減少了脫硫系統(tǒng)的運行維護費用。

一、煙塔合一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）國外現(xiàn)狀

“煙塔合一”技術(shù)最早起源于德國。早在1967年10月，德國就提出了煙氣與冷卻塔羽煙混合排放的概念，1977年，德國研究技術(shù)部和Saarberwerke AG公司聯(lián)合設(shè)計了Volklingen實驗電站，1982年8月該廠的煙塔合一機組開始運行，1985年完成一系列測評，同時，德國結(jié)合工程實際制訂了“煙塔合一”技術(shù)的相關(guān)技術(shù)標準和評價準則，自此煙塔合一技術(shù)在德國新建廠中得到了廣泛應(yīng)用[1]。自1982年開始煙塔合一技術(shù)應(yīng)用于實際工程至今已有20多年了，國外經(jīng)過多年來對這一技術(shù)的實驗、研究、分析和不斷改進，現(xiàn)已日趨成熟。

（二）煙塔合一冷卻塔技術(shù)在我國的應(yīng)用情況

火電廠采用“煙塔合一”技術(shù)排放大氣污染物，在我國處于起步階段。華能北京熱電廠為我國首個取消煙囪采用“煙塔合一”技術(shù)排放煙氣的火電廠，該工程2006年底已投入運行。國內(nèi)其他已經(jīng)投產(chǎn)和正在建設(shè)中的應(yīng)用煙塔合一技術(shù)的機組還包括：三河發(fā)電廠二期2×300MW工程、遼寧錦州熱電廠2×300MW工程等。

二、煙塔合一冷卻塔與常規(guī)煙囪初始投資比較

首先從資金投入方面來講，煙塔合一技術(shù)的使用可以減少部分開支，但總體上來看資金的投入還是挺高的。特別是脫硝裝置、冷卻塔防腐等大大增加了費用開支。目前，我國的煙塔合一冷卻塔技術(shù)還停留在初步階段，各方面的技術(shù)還不能獨立完成，包括煙塔合一冷卻塔的概念設(shè)計、防腐設(shè)計、煙氣抬升與擴散計算等都還依靠國外專業(yè)冷卻塔公司，因此投資水平較高。對比某電廠采用煙塔合一技術(shù)與采用常規(guī)煙囪方案主要投資，由于常規(guī)煙囪方案無脫硝裝置，采用煙塔合一方案的投資遠遠高于常規(guī)煙囪方案投資，計算高出的費用大約為1444.2×105元。

三、煙塔合一冷卻塔與常規(guī)煙囪煙氣抬升高度對比

一般情況下，國內(nèi)大型火電機組煙囪高度為170～240m，冷卻塔高度為100～150m，顯然煙囪比冷卻塔要高出很多，而冷卻塔排放的混合氣體的溫度比煙囪排放的煙氣溫度要低于40℃左右，為了對比兩種煙氣排放方式的煙氣抬升高度，本文對兩種方式在極不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定三種大氣穩(wěn)定度下，不同風速下的煙氣抬升高度進行了對比計算，煙塔合一冷卻塔的煙氣抬升高度依據(jù)德國空氣清潔法制定的VDI 3784標準中認定的S/P模式計算[2]，傳統(tǒng)煙囪的煙氣抬升高度用VDI3782標準進行計算[3]。

在相同的風速下，常規(guī)煙囪的煙氣最大抬升高度與大氣不穩(wěn)定程度的關(guān)系是正比的，也就是說：保證風速相同的情況下，大氣越不穩(wěn)定，煙氣抬升越高。但是，如果在大氣穩(wěn)定性相同的情況下，煙氣的抬升高度又與風速成反比關(guān)系，即風速越大煙氣抬升的越低。在大氣非常穩(wěn)定的時候，煙氣抬升的最高值可達到1040m，而風速一旦大于6m/s時，煙氣抬升的最高值僅為360m。大氣穩(wěn)定狀態(tài)為中等時，煙氣抬升的最高值為620m，當風速大于6m/s時，最高只抬升至268m。在穩(wěn)定狀態(tài)下各種風速下最高都只能抬升至250m左右。

另外環(huán)境相對濕度對煙氣抬升也有極大的影響。隨著環(huán)境相對濕度的增大，煙氣抬升高度是增大的趨勢。由于煙氣抬升高度隨環(huán)境相對濕度的升高而增加，因而如果從空氣污染角度來看，當環(huán)境相對濕度很高時，不對煙氣加熱也不會造成污染問題，但如果環(huán)境相對濕度很低時，就有必要使煙氣經(jīng)過煙氣再熱裝置進行加熱后排出，從而來提高煙氣的抬升高度。

四、煙塔合一冷卻塔腐蝕問題

煙氣中含有二氧化碳、二氧化硫等有害成分，即使?jié)穹摿蚝蟮膬魺煔馊院幸欢康亩趸?、一氧化氮等有害氣體，凈煙氣進入冷卻塔后在塔內(nèi)上升過程中與飽和熱濕空氣接觸冷凝成霧滴，其中一些霧滴會在塔壁上聚集成較大的液滴且呈現(xiàn)出較強的酸性，這些液滴沿筒壁流動會對混凝土結(jié)構(gòu)筒壁局部造成嚴重的腐蝕。所以，需要有針對性的采取防護措施，否則塔筒混凝土的碳化和腐蝕將會非常嚴重[4]。

如三河發(fā)電廠二期工程為煙塔合一方式，2007年年底投入運行，一期工程為常規(guī)煙囪、晾水塔方式，一、二期工程水源為城市中水，經(jīng)過石灰混凝澄清處理以后作為循環(huán)冷卻水，一、二期工程循環(huán)冷卻水處理所加藥品相同，水質(zhì)相同；截止到2010年8月，機組啟停期間，煙塔合一循環(huán)冷卻水水質(zhì)未見異常，一、二期涼水塔土建部分均有不同程度的腐蝕。

五、結(jié)論

通過以上分析，可見煙塔合一冷卻塔方式，在大多數(shù)情況下，煙氣抬升高度高于高度更高的傳統(tǒng)煙囪，冷卻塔塔筒經(jīng)過防腐處理后，腐蝕情況也未見異常，雖然目前造價由于處于技術(shù)引進初期稍高于傳統(tǒng)煙囪方式，但可以預(yù)見隨著國內(nèi)企業(yè)逐步消化吸收相關(guān)技術(shù)，造價必將低于傳統(tǒng)煙囪方式，有一定的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]舒慧芬.北京一熱、半山、重慶三個電廠后評估報告[A].火電廠煙氣脫硫技術(shù)及管理工作研討會論文集[C].北京：中國電力雜志出版社.2004.

[2]VDI 3784 Blatt 2， Umweltmeteorologie：ausbreitungsrechnung beiableitung von rauchgasen über kühltürme[S].

[3] VDI 3782 Blatt 3， Ausbreitung von luftverunreinigungen in deratmosph re： berechnung der abgasfahnenüberhühung[S].

[4] 姚友成， 侯憲安.煙塔合一的冷卻塔腐蝕與防護[J].電力勘測設(shè)計，2006，（5）：17-20.