【摘要】電廠的燃煤煙氣經(jīng)濕法脫硫以后，煙氣中仍含有少量的強腐蝕性物質(zhì)，因此，必須要對煙道和煙囪進行相應的技術(shù)處理，而這種處理往往投資和施工難度較大。本文在對目前常用的煙氣排放方式進行分析的基礎上，提出了濕煙氣直排煙囪技術(shù)，并對出相應的技術(shù)設計進行了研究。

【關(guān)鍵詞】濕法脫硫系統(tǒng)；煙氣排放；煙囪；直排技術(shù)

一、引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)設計中的環(huán)保要求不斷提高。熱電廠作為煙氣排放大戶，對于其煙氣的脫硫技術(shù)研究取得了一系列的成果，其中濕法脫硫技術(shù)是比較成熟和高校的煙氣脫硫技術(shù)之一，但是經(jīng)濕法脫硫技術(shù)處理之后的濕煙氣中仍然含有一定量的腐蝕性氣體物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅會對煙氣通道造成腐蝕，還會因為煙道的阻力造成運行成本的增加。出于降低成本、提高可靠性的目的，本文提出了一種煙氣排放新思路，也就是取消濕煙氣通道，改為塔頂直排的方式。

二、濕煙氣排放技術(shù)簡介

如果采用濕法脫硫技術(shù)對于燃煤煙氣進行處理，經(jīng)脫硫處理后的濕煙氣一般采用以下兩種種方法進行排放[1]：

（一）濕煙氣經(jīng)由煙道引入原煙囪排放

這是目前在濕法脫硫領域使用最為廣泛的排放方式。這種方法的優(yōu)點是設計方法簡單易行、運行的可靠性相對較高，因此廣泛應用于各種設有濕法脫硫裝置的新建工程；缺點是這種排放技術(shù)對于煙囪的防腐要求較高，由于就煙囪的防腐處理存在一定的技術(shù)困難，同時對于舊煙囪的防腐改造價格也比較昂貴，因此在工程技術(shù)改造的應用中還有許多問題需要解決。

（二）濕煙氣引入冷卻塔進行排放

這種排放方法在大型火電機組中應用較為廣泛，其優(yōu)點在于機組能源利用率的提高以及簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少占地面積、節(jié)約土地資源方面有較大的優(yōu)勢。這一方式在西方發(fā)達國家已經(jīng)有比較成熟的應用，國內(nèi)目前只有少數(shù)幾個新建電廠建成運行。這一方式的缺點是濕煙氣中含有的微量腐蝕性氣體有可能會對冷卻塔以及冷凝水造成負面影響，但是這方面還沒有確切的結(jié)論，仍待相關(guān)研究進一步證實。此外這種方式對于煙道的長度要求比較苛刻，煙道的長度過長不僅會增加投資運營成本，還會增加煙道堵塞的概率。

三、直排煙囪技術(shù)的設計與實現(xiàn)

（一）技術(shù)原理

在對以上兩種排放方式的優(yōu)劣進行分析的基礎上提出了煙氣直排技術(shù)，設計原理是將煙氣直排煙囪直接置于吸收塔的塔頂。由于濕法脫硫處理后的煙氣溫度比傳統(tǒng)煙氣低很多，并且形態(tài)和構(gòu)成相對穩(wěn)定，因此煙囪的防腐要求并不高，在實際應用中只要選用與吸收塔相同的防腐材料就可以達到防腐設計要求[2]。這種設計的優(yōu)勢在于在降低防腐成本的同時還保證了防腐使用壽命，此外由于這種設計中熱煙氣與濕煙氣不走同一煙囪，因此對煙囪的檢修不會影響主機運行，維護十分方便。

（二）直排煙囪的設計

（1）煙囪的高度。煙囪的高度應主要考慮污染物稀釋以及投資與維護兩方面的要求。首先煙囪的高度要保證大氣污染物足夠的稀釋，周圍地面污染物濃度符合環(huán)保要求；在滿足上述要求的前提下，為了節(jié)省投資便于維護，應該盡量減低煙囪高度[3]。

（2）煙囪的氣速。出口流速的設計時煙囪設計的重要指標，如果流速過低，就會出現(xiàn)煙羽下洗的現(xiàn)象，給周圍環(huán)境造成嚴重影響，根據(jù)相關(guān)研究，要避免煙羽下洗的現(xiàn)象，煙囪口的煙氣流速必須要大于該處風速的1.5倍以上。但是煙氣流速過高也會帶來嚴重問題，首先是高流速會使系統(tǒng)阻力的增加，造成能量流失，提高運行成本；其次是流速過大會形成凝結(jié)水，造成嚴重影響周圍環(huán)境的煙囪雨?？紤]到當前煙囪內(nèi)壁的防腐材料特性，濕煙氣在煙囪口的流速應控制在15-20m/s。

（3）煙囪結(jié)構(gòu)。目前鋼煙囪的主要結(jié)構(gòu)有拉索式、塔架式以及自立式幾種形式，具體選用一般從以下條件確定[4]。直徑較小但是高度較大的細高煙囪一般考慮拉索式結(jié)構(gòu)；比較高大的煙囪一般采用塔架式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的塔架可以設計成三角形或長方形，具體可用煙囪數(shù)量和水平截面的特征來確定；高度較低的煙囪一般采用自立式結(jié)構(gòu)，考慮到安全因素，這種結(jié)構(gòu)的煙囪高度不應超過其直徑的20倍。如不滿足這一條件，出于安全考慮，應該加大煙囪直徑或改用拉索式結(jié)構(gòu)。

（4）煙囪的材質(zhì)。由于濕煙氣含水率大、溫度低同時腐蝕性強，因此這種煙囪的材質(zhì)應該選用碳鋼+防腐里襯或整體采用玻璃鋼材質(zhì)。前一種材料兼具優(yōu)異的力學性能、良好的防腐蝕性以及使用壽命長，造價低，因此得到了廣泛的應用，不足之處是防腐里襯的施工難度較大，因此需要較長的施工工期。玻璃鋼材料的優(yōu)點是重量輕、防腐性能良好、施工方便，但是易老化、強度低，需要較大的附屬構(gòu)架進行力學支撐。

（5）煙囪保溫。濕法脫硫后的濕煙氣溫度一般在50-60℃之間，顯然不進行保溫處理煙囪內(nèi)的冷凝水量會明顯增加，但是這些冷凝水量對于煙囪雨的效應可以忽略不計。此外，還可以通過煙囪口的冷凝水回收來對煙囪雨進行有效控制，因此直排煙囪沒有必要設置保溫措施。

（三）直排煙囪存在的問題

由于這一排放方式下，濕煙氣不經(jīng)煙道直接由煙囪排放，因此煙氣的行走路程很短，因此冷凝塔內(nèi)的除霧器沖洗水容易被煙氣帶出，形成煙囪帶水從而出現(xiàn)“落雨”現(xiàn)象（如圖2），因此，設立直排煙囪的情況下，要適當延長除霧沖洗周期，尤其是盡量減少塔內(nèi)上層除霧器的沖洗時間，以避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)[5]。

四、結(jié)論

濕法脫硫中的濕煙氣采用直排煙囪排放，可以使熱煙氣和濕煙氣不走同一煙囪，這樣不僅可以有效避免干煙囪的防腐成本與防腐技術(shù)壓力，同時還可以減低整個系統(tǒng)的投資與運行費用。

本文就直排煙囪的高度、煙氣速度、煙囪材質(zhì)以及煙囪的結(jié)構(gòu)與保溫等方面設計要求與原則進行了闡述，這種技術(shù)在設計上相對簡單和可靠。

直排煙囪設計運行流程簡單、投資運行成本低、占地小、維護方便，具有較好的推廣前景。

參考文獻

[1]劉俊峰，趙鳳娟.濕法脫硫煙囪防腐研究綜述[J].華東電力，2012，01：132-135.

[2]周晶，劉道清，汪慶豐.燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)濕煙氣排放的環(huán)境問題探討[J].寶鋼技術(shù)，2012，05：37-40+44.

[3]陳乃堯，鄭笑彬.中、小型電廠煙氣濕法脫硫后塔頂直排的研究[J].山西化工，2009，05：53-55.

[4]云虹，徐群杰，趙玉增，時士峰.電廠煙氣脫硫系統(tǒng)煙囪的腐蝕與防護研究進展[J].腐蝕與防護，2011，04：321-325.

[5]陳牧.濕法脫硫后煙囪出口煙氣液滴夾帶問題分析及解決[J].電力建設，2010，10：80-83.