賀建設

榆林能源集團橫山煤電有限公司 陜西榆林 719000

1 項目概況

榆能集團橫山煤電公司，裝機容量2×1000MW，采用哈蒙式間接空冷、石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，一臺機組配一臺自然間接冷卻塔，將脫硫塔布置在間冷塔內，脫硫后煙氣直接從吸收塔頂部排放，煙氣脫硫系統(tǒng)不設置旁路，無煙氣換熱器（GGH），無增壓風機，脫硫系統(tǒng)與主機同時運行。

2 間接空冷塔煙塔合一方案的系統(tǒng)布置

每臺機組的脫硫系統(tǒng)按100%全煙氣量設計，采用煙塔合一方案時，脫硫吸收塔和漿液循環(huán)泵等布置在間冷塔塔內地面中央?yún)^(qū)域，其它脫硫設施布置在輔助廠房內，脫硫系統(tǒng)原煙氣煙道從引風機出口合并后引接，通過一根圓煙道從間冷塔X柱之間的空隙進入塔內，再接入脫硫吸收塔；脫硫后的凈煙氣從吸收塔頂部煙道向上先排入間冷塔內，然后煙柱在塔內干熱空氣流的包裹抬升下自間冷塔頂部（出口標高196m）排入大氣。

3 間冷塔的防凍措施

3.1 設計方面的防凍措施

（1）把塔內空冷散熱器分成12個獨立的可以單獨運行的冷卻扇段，每個冷卻扇段設置獨立的充、排水系統(tǒng)，與地下儲水箱連接。當冬季氣溫過低或汽輪機突然減負荷時，可減少幾個冷卻扇段的運行，使扇段回水溫度不低于30℃。（2）每兩個空冷散熱器設置一個電動執(zhí)行機構，根據(jù)循環(huán)水回水溫度由DCS自動控制百葉窗開度，在嚴寒地區(qū)冬季運行，將百葉窗開度均衡控制在0%-30%范圍內調節(jié)較為安全。（3）#5、#6、#7和#8扇段分別設置旁路，當機組冬季啟動時，在低負荷小流量工況下循環(huán)水先通過旁路，待水溫升高后，再進入空冷散熱器，回水溫度低時，循環(huán)水走旁路扇段，避免空冷散熱器內循環(huán)水在低速或低溫下發(fā)生凍結現(xiàn)象。（4）每個冷卻扇段的空冷散熱器上部的排氣管沿空冷塔內壁垂直設置，適當放大排氣管的管徑并增設電伴熱設施，使充水、排水時能夠迅速排氣，避免因充排水時間過長，水溫過低而造成冰凍。排空氣管與環(huán)管的連接將橡膠管改成鋼管，避免冬季變形結凍。每個扇段空冷散熱器分別增設溫度測點，避免局部空冷散熱器水溫過低而造成冰凍。

3.2 運行方面防凍措施

（1）冬季啟動時，首先開啟進、回水主管旁路上電動閥，形成循環(huán)，隨著循環(huán)水回水溫度升高，待循環(huán)水回水溫度T滿足如下，方可進行扇段的充水。空冷塔外環(huán)境溫度t，當-10℃＜t＜2℃,則應保證 T＞40℃；當 -15℃＜t＜-10℃，則應保證 T＞45℃；當t≦15℃，則應保證T＞50℃；特別說明：當空冷塔外環(huán)境溫度t≦10℃，扇段不宜沖水，充水期間必須關閉百葉窗，待正常運行后根據(jù)水溫調節(jié)百葉窗開度。（2）冬季在實際的運行當中，需要按照環(huán)境溫度對回水溫度進行合理的分析，并且和運行經(jīng)驗相結合，在現(xiàn)階段溫度為-10℃-0℃時，扇段回水溫度應不低于30℃；當環(huán)境溫度在-10℃以下時，扇段回水溫度不應低于35℃運行。當扇段回水溫度接近30℃，這就需要首先對百葉窗的開度進行合理調節(jié)，這主要是微小調節(jié)；若是將扇段百葉窗全部關閉后，水溫若是還在降低，就可以采用扇段解列將其回水溫度提升，若是扇段回水溫度小于20℃或者扇段散熱器壁溫小于16℃，在延時之后溫度還是沒有升高，為了避免散熱器翅片管出現(xiàn)凍結，這樣該扇段的百葉窗就需要全部關閉，自動排水程序啟動。（3）當空冷單元發(fā)生泄漏時，應及時退出該空冷單元運行，關閉全部空冷扇段百葉窗，防止結冰凍壞散熱器；當空冷單元出口溫度降到30℃，且繼續(xù)下降到25℃時，應立即進行空冷單元排水。（4）冬季間冷運行，至少保持兩臺循環(huán)水泵運行，防止空冷散熱器內水流速降低引起凍壞事故。

4 排煙塔排放污染物地面濃度分析

煙氣通過冷卻塔排放的特點如下：與煙囪排放出的煙氣相比，其煙氣本身具有一定的熱含量。冷卻塔排放的煙氣由于熱力引起的抬升作用應比煙囪排放大，一般濕式冷卻塔排放大約是煙囪排放的10倍，由此形成在弱風情況下冷卻塔排放的煙氣有明顯的抬升，干式冷卻塔排放尤其是1000MW機組采用干式冷卻塔排放，熱力抬升到底是何種程度需要做進一步科學研究實驗等等工作才可獲得。在風力不大時，煙氣通過濕式冷卻塔排放的環(huán)保影響是積極的，分析如下。（1）冷卻塔排放的煙氣與煙囪排放出煙縷相比，其煙團具有顯著的熱含量。熱力引起的動力抬升作用冷卻塔大約是煙囪排放的10倍。由此形成在弱風情況下，冷卻塔排放的煙氣有明顯的抬升，能進入大氣層平流層并能達到較高的位置，可使擴散保持更長時間。弱風情況下可充分利用大氣自身擴散稀釋能力，減小污染物的落地濃度。（2）煙塔合一可以取消提高煙氣抬升高度而進行的再加熱，節(jié)約煙氣加熱器的能耗，減少傳統(tǒng)脫硫方式中GGH的泄漏，提高脫硫裝置的可靠性和利用率，減少占地的同時減少擾動面積，減輕對生態(tài)環(huán)境的影響。（3）根據(jù)中國環(huán)科院測算資料，通過120m高的濕式冷卻塔排煙，造成的SO2和PM10、NO2年均地面濃度總體低于240m高煙囪排煙的地面濃度。（4）在大風狀況時，冷卻塔排放煙氣抬升高度一般會低于煙囪排放煙氣抬升，但在大風狀況下，由于總背景適宜于污染物擴散，所以總體來說煙氣通過冷卻塔排放是一種很好的選擇。但大風條件下空冷排煙塔下風向可能出現(xiàn)的背風渦的范圍極其環(huán)境影響目前有待深入研究。（5）當環(huán)境風速較高時，冷卻塔排放煙氣抬升高度會減小，可能低于煙囪排放煙氣抬升，煙氣擴散效果不理想，會導致地面濃度較高。并且在較高風速情況下排煙，可能會造成煙氣下洗，不僅不利于煙氣排放，還會對塔壁產(chǎn)生腐蝕。但大風條件下的總背景適宜于污染物擴散?？傮w來說，煙氣通過冷卻塔排放是一種很好的選擇。

5 結語

隨著當前環(huán)境空氣污染物排放標準不斷提升，我國已經(jīng)具有“三塔合一”技術應用條件，然而實際的應用技術還不是很成熟，局部設計還需要依靠國外，所以投資比較高?，F(xiàn)階段，隨著對新技術的應用以及總結，和材料逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化，投資額也在不斷的降低?，F(xiàn)階段，按照我國相關標準要求，燃煤電廠還是需要應用脫硫措施才可以有效的和環(huán)保排放標準有效符合，在這當中，對濕法脫硫工藝應用非常廣泛，從而為我國火電廠建設中采用“三塔合一”技術提供了廣闊的前景。