探討“三塔合一”技術(shù)在百萬機(jī)組的運(yùn)用

賀建設(shè)

榆林能源集團(tuán)橫山煤電有限公司 陜西榆林 719000

1 項(xiàng)目概況

榆能集團(tuán)橫山煤電公司，裝機(jī)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(tái)機(jī)組配一臺(tái)自然間接冷卻塔，將脫硫塔布置在間冷塔內(nèi)，脫硫后煙氣直接從吸收塔頂部排放，煙氣脫硫系統(tǒng)不設(shè)置旁路，無煙氣換熱器（GGH），無增壓風(fēng)機(jī)，脫硫系統(tǒng)與主機(jī)同時(shí)運(yùn)行。

2 間接空冷塔煙塔合一方案的系統(tǒng)布置

每臺(tái)機(jī)組的脫硫系統(tǒng)按100%全煙氣量設(shè)計(jì)，采用煙塔合一方案時(shí)，脫硫吸收塔和漿液循環(huán)泵等布置在間冷塔塔內(nèi)地面中央?yún)^(qū)域，其它脫硫設(shè)施布置在輔助廠房?jī)?nèi)，脫硫系統(tǒng)原煙氣煙道從引風(fēng)機(jī)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(jìn)入塔內(nèi)，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(nèi)，然后煙柱在塔內(nèi)干熱空氣流的包裹抬升下自間冷塔頂部（出口標(biāo)高196m）排入大氣。

3 間冷塔的防凍措施

3.1 設(shè)計(jì)方面的防凍措施

（1）把塔內(nèi)空冷散熱器分成12個(gè)獨(dú)立的可以單獨(dú)運(yùn)行的冷卻扇段，每個(gè)冷卻扇段設(shè)置獨(dú)立的充、排水系統(tǒng)，與地下儲(chǔ)水箱連接。當(dāng)冬季氣溫過低或汽輪機(jī)突然減負(fù)荷時(shí)，可減少幾個(gè)冷卻扇段的運(yùn)行，使扇段回水溫度不低于30℃。（2）每?jī)蓚€(gè)空冷散熱器設(shè)置一個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)循環(huán)水回水溫度由DCS自動(dòng)控制百葉窗開度，在嚴(yán)寒地區(qū)冬季運(yùn)行，將百葉窗開度均衡控制在0%-30%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)較為安全。（3）#5、#6、#7和#8扇段分別設(shè)置旁路，當(dāng)機(jī)組冬季啟動(dòng)時(shí)，在低負(fù)荷小流量工況下循環(huán)水先通過旁路，待水溫升高后，再進(jìn)入空冷散熱器，回水溫度低時(shí)，循環(huán)水走旁路扇段，避免空冷散熱器內(nèi)循環(huán)水在低速或低溫下發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象。（4）每個(gè)冷卻扇段的空冷散熱器上部的排氣管沿空冷塔內(nèi)壁垂直設(shè)置，適當(dāng)放大排氣管的管徑并增設(shè)電伴熱設(shè)施，使充水、排水時(shí)能夠迅速排氣，避免因充排水時(shí)間過長(zhǎng)，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(jié)凍。每個(gè)扇段空冷散熱器分別增設(shè)溫度測(cè)點(diǎn)，避免局部空冷散熱器水溫過低而造成冰凍。

3.2 運(yùn)行方面防凍措施

（1）冬季啟動(dòng)時(shí)，首先開啟進(jìn)、回水主管旁路上電動(dòng)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(jìn)行扇段的充水?？绽渌猸h(huán)境溫度t，當(dāng)-10℃＜t＜2℃,則應(yīng)保證 T＞40℃；當(dāng) -15℃＜t＜-10℃，則應(yīng)保證 T＞45℃；當(dāng)t≦15℃，則應(yīng)保證T＞50℃；特別說明：當(dāng)空冷塔外環(huán)境溫度t≦10℃，扇段不宜沖水，充水期間必須關(guān)閉百葉窗，待正常運(yùn)行后根據(jù)水溫調(diào)節(jié)百葉窗開度。（2）冬季在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中，需要按照環(huán)境溫度對(duì)回水溫度進(jìn)行合理的分析，并且和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，在現(xiàn)階段溫度為-10℃-0℃時(shí)，扇段回水溫度應(yīng)不低于30℃；當(dāng)環(huán)境溫度在-10℃以下時(shí)，扇段回水溫度不應(yīng)低于35℃運(yùn)行。當(dāng)扇段回水溫度接近30℃，這就需要首先對(duì)百葉窗的開度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，這主要是微小調(diào)節(jié)；若是將扇段百葉窗全部關(guān)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(shí)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(jié)，這樣該扇段的百葉窗就需要全部關(guān)閉，自動(dòng)排水程序啟動(dòng)。（3）當(dāng)空冷單元發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)退出該空冷單元運(yùn)行，關(guān)閉全部空冷扇段百葉窗，防止結(jié)冰凍壞散熱器；當(dāng)空冷單元出口溫度降到30℃，且繼續(xù)下降到25℃時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行空冷單元排水。（4）冬季間冷運(yùn)行，至少保持兩臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，防止空冷散熱器內(nèi)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(diǎn)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(yīng)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(fēng)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(jī)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(jìn)一步科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)等等工作才可獲得。在風(fēng)力不大時(shí)，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(tuán)具有顯著的熱含量。熱力引起的動(dòng)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(fēng)情況下，冷卻塔排放的煙氣有明顯的抬升，能進(jìn)入大氣層平流層并能達(dá)到較高的位置，可使擴(kuò)散保持更長(zhǎng)時(shí)間。弱風(fēng)情況下可充分利用大氣自身擴(kuò)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(jìn)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(shí)減少擾動(dòng)面積，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。（3）根據(jù)中國(guó)環(huán)科院測(cè)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(fēng)狀況時(shí)，冷卻塔排放煙氣抬升高度一般會(huì)低于煙囪排放煙氣抬升，但在大風(fēng)狀況下，由于總背景適宜于污染物擴(kuò)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(fēng)條件下空冷排煙塔下風(fēng)向可能出現(xiàn)的背風(fēng)渦的范圍極其環(huán)境影響目前有待深入研究。（5）當(dāng)環(huán)境風(fēng)速較高時(shí)，冷卻塔排放煙氣抬升高度會(huì)減小，可能低于煙囪排放煙氣抬升，煙氣擴(kuò)散效果不理想，會(huì)導(dǎo)致地面濃度較高。并且在較高風(fēng)速情況下排煙，可能會(huì)造成煙氣下洗，不僅不利于煙氣排放，還會(huì)對(duì)塔壁產(chǎn)生腐蝕。但大風(fēng)條件下的總背景適宜于污染物擴(kuò)散?？傮w來說，煙氣通過冷卻塔排放是一種很好的選擇。

5 結(jié)語

隨著當(dāng)前環(huán)境空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，我國(guó)已經(jīng)具有“三塔合一”技術(shù)應(yīng)用條件，然而實(shí)際的應(yīng)用技術(shù)還不是很成熟，局部設(shè)計(jì)還需要依靠國(guó)外，所以投資比較高?，F(xiàn)階段，隨著對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用以及總結(jié)，和材料逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，投資額也在不斷的降低?，F(xiàn)階段，按照我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，燃煤電廠還是需要應(yīng)用脫硫措施才可以有效的和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)有效符合，在這當(dāng)中，對(duì)濕法脫硫工藝應(yīng)用非常廣泛，從而為我國(guó)火電廠建設(shè)中采用“三塔合一”技術(shù)提供了廣闊的前景。