煙塔合一技術應用前景分析
摘要：煙塔合一是發電之后產生的廢煙氣經脫硫之后，再被冷卻塔加熱后排入大氣進行降解一種排煙技術。也是一個新新的技術，是集煙囪與冷卻踏多種特點，較大的提高了人力和物力的利用，還降低了經濟成本，提高了排煙效率。其應用的前景受到研究人員的關注。本文在查閱大量中外科技文獻資料基礎上就煙塔合一原理簡單介紹，對煙塔合一技術環保優勢，技術特點，進行了分析；根據我國國情現狀預測煙塔合一技術應用前景，并提出相應策略。
關鍵詞：煙塔合一，應用前景，環保優勢，技術特點，對策
一、 前言
由于全球二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等等主要大氣污染物的排放，造成建筑、生物、人類被因大氣污染造成的酸雨損害。隨著科技的更新人類生產力的不斷提高，使得工業、人類的社會活動等等，向大氣的排放的污染氣體與日俱增。面對環境的惡化和全球大氣的氣溫的日益變暖，人類對環境的日益重視。而來自發電廠排出的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等占的比例很大。為了減少環境污染，減少對環境的損害和提高廢氣、煙氣的排放效率，科學界出現了一些實用技術。煙塔合一技術就是一種較成功的技術。“煙塔合一”技術，即取消火電廠中的煙囪，將鍋爐經除塵脫硫后排出的煙氣，經自然通風冷卻塔排放到大氣中。此項技術首先在德國使用，從2O世紀7O年代開始，已有了多座大型火電廠采用[1]。
隨著環保事業的發展，火電廠、工廠的煙囪已經不單純是一個排煙裝置，而發展成為控制大氣污染保護環境的一個設備[2]。它也是減少環境污染的一個方面。煙塔合一技術是利用冷卻塔巨大的熱濕空氣對脫硫后的凈煙氣形成一個環狀氣幕，對脫硫后凈煙氣形成包裹和抬升，增加煙氣的抬升高度，從而促進煙氣中污染物的擴散[3]。進而提高排煙效率，減少環境污染。
煙塔合一技術是一個集經濟和環保一身的技術在國外應用相當廣泛，例如德國：脫硫后的煙氣經冷卻塔排放技術(簡稱煙塔合一技術)在德國運用比較成熟，據德國能源技術公司(GEA)介紹，RWE、VEGA、Saabergwerke及VEW 電力公司均實施了煙塔合一工程[4]。對于煙氣的排放受到了各國的重視，既煙塔合一技術發展較快。
二、煙塔合一技術發展情況
煙塔合一技術在國外從20世紀70年代就開始研究，通過不斷的試驗、研究、分析和改進，技術已日趨成熟，其中以德國的SHU公司和比利時的Hmaon-Sobelco公司為代表。在德國新建火電廠中，已經廣泛地利用冷卻塔排放脫硫煙氣，成為沒有煙囪的火電廠[5]。
煙塔合一技術分兩種：
外置式
把脫硫裝置安裝在冷卻塔外，脫硫后的潔凈煙氣引入冷卻塔內排放。脫硫裝置安裝在冷卻塔外，凈煙氣直接引到冷卻塔噴淋層的上部，通過安裝在塔內的除霧器除霧后均勻排放，與冷卻水不接觸。國外早期當脫硫系統運行故障時，由于原煙氣的溫度和二氧化硫的含量相對較高，不適于通過冷卻塔排放，需經干式煙囪排放。目前由于脫硫裝置運行穩定，冷卻塔外一般不設旁路煙囪。
內置式
近幾年國外的煙塔合一技術進一步發展，開始趨向將脫硫裝置布置在冷卻塔里面。使布置更加緊湊，節省用地。其脫硫后的煙氣直接從冷卻塔頂部排放。由于省去了煙囪、煙氣熱交換器，減少了用地，可大大降低初投資，并節約運行和維護費用[6]。
西方發達國家自19世紀70年代末到80年代末，相繼在燃煤電廠采用煙氣脫硫裝置。其中大部分脫硫裝置都為濕法脫硫工藝。濕法脫硫技術的發展和日臻成熟，但還是存在脫硫后煙氣從煙囪排放的一些困難。煙氣經石灰石(濕法)脫硫后，煙溫一般在50℃左右，50℃的煙氣與室外空氣密度差甚小，再考慮到煙囪壁散熱導致的煙氣溫降(煙囪非雙曲線形)，其流動特性不及冷卻塔，加上氣候變化的影響，至使經脫硫后50℃的煙氣通過煙囪排放存在著困難。因此，不得不對50℃的煙氣進行加熱，這樣勢必導致系統復雜，初投資及運行費用增加。
因此煙塔合一技術應運而生，并獲得了應用。近年來，在德國新建的閉式循環的發電廠，無論大小，幾乎都看不見代表發電廠的煙囪，取而代之的都是用冷卻塔將脫硫后的煙氣排放到大氣中去[7]。德國的風調技術實驗在德國的大學中完成標志著煙塔合一技術的進步[8]。德國在煙塔技術方面處于領先地位，德國的伍伯托大學曾經舉辦關于煙塔合一的技術研討會[9]。
冷卻塔具有一定高度，比煙囪的表面積大許多，有些國外專家研究煙塔的太陽能發電，煙塔合一之后有比較大的表面積。通過附著太陽能發電板，所以煙塔合一和太陽能發電結合了起來，不但使環境污染減少而且使得能量的利用率提高了[10]。因為煙囪和冷卻塔的結構設計對煙氣的排放有著重要意義，國外目前研究的緊張結構，雙曲線結構，已經在實驗階段[11]。
國外研究情況表明煙塔合一技術的利用是因為能夠取得較好的經濟效益而大量推廣，德國帥先從20世紀70年代就開始了煙塔合一的技術研發，目前德國是無煙囪電廠最多的一個國家之一[12]。
我國的經濟較為落后，目前對環境的污染造成的危害認識程度不夠，但隨著經濟的不斷增長，國民素質的提高，環保意識的增強，我國的脫硫和煙塔技術研究與國外先進水平存在一定差距。
20世紀90年代后期，我國電力市場的增長日益加大。煙氣排放的標準日漸嚴格，我國的煙塔合一技術在一些電廠有了具體應用。位于首都近郊的華能北京熱電廠，裝機容量84．5萬kW。2006年12月，隨著4號脫硫系統完成168小時試運，華能北京熱電廠4臺機組脫硫系統和煙塔合一工程全部投入運行，成為我國首個可取消煙囪的火電廠[13]。煙塔合一工程的建成標志著我國煙塔合一技術的里程碑，也是亞洲第一個出現了沒有煙囪的火電廠。
相繼大唐發電集團的哈爾濱第一熱電廠采用煙塔合一技術脫硫脫硝[14]，國化三河發電廠二期擴建也采用了煙塔合一技術，大唐國際錦州熱電廠采用煙塔合一技術等等。專家認為采用煙塔合一技術后脫硫系統將大為簡化，不僅可節約建設用地、節省工程投資，而且可大大降低脫硫系統排煙阻力、從而明顯減少脫硫電耗和運行費用[15]。
隨著我國工業的發展，經濟實力的增長，環保問題日益重視。在不久的將來，煙塔合一技術會得到廣泛應用。煙塔合一技術有待推廣，發展前景很大。
三、總結
由于全世界的經濟進程的推進，工業發展的速度不斷加快，用電量的迅速上升，以及我國電力市場的不斷增長，隨著我國國民素質的提高，對發展電力的同時也對環境保護認識不斷加深。電廠煙氣的排放對環境保護有著重要意義，其中的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物的排放對于動植物，大氣及地下水和人類的危害又不容忽視。所以煙塔合一技術對環境問題應用意義重大，根據我國現狀煙塔合一技術在我國的應用，是適合我國國情和相應政策。
四、結束語
本文是在大唐甘肅公司蔣平鎖主任的悉心指導下完成的。在此，謹向蔣平鎖主任致以崇高的敬意和由衷的感謝！
五、參考文獻
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[1] 湯蘊琳.火電廠“煙塔合一"技術的應用.電力建設,2005,26(2):11
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