烟塔合一技术应用前景
1 环境效益与厂址的气象条件相关
烟塔合一较常规烟囱在弱风条件下烟气有明显的抬升, 利于烟气中污染物的稀释扩散。但当风速大于4. 5 m/s 时, 冷却塔排放的烟气抬升低于烟囱。
2 脱硫设备故障需要有应对措施
由于未经脱硫的烟气不允许经冷却塔排放, 当脱硫设备故障停运时, 锅炉需停止运行, 对于热电厂而言, 这将直接影响到供热的可靠性。为此可增加备用脱硫设备或增加备用旁路烟囱, 但这样做显然并不可取。
3 布置上有限制
同样对于热电厂, 采用烟塔合一技术冬季可能出现2 台炉对1 座冷却塔的运行方式, 为此塔前烟道需要联通和切换, 增加了烟道布置的复杂性。同时,由于冷却塔直径较大, 为满足冷却塔与周边建筑的防火间距要求, 冷却塔与锅炉和脱硫装置水平距离较大, 在电厂机组多于4 台时, 烟道的布置较困难,烟道长, 阻力大, 投资和运行费用将有所增加。
4 设计和施工复杂
采用烟塔合一技术可节省烟囱建设费用, 同时缩短建设周期。但由于冷却塔筒壁开孔使本体结构发生改变, 设计模型比常规冷却塔复杂。增加的烟道及支架、开孔边缘封堵、内外壁和构件防腐以及填料防堵灰措施等, 都增加了设计的难度和复杂性, 增加了施工难度和工程量, 使冷却塔的综合造价有较大的提高。
5 无相应环境标准和评价导则
我国现行环境标准和评价导则规定的烟气抬升和环境空气污染物扩散模式基于烟囱排放。由于采用烟塔合一技术才刚刚开始, 还没有相应的适合我国环境条件的经验公式, 烟气抬升和环境空气污染物扩散模式有待于进一步研究, 尚无相应的环境评价标准和方法。由于对环境效益和评价方法认识上的差异, 项目环评和批准过程可能较长, 对工程的报批产生潜在的不利影响。
6 投资水平高
从经济比较上看, 采用烟塔合一技术可以节省烟囱、GGH 和增压风机的费用, 但同时增加了脱硝装置及冷却塔防腐等费用。由于目前国内尚处于起步阶段, 技术上包括烟塔合一冷却塔的概念设计、防腐设计、烟气抬升与扩散计算等等主要依靠国外专业冷却塔公司, 甚至采用由国外专业冷却塔公司总承包的方式, 因此投资水平较高。目前冷却塔的单位面积投资是常规冷却塔的2 倍以上。国电天津东北郊热电厂2×5 000 m 2 排烟冷却塔报价为1. 1×108～ 1. 3×108 元人民币。但可以预计, 随着引进技术的消化和材料的国产化, 投资将呈下降趋势。某工程采用烟塔合一技术与采用烟囱方案主要投资对比见表2。
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通过对比可见, 采用烟塔合一方案比采用常规烟囱方案投资高约144142×106 元。如果常规烟囱方案也设脱硝装置, 烟塔合一方案比采用常规烟囱方案投资高约2 442×104 元。
结论
a 烟塔合一技术在国外已成功应用二十多年,随着我国环境空气污染物排放标准的提高, 技术上是可行的, 目前已基本具备应用的条件。
b 烟塔合一技术有利于烟气的抬升、稀释与扩散, 有利于提高环境质量。但由于技术上还主要依赖国外, 因此, 现阶段总投资比烟囱排放要高。同时, 对采用该技术工程项目的环评和审批也更为严格。
c 对于热电厂而言, 供热的可靠性可能受到影响, 因此, 如果具体工程无烟囱高度的限制, 现阶段对采用冷却塔排烟方案的决策要慎重。
d 采用烟塔合一技术和环境管理之间尚有一些问题需要落实, 包括与环境主管部门进行协调, 解决环境影响评价和相关的审批问题。
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