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【摘要】电厂的燃煤烟气经湿法脱硫以后，烟气中仍含有少量的强腐蚀性物质，因此，必须要对烟道和烟囱进行相应的技术处理，而这种处理往往投资和施工难度较大。本文在对目前常用的烟气排放方式进行分析的基础上，提出了湿烟气直排烟囱技术，并对出相应的技术设计进行了研究。
【关键词】湿法脱硫系统；烟气排放；烟囱；直排技术
一、引言
随着社会经济的发展，工业设计中的环保要求不断提高。热电厂作为烟气排放大户，对于其烟气的脱硫技术研究取得了一系列的成果，其中湿法脱硫技术是比较成熟和高校的烟气脱硫技术之一，但是经湿法脱硫技术处理之后的湿烟气中仍然含有一定量的腐蚀性气体物质，这些物质不仅会对烟气通道造成腐蚀，还会因为烟道的阻力造成运行成本的增加。出于降低成本、提高可靠性的目的，本文提出了一种烟气排放新思路，也就是取消湿烟气通道，改为塔顶直排的方式。
二、湿烟气排放技术简介
如果采用湿法脱硫技术对于燃煤烟气进行处理，经脱硫处理后的湿烟气一般采用以下两种种方法进行排放[1]：
（一）湿烟气经由烟道引入原烟囱排放
这是目前在湿法脱硫领域使用最为广泛的排放方式。这种方法的优点是设计方法简单易行、运行的可靠性相对较高，因此广泛应用于各种设有湿法脱硫装置的新建工程；缺点是这种排放技术对于烟囱的防腐要求较高，由于就烟囱的防腐处理存在一定的技术困难，同时对于旧烟囱的防腐改造价格也比较昂贵，因此在工程技术改造的应用中还有许多问题需要解决。
（二）湿烟气引入冷却塔进行排放
这种排放方法在大型火电机组中应用较为广泛，其优点在于机组能源利用率的提高以及简化系统结构，减少占地面积、节约土地资源方面有较大的优势。这一方式在西方发达国家已经有比较成熟的应用，国内目前只有少数几个新建电厂建成运行。这一方式的缺点是湿烟气中含有的微量腐蚀性气体有可能会对冷却塔以及冷凝水造成负面影响，但是这方面还没有确切的结论，仍待相关研究进一步证实。此外这种方式对于烟道的长度要求比较苛刻，烟道的长度过长不仅会增加投资运营成本，还会增加烟道堵塞的概率。
三、直排烟囱技术的设计与实现
（一）技术原理
在对以上两种排放方式的优劣进行分析的基础上提出了烟气直排技术，设计原理是将烟气直排烟囱直接置于吸收塔的塔顶。由于湿法脱硫处理后的烟气温度比传统烟气低很多，并且形态和构成相对稳定，因此烟囱的防腐要求并不高，在实际应用中只要选用与吸收塔相同的防腐材料就可以达到防腐设计要求[2]。这种设计的优势在于在降低防腐成本的同时还保证了防腐使用寿命，此外由于这种设计中热烟气与湿烟气不走同一烟囱，因此对烟囱的检修不会影响主机运行，维护十分方便。
（二）直排烟囱的设计
（1）烟囱的高度。烟囱的高度应主要考虑污染物稀释以及投资与维护两方面的要求。首先烟囱的高度要保证大气污染物足够的稀释，周围地面污染物浓度符合环保要求；在满足上述要求的前提下，为了节省投资便于维护，应该尽量减低烟囱高度[3]。
（2）烟囱的气速。出口流速的设计时烟囱设计的重要指标，如果流速过低，就会出现烟羽下洗的现象，给周围环境造成严重影响，根据相关研究，要避免烟羽下洗的现象，烟囱口的烟气流速必须要大于该处风速的1.5倍以上。但是烟气流速过高也会带来严重问题，首先是高流速会使系统阻力的增加，造成能量流失，提高运行成本；其次是流速过大会形成凝结水，造成严重影响周围环境的烟囱雨。考虑到当前烟囱内壁的防腐材料特性，湿烟气在烟囱口的流速应控制在15-20m/s。
（3）烟囱结构。目前钢烟囱的主要结构有拉索式、塔架式以及自立式几种形式，具体选用一般从以下条件确定[4]。直径较小但是高度较大的细高烟囱一般考虑拉索式结构；比较高大的烟囱一般采用塔架式结构，这种结构的塔架可以设计成三角形或长方形，具体可用烟囱数量和水平截面的特征来确定；高度较低的烟囱一般采用自立式结构，考虑到安全因素，这种结构的烟囱高度不应超过其直径的20倍。如不满足这一条件，出于安全考虑，应该加大烟囱直径或改用拉索式结构。
（4）烟囱的材质。由于湿烟气含水率大、温度低同时腐蚀性强，因此这种烟囱的材质应该选用碳钢+防腐里衬或整体采用玻璃钢材质。前一种材料兼具优异的力学性能、良好的防腐蚀性以及使用寿命长，造价低，因此得到了广泛的应用，不足之处是防腐里衬的施工难度较大，因此需要较长的施工工期。玻璃钢材料的优点是重量轻、防腐性能良好、施工方便，但是易老化、强度低，需要较大的附属构架进行力学支撑。
（5）烟囱保温。湿法脱硫后的湿烟气温度一般在50-60℃之间，显然不进行保温处理烟囱内的冷凝水量会明显增加，但是这些冷凝水量对于烟囱雨的效应可以忽略不计。此外，还可以通过烟囱口的冷凝水回收来对烟囱雨进行有效控制，因此直排烟囱没有必要设置保温措施。
（三）直排烟囱存在的问题
由于这一排放方式下，湿烟气不经烟道直接由烟囱排放，因此烟气的行走路程很短，因此冷凝塔内的除雾器冲洗水容易被烟气带出，形成烟囱带水从而出现“落雨”现象（如图2），因此，设立直排烟囱的情况下，要适当延长除雾冲洗周期，尤其是尽量减少塔内上层除雾器的冲洗时间，以避免这一现象的出现[5]。
四、结论
湿法脱硫中的湿烟气采用直排烟囱排放，可以使热烟气和湿烟气不走同一烟囱，这样不仅可以有效避免干烟囱的防腐成本与防腐技术压力，同时还可以减低整个系统的投资与运行费用。
本文就直排烟囱的高度、烟气速度、烟囱材质以及烟囱的结构与保温等方面设计要求与原则进行了阐述，这种技术在设计上相对简单和可靠。
直排烟囱设计运行流程简单、投资运行成本低、占地小、维护方便，具有较好的推广前景。
参考文献
[1]刘俊峰，赵凤娟.湿法脱硫烟囱防腐研究综述[J].华东电力，2012，01：132-135.
[2]周晶，刘道清，汪庆丰.烧结烟气脱硫系统湿烟气排放的环境问题探讨[J].宝钢技术，2012，05：37-40+44.
[3]陈乃尧，郑笑彬.中、小型电厂烟气湿法脱硫后塔顶直排的研究[J].山西化工，2009，05：53-55.
[4]云虹，徐群杰，赵玉增，时士峰.电厂烟气脱硫系统烟囱的腐蚀与防护研究进展[J].腐蚀与防护，2011，04：321-325.
[5]陈牧.湿法脱硫后烟囱出口烟气液滴夹带问题分析及解决[J].电力建设，2010，10：80-83.
【关键词】湿法脱硫系统；烟气排放；烟囱；直排技术
一、引言
随着社会经济的发展，工业设计中的环保要求不断提高。热电厂作为烟气排放大户，对于其烟气的脱硫技术研究取得了一系列的成果，其中湿法脱硫技术是比较成熟和高校的烟气脱硫技术之一，但是经湿法脱硫技术处理之后的湿烟气中仍然含有一定量的腐蚀性气体物质，这些物质不仅会对烟气通道造成腐蚀，还会因为烟道的阻力造成运行成本的增加。出于降低成本、提高可靠性的目的，本文提出了一种烟气排放新思路，也就是取消湿烟气通道，改为塔顶直排的方式。
二、湿烟气排放技术简介
如果采用湿法脱硫技术对于燃煤烟气进行处理，经脱硫处理后的湿烟气一般采用以下两种种方法进行排放[1]：
（一）湿烟气经由烟道引入原烟囱排放
这是目前在湿法脱硫领域使用最为广泛的排放方式。这种方法的优点是设计方法简单易行、运行的可靠性相对较高，因此广泛应用于各种设有湿法脱硫装置的新建工程；缺点是这种排放技术对于烟囱的防腐要求较高，由于就烟囱的防腐处理存在一定的技术困难，同时对于旧烟囱的防腐改造价格也比较昂贵，因此在工程技术改造的应用中还有许多问题需要解决。
（二）湿烟气引入冷却塔进行排放
这种排放方法在大型火电机组中应用较为广泛，其优点在于机组能源利用率的提高以及简化系统结构，减少占地面积、节约土地资源方面有较大的优势。这一方式在西方发达国家已经有比较成熟的应用，国内目前只有少数几个新建电厂建成运行。这一方式的缺点是湿烟气中含有的微量腐蚀性气体有可能会对冷却塔以及冷凝水造成负面影响，但是这方面还没有确切的结论，仍待相关研究进一步证实。此外这种方式对于烟道的长度要求比较苛刻，烟道的长度过长不仅会增加投资运营成本，还会增加烟道堵塞的概率。
三、直排烟囱技术的设计与实现
（一）技术原理
在对以上两种排放方式的优劣进行分析的基础上提出了烟气直排技术，设计原理是将烟气直排烟囱直接置于吸收塔的塔顶。由于湿法脱硫处理后的烟气温度比传统烟气低很多，并且形态和构成相对稳定，因此烟囱的防腐要求并不高，在实际应用中只要选用与吸收塔相同的防腐材料就可以达到防腐设计要求[2]。这种设计的优势在于在降低防腐成本的同时还保证了防腐使用寿命，此外由于这种设计中热烟气与湿烟气不走同一烟囱，因此对烟囱的检修不会影响主机运行，维护十分方便。
（二）直排烟囱的设计
（1）烟囱的高度。烟囱的高度应主要考虑污染物稀释以及投资与维护两方面的要求。首先烟囱的高度要保证大气污染物足够的稀释，周围地面污染物浓度符合环保要求；在满足上述要求的前提下，为了节省投资便于维护，应该尽量减低烟囱高度[3]。
（2）烟囱的气速。出口流速的设计时烟囱设计的重要指标，如果流速过低，就会出现烟羽下洗的现象，给周围环境造成严重影响，根据相关研究，要避免烟羽下洗的现象，烟囱口的烟气流速必须要大于该处风速的1.5倍以上。但是烟气流速过高也会带来严重问题，首先是高流速会使系统阻力的增加，造成能量流失，提高运行成本；其次是流速过大会形成凝结水，造成严重影响周围环境的烟囱雨。考虑到当前烟囱内壁的防腐材料特性，湿烟气在烟囱口的流速应控制在15-20m/s。
（3）烟囱结构。目前钢烟囱的主要结构有拉索式、塔架式以及自立式几种形式，具体选用一般从以下条件确定[4]。直径较小但是高度较大的细高烟囱一般考虑拉索式结构；比较高大的烟囱一般采用塔架式结构，这种结构的塔架可以设计成三角形或长方形，具体可用烟囱数量和水平截面的特征来确定；高度较低的烟囱一般采用自立式结构，考虑到安全因素，这种结构的烟囱高度不应超过其直径的20倍。如不满足这一条件，出于安全考虑，应该加大烟囱直径或改用拉索式结构。
（4）烟囱的材质。由于湿烟气含水率大、温度低同时腐蚀性强，因此这种烟囱的材质应该选用碳钢+防腐里衬或整体采用玻璃钢材质。前一种材料兼具优异的力学性能、良好的防腐蚀性以及使用寿命长，造价低，因此得到了广泛的应用，不足之处是防腐里衬的施工难度较大，因此需要较长的施工工期。玻璃钢材料的优点是重量轻、防腐性能良好、施工方便，但是易老化、强度低，需要较大的附属构架进行力学支撑。
（5）烟囱保温。湿法脱硫后的湿烟气温度一般在50-60℃之间，显然不进行保温处理烟囱内的冷凝水量会明显增加，但是这些冷凝水量对于烟囱雨的效应可以忽略不计。此外，还可以通过烟囱口的冷凝水回收来对烟囱雨进行有效控制，因此直排烟囱没有必要设置保温措施。
（三）直排烟囱存在的问题
由于这一排放方式下，湿烟气不经烟道直接由烟囱排放，因此烟气的行走路程很短，因此冷凝塔内的除雾器冲洗水容易被烟气带出，形成烟囱带水从而出现“落雨”现象（如图2），因此，设立直排烟囱的情况下，要适当延长除雾冲洗周期，尤其是尽量减少塔内上层除雾器的冲洗时间，以避免这一现象的出现[5]。
四、结论
湿法脱硫中的湿烟气采用直排烟囱排放，可以使热烟气和湿烟气不走同一烟囱，这样不仅可以有效避免干烟囱的防腐成本与防腐技术压力，同时还可以减低整个系统的投资与运行费用。
本文就直排烟囱的高度、烟气速度、烟囱材质以及烟囱的结构与保温等方面设计要求与原则进行了阐述，这种技术在设计上相对简单和可靠。
直排烟囱设计运行流程简单、投资运行成本低、占地小、维护方便，具有较好的推广前景。
参考文献
[1]刘俊峰，赵凤娟.湿法脱硫烟囱防腐研究综述[J].华东电力，2012，01：132-135.
[2]周晶，刘道清，汪庆丰.烧结烟气脱硫系统湿烟气排放的环境问题探讨[J].宝钢技术，2012，05：37-40+44.
[3]陈乃尧，郑笑彬.中、小型电厂烟气湿法脱硫后塔顶直排的研究[J].山西化工，2009，05：53-55.
[4]云虹，徐群杰，赵玉增，时士峰.电厂烟气脱硫系统烟囱的腐蚀与防护研究进展[J].腐蚀与防护，2011，04：321-325.
[5]陈牧.湿法脱硫后烟囱出口烟气液滴夹带问题分析及解决[J].电力建设，2010，10：80-83.