某工程煙塔合一應(yīng)用可行性分析報(bào)告實(shí)施報(bào)告

-.z*濱海熱電廠工程采用“煙塔合一〞排煙方案的可行性分析【內(nèi)容摘要】本報(bào)告論述了*濱海熱電廠排煙采用煙囪及排煙塔兩種不同方式，對設(shè)計(jì)采用海水冷卻塔或采用“煙塔合一〞在技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性以及從國家環(huán)境保護(hù)政策進(jìn)展了分析論證，結(jié)論是本工程不宜推薦“煙塔合一〞方案。關(guān)鍵詞電廠，煙塔合一，海水，環(huán)保概述工程概況*濱海熱電廠工程〔以下簡稱“本工程〞〕規(guī)模為，本期建立2×350MW超臨界燃煤機(jī)組，規(guī)劃容量4×350MW超臨界燃煤供熱機(jī)組，工程廠址濱海，不在機(jī)場凈空限制區(qū)域。本工程供水系統(tǒng)擬采用海水冷卻塔二次循環(huán)供水系統(tǒng)，海水補(bǔ)給水取自廠址附近海域?！盁熕弦花暭夹g(shù)國內(nèi)應(yīng)用概況火電廠鍋爐排出的煙氣通過冷卻塔排放，即簡稱為“煙塔合一〞的技術(shù)是國內(nèi)2006年以來在電力工程設(shè)計(jì)中引起關(guān)注的一項(xiàng)新技術(shù)。由于火電廠煙氣濕法脫硫技術(shù)的采用，脫硫后煙氣溫度低，煙囪排煙存在煙氣抬升高度缺乏和腐蝕問題。為增加脫硫后煙氣抬升高度，提出煙氣從冷卻塔排放的“煙塔合一〞方案。據(jù)文獻(xiàn)介紹，用冷卻塔排煙，理論上有利于煙氣的抬升與擴(kuò)散，從而可以彌補(bǔ)冷卻塔幾何高度的缺乏，滿足環(huán)境保護(hù)要求，具有一定的環(huán)境可行性。但是，由于冷卻塔防腐費(fèi)用較高，一般煙塔合一方案的投資遠(yuǎn)高于常規(guī)的煙囪排煙方案。隨環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，煙氣脫硝已不可廻避，使采用煙塔合一與常規(guī)的煙囪排煙方案的投資差距已在縮小。自2006年華能高碑店熱電廠第一座排煙冷卻塔投運(yùn)以來，在國內(nèi)火電行業(yè)引起了強(qiáng)烈反響，出于對新技術(shù)的敏感，國內(nèi)一些工程紛紛準(zhǔn)備采用“煙塔合一〞。據(jù)了解采用了“煙塔合一〞的工程有華能熱電廠、國華三河電力**二期、**東北郊熱電廠、**良村熱電廠、大唐**第一熱電廠、**熱電廠、**干井子熱電廠、**熱電廠、**軍糧城電廠、國華**電廠、**第二發(fā)電廠、****熱電廠、**平南熱電廠等，這些工程已通過了環(huán)境影響評價(jià)，有的在建，有的已投產(chǎn)。這些工程采用“煙塔合一〞的原因大都是由于電廠的煙囪高度受到廠址附近機(jī)場的限制。*些工程，如****電廠二期，采用海水二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)，采用煙塔合一冷卻塔可不必另外采取防腐措施，這既利用了海水冷卻塔的防腐措施，又省去了煙囪，從而節(jié)約了投資，因此業(yè)主對此饒有興趣，后因*些原因最終未采用。本工程排煙與冷卻方案簡介煙囪+海水塔方案本工程二臺鍋爐合用一座鋼筋混凝土煙囪，煙囪高度為180m，出口直徑為7.5m。冷卻設(shè)施為每臺機(jī)組配一座淋水面積為3845m2煙塔合一方案海水排煙塔根據(jù)優(yōu)化比選，每臺機(jī)組配一座淋水面積為3845m2的雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔。冷卻塔為海水細(xì)高型排煙冷卻塔，高130m煙氣系統(tǒng)流程和系統(tǒng)配置方案“煙塔合一〞的煙氣排放系統(tǒng)由煙道和冷卻塔構(gòu)成。其煙氣流程為自空預(yù)器煙氣側(cè)出口→除塵器→引風(fēng)機(jī)→原煙道→吸收塔→凈煙道→排煙冷卻塔。根據(jù)排煙塔、鍋爐脫硫設(shè)備和煙道的配置與連接方式，結(jié)合熱電廠的供熱可靠性要求，本工程配置的凈煙道采用煙道半穿插方案，一機(jī)配一座排煙塔。廠區(qū)總平面布置格局煙囪+海水塔方案采用常規(guī)的總平面三列式格局，依次布置為卸煤、貯煤場區(qū)—主廠房區(qū)〔汽機(jī)、鍋爐、脫硫〕—配電裝置區(qū)/冷卻塔區(qū)，冷卻塔區(qū)與汽機(jī)房較近，循環(huán)水管溝路徑較短捷。煙塔合一方案總平面為四列式格局，依次布置為卸煤、貯煤場區(qū)—煙塔區(qū)〔排煙塔、脫硫〕—主廠房區(qū)〔汽機(jī)、鍋爐〕—配電裝置區(qū)。排煙塔布置在爐后，煙道較順，但與汽機(jī)房較遠(yuǎn)，循環(huán)水管溝較長，局部路徑有迂回。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬排煙方案技術(shù)比擬“煙塔合一〞方案與煙囪方案技術(shù)比擬見下:序號工程海水“煙塔合一〞海水塔+煙囪海水塔煙囪1數(shù)量〔臺〕2212高度〔m〕1301301803淋水面積〔m2〕384538454防腐級別高高高5總平面布置爐后布置，循環(huán)水管溝長塔、煙囪布置靈活，煙道循環(huán)水管溝順6系統(tǒng)復(fù)雜程度復(fù)雜，煙道需穿插簡單7運(yùn)行維護(hù)條件壽命長，維護(hù)工作量少壽命長，維護(hù)工作量少壽命長，維護(hù)工作量少8施工條件防腐施工復(fù)雜防腐施工復(fù)雜如用鈦鋼板施工難度大9環(huán)境影響環(huán)境評價(jià)嚴(yán)格，飄滴影響不明環(huán)境評價(jià)有章可偱10運(yùn)行經(jīng)歷尚無有由根據(jù)上表，兩個(gè)排煙方案的優(yōu)缺點(diǎn)歸納如下：1〕“煙塔合一〞可省去了煙囪，并可利用海水塔的防腐措施，無煙囪施工工作量；2〕“煙塔合一〞總平面布置受限，煙道布置較復(fù)雜，循環(huán)水管長、煙道長；3〕“煙囪〞方案防腐施工作量和難度均較大；4〕“煙塔合一〞環(huán)境影響環(huán)境評價(jià)嚴(yán)格，飄滴影響不明；5〕“煙塔合一〞運(yùn)行經(jīng)歷**水排煙塔尚無運(yùn)實(shí)踐?？梢妰蓚€(gè)排煙方案技術(shù)上差距不大，煙塔合一〞技術(shù)上優(yōu)勢不明顯，而且有一定技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)濟(jì)比擬“煙塔合一〞方案與煙囪方案投資差異比擬見下表：序號費(fèi)用名稱單位海水“煙塔合一〞海水塔+煙囪海水塔煙囪1煙囪〔FRP防腐〕萬元02111煙囪〔鈦鋼板防腐〕027502海水冷卻塔萬元0426703海水排煙塔冷卻塔萬元4844004玻璃鋼煙道及支架萬元1500005循環(huán)水系統(tǒng)可比局部萬元20155866循環(huán)水系統(tǒng)土建可比局部〔包括循環(huán)水泵房、循環(huán)水管根底〕萬元5463917合計(jì)萬元89057355〔7994〕8循環(huán)水泵年運(yùn)行費(fèi)用差萬元480注：本表只比擬兩個(gè)方案投資上有差異的局部，括號內(nèi)的數(shù)字為煙囪采用鈦鋼板防腐的投資合計(jì)。由上表可見，海水“煙塔合一〞方案比海水塔+煙囪方案投資高約1550萬元，如果煙囪采用鈦鋼板防腐，“煙塔合一〞比海水塔+煙囪方案投資還要高約911萬元；由于“煙塔合一〞總平面布置受限，循環(huán)水管較長，循環(huán)水泵年運(yùn)行費(fèi)增加48萬元，“海水煙塔合一〞的方案經(jīng)濟(jì)性明顯處于劣勢。煙塔合一方案的技術(shù)政策分析根據(jù)2006年以來采用煙塔合一工程環(huán)境評價(jià)的實(shí)踐，關(guān)于環(huán)境影響評價(jià)的煙氣抬升和環(huán)境空氣污染物擴(kuò)散模式，目前仍無進(jìn)展，相應(yīng)的適合我國環(huán)境條件的經(jīng)歷公式，煙氣抬升和環(huán)境空氣污染物擴(kuò)散模式還有待于進(jìn)一步研究，尚無相應(yīng)的環(huán)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。由于無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)*，且認(rèn)識上可能還不盡一致，2007年，**熱電廠新建工程就是因環(huán)境評價(jià)評審過程出現(xiàn)了問題，迫使業(yè)主放棄了煙塔合一。據(jù)悉，2009年10月，環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心曾在主持召開了火電廠大氣預(yù)測評價(jià)有關(guān)問題研討會。會議認(rèn)為，鑒于煙塔合一的排煙的環(huán)境影響尚無定論，煙塔合一的排煙方式暫不宜推廣。另據(jù)透露，2009年12月，環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心又在主持召開了火電工程煙塔合一方案環(huán)境影響研討會。與會專家和代表就煙塔合一排煙的源強(qiáng)參數(shù)、三河電廠煙塔合一排煙的實(shí)測結(jié)果、煙塔合一排煙的環(huán)境影響預(yù)測模式以及評估中心提出的關(guān)于煙塔合一方案的主要議題進(jìn)展了認(rèn)真的研討，形成的專家意見如下：1〕煙塔合一技術(shù)是將火電廠煙囪和冷卻塔合二為一，取消煙囪，利用冷卻塔排放煙氣，冷卻塔既有原有的冷卻散熱功能，又替代煙囪排放脫硫脫硝除塵后的煙氣。目前主要有濕冷塔〔二次循環(huán)冷卻塔〕及干冷塔〔空氣間接冷卻塔〕排煙兩種情況。2〕目前國內(nèi)尚沒有煙塔合一排煙的工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)*、排氣量計(jì)算方法標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)技術(shù)規(guī)*，且實(shí)測結(jié)果說明，煙塔合一排煙時(shí)，壁效應(yīng)非常明顯，塔出口氣流速度和溫度分布很不均勻，因此采用煙塔合一排煙方案時(shí)，報(bào)告書中應(yīng)給出多種情況下的源強(qiáng)詳細(xì)參數(shù)表，并提供其計(jì)算過程，盡可能給出排放量大而抬升高度低的排放源參數(shù)。3〕煙塔合一德國模式的模式原理是合理的，但由于國內(nèi)最初使用的德國模式的氣象條件是模式軟件系統(tǒng)預(yù)置值而非工程所在地附近的實(shí)際氣象資料，而我國幅員廣闊，氣候背景差異大，地形和氣象條件復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于德國，因此在中國使用時(shí)在模式中應(yīng)盡可能采取當(dāng)?shù)氐臍庀髤?shù)，至少包括百頁箱高度處的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、不同穩(wěn)定度下的環(huán)境垂直風(fēng)指數(shù)和不同穩(wěn)定度下的環(huán)境垂直溫度變化率。4〕由于煙塔合一排煙，排氣速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煙囪排放方案，因此煙塔合一排煙時(shí)必須考慮大風(fēng)下洗等不利氣象條件。當(dāng)環(huán)境溫度偏高時(shí)，煙塔合一排煙的混合氣體熱浮力小，甚至出現(xiàn)無熱浮力現(xiàn)象，應(yīng)慎重采用煙塔合一排煙方案。5〕采用煙塔合一排煙方案時(shí)，必須與煙囪排煙方案進(jìn)展比擬。在復(fù)雜地形條件下，需用導(dǎo)則模式對德國模式的預(yù)測結(jié)果進(jìn)展比對。6〕中國環(huán)科院就**神頭發(fā)電**“上大壓小〞2×600MW機(jī)組工程給定的排放源參數(shù)，采用干冷塔、濕冷塔和煙囪排煙方案分別進(jìn)展了計(jì)算比擬，干冷塔的環(huán)境影響總體上要小于煙囪和濕冷塔排放方案。專家認(rèn)為，神頭發(fā)電**“上大壓小〞2×600MW機(jī)組工程在采用嚴(yán)格的污染防治措施后，利用空冷塔排煙方案，其環(huán)境影響是可以承受的。7〕采用煙塔合一排煙方案時(shí)，環(huán)境空氣防護(hù)距離可采用估算模式的空腔區(qū)水平尺度進(jìn)展估算，一般不宜超過500米。8〕煙塔合一排煙方案不屬于環(huán)保技術(shù)，且在興旺國家沒有得到普遍使用，因此在國內(nèi)不宜普遍使用與推廣。煙塔合一排煙的適用區(qū)域或情況主要包括北方枯燥、半枯燥地區(qū)有建筑物限高的區(qū)域〔如機(jī)場附近的凈空要求限制了煙囪高度〕；景觀環(huán)境有特殊要求的地區(qū)。且采用煙塔合一排煙方案時(shí)，其污染物治理應(yīng)采用國內(nèi)最先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和最好的環(huán)境管理水平。9〕建議對已運(yùn)行的煙塔工程進(jìn)展環(huán)境影響后評估，進(jìn)展室內(nèi)風(fēng)洞及水槽試驗(yàn)、野外試驗(yàn)，以檢驗(yàn)該類工程環(huán)評技術(shù)路線、評價(jià)方法及評價(jià)結(jié)論，盡快建立煙塔合一排煙的工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)*和環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)規(guī)*。歸納起來可知，煙塔合一排煙方案在國內(nèi)不宜普遍使用與推廣；煙塔合一排煙的適用特定的區(qū)域或情況；采用煙塔合一排煙方案時(shí)，其污染物治理應(yīng)采用國內(nèi)最先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和最好的環(huán)境管理水平。本工程不屬于由于機(jī)場附近的凈空要求限制了煙囪高度，同時(shí)景觀環(huán)境也無特殊要求，屬于“不宜采用〞之列。如考慮本工程海水冷卻的特殊條件，同意采用煙塔合一的話，需慎重考慮“其污染物治理應(yīng)采用國內(nèi)最先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和最好的環(huán)境管理水平〞，因國內(nèi)尚未出臺統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)*，操作起來難度也較大，相關(guān)的評估和審批同樣難度很大，無疑帶來了“可批性〞風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)論1〕本工程采用海水冷卻塔+煙囪和海水“煙塔合一〞方案兩種排煙方案技術(shù)上都是可行的；2〕“煙塔合一〞方案可充分利用本工程海水冷卻的特定條件，可防止建立煙囪和腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)上有一定的優(yōu)勢；3〕經(jīng)論證“煙塔合一〞方案雖然可省去煙囪，但由于塔防腐費(fèi)用的增加、循環(huán)水管道和煙道加長和循環(huán)水泵加大，海水“煙塔合一〞方案比海水塔+煙囪方案投資