火电厂用冷却塔替代烟囱的探讨

摘　要　长期以来，烟囱成为火电厂必不可少的重要设施。近年来，随着脱硫脱硝技术的运
用，使处理后的烟气温度和烟气成分与过去相比发生了变化。能否在适当条件下用冷却塔替
代烟囱

(将烟气通过冷却塔排放)呢?通过对塔内气体流动工况的变化分析，以及对湿法脱硫

后的烟气从烟囱排放分析和烟气中残余二氧化硫和飞灰对循环冷却水污染分析，最后得出
结论：若烟气采用了高效除尘和脱硫

(或脱硫脱硝)处理，可以设置低矮的事故烟囱，不再

建设永久性烟囱，从而降低造价和运行费用。

　　随着社会生产力的发展和人们生活质量的提高，人们对环境质量愈来愈关注，对火电
厂也提出了更高的环保要求。愈来愈多的电厂将视其煤质情况和环保要求对烟气进行脱硫处
理，甚至于进行脱硝处理。在某些采用石灰石湿法脱硫

(以下简称 FGD)的系统中，经脱硫后

的烟温约

50 

℃，若不加热则可能带来烟囱排放困难。能否在采用自然通风冷却塔的电厂，

将处理后的烟气通过冷却塔排放

?本文试图对该问题做一些分析和探讨。

1　技术方案

　　对于采用了冷却水再循环的火电厂，若其烟气进行了脱硫脱硝处理

(或只是脱硫处理)，

在正常运行工况下，烟气经过二氧化硫吸收塔处理，进入自然通风冷却塔，在配水装置之
上均匀排放，通过冷却塔排入大气。同时，根据二氧化硫吸收塔的可靠性和事故率大小，可
以设置旁路烟道，通过事故烟囱排放。

2　技术经济分析

2.1　塔内气体流动工况的变化分析

　　与常规做法不同，烟气不通过烟囱排放，而被送至自然通风冷却塔。在塔内，烟气从配
水装置上方均匀排放，与冷却水不接触。由于烟气温度约

50 

℃，高于塔内湿空气温度，发

生混和换热现象，混和的结果，改变了塔内气体流动工况。

2.1.1　烟气进入对热浮力的影响

　　塔内气体向上流动的原动力是湿空气

(或湿空气与烟气的混和物)产生的热浮力(也称抽

力

)，热浮力克服流动阻力而使气体流动。热浮力为 Z=he.Δρ.g，式中　　he——冷却塔有效

高度；
　　　　

Δρ——塔外空气密度 ρk 与塔内气体密度 ρm 之差。

　　下面，以某

300 MW 机组为例，做简要计算：

　　已知

f=10%的气象条件为 θ1=25 

℃，Ψ1=78%,pamb=99.235 kPa，查有关图表或用公式

计算出塔外空气密度

ρk=1.152 kg/m3。

　　一般情况，塔内空气密度

 ρm≈0.98 ρk=1.129 kg/m3，在标准大气压下，0 

℃时，烟气

根据经验，一般煤质

ρoy≈1.34 kg／Nm3。

　　经湿法脱硫后的烟温

ty=50 

℃，考虑烟气 x≈1%，水蒸气 ρos=0.804 kg/Nm3，则可计算

出进入冷却塔的烟气密度