【发电技术】“三塔合一”技术在火电厂的应用

北极星环保网讯:电厂空冷技术的最大特点就是节水，对缺水的西部、西北部的山西、陕西、宁夏、新疆地区，间接空冷技术具有一定的优势，并且适用于各种容量的机组中。当前，用于发电厂的空冷系统主要有直接空冷和间接空冷两种形式。直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽通过排汽管引入钢制空冷凝汽器中，由环境空气直接将其冷却成凝结水，间接空冷系统是汽轮机排汽以水为中间介质，将排汽与空气之间的热交换分两次进行，一次为蒸汽与冷却水之间在凝汽器中换热，一次为冷却水和空气在空冷塔里换热。对于间接空冷塔，塔内为空塔，空间较大，采用烟塔合一技术，间冷塔布置在炉后，脱硫设施和烟囱同时布置在间冷塔内，形成“三塔合一”技术。由于脱硫系统的浆液制备系统同时放置在间冷塔内，这样,减少了占地，提高了厂区的整洁、美观效果。而间接空冷系统采用自然通风冷却的方式，以微正压的低压水系统运行，凝汽器端差减小，平均背压低，可以使机组在较低的背压下运行。

间接空冷系统根据配用的凝汽器,分为表面式凝汽器间接空冷系统和混合式凝汽器间接空冷系统。

两种间冷系统关键技术特点分析

循环水系统

对于循环水系统中的冷却水，表面式间接空冷系统属于闭式系统，循环水泵扬程仅需满足循环水管路中沿程水头损失和局部水头损失。

而混合式间接空冷系统的循环水系统，其属于开式系统。循环水泵扬程除要克服循环水管路中沿程水头损失和局部水头损失外，还需提供凝汽器水位至空冷散热器顶端所需势能以及形成大气压力与凝汽器压力之间压差，循泵扬程较表面式间冷系统要高很多。

为充分利用进入凝汽器之前循环水富裕的势能，通常设置与循环水泵同轴的水轮机进行能量回收，水轮机同时也起到了调压作用，保证喷射式凝汽器的凝汽效果。

凝汽器

采用表面式凝汽器，对超超临界间接空冷系统通常采用双背压凝汽器,高压室和低压室分别达到不同的设计压力值。由于改善了凝汽器的传热效率,相对于单背压凝汽器，双背压凝汽器具有更低的端差，有利于减少冷却面积或冷却水流量。

混合式间接空冷系统采用喷射混合式凝汽器，主要靠喷嘴将冷却水喷出，形成水膜,与汽轮机排汽直接接触进行热交换。

水化学工况和凝结水精处理系统

对于混合式间冷系统，由于整个水系统（包括凝结水和循环水）置于钢铝管道系统内，钢铝处于同一介质条件下，铁离子的溶出及在铝表面参与氧化膜的形成对铝的耐蚀性产生影响。因此，对水工况控制要求高，既要中性水质满足铝材管道的腐蚀稳定性，又要求极高的水汽品质保证热力系统钢管的腐蚀稳定性。

对凝结水精处理系统提出了相当高的要求，要求其出水水质极高，且要保证凝结水给水系统有合适浓度的含氧量，水工况控制难度加大，选择合适的凝结水精处理系统是保证水质的一个关键问题。设置凝结水精处理,一是可以保证锅炉给水品质，净化循环水质，为降低金属腐蚀提供基本条件；二是有精处理设施情况下，水工况条件、微碱性可灵活掌握。据目前国内几座安装有海勒式系统电厂（超高压机组）运行经验表明，控制中性水工况运行是可行的。

对于表面式间冷系统，凝结水系统与湿冷机组的方案基本相同。由于热力系统与冷却水系统各自独立，易于控制，热力系统的水汽品质易于保证。但冷却水系统由于系统水量大，控制碱性工况时，需要的药品量较大。

超超临界机组，对凝结水的品质要求较高。采用混合式间接空冷系统，水化学系统的水质控制困难，而且表面式间接空冷系统较混合式间接空冷系统初期投资省，因此，超超临界机组多采用表凝空冷系统。

间冷系统的“三塔合一”方案

“三塔合一”方案概述

采用“三塔合一”方案时，脱硫吸收塔、浆液循环泵和湿式除尘器等布置在间冷塔塔内地面中央区域，其他脱硫设施布置在辅助厂房内，脱硫系统原烟气从引风机出口引接，通过烟道从间冷塔接入脱硫吸收塔，然后进入湿式除尘器。脱硫、除尘后的净烟气从湿式除尘器顶部烟道向上先排入间冷塔内，然后烟柱在塔内干热空气流的包裹抬升下自间冷塔顶部排入大气。

烟气通过冷却塔的排放可降低电厂附近空气中烟气污染物的浓度，提高电厂周围空气的质量。这是由于冷却塔的热空气和脱硫后的低温近饱和净烟气混合后的热气流能进入大气层的平流层并能达到较高的位置，特别在阴天无湍流气象条件下更加有利。温度较高的热气流可使扩散过程保持更长的时间，因而扩散范围更大，落地污染物浓度较低，其排放效果比传统的烟囱排放要好。通过冷却塔排烟对环境的影响较小，工程上节约了建造烟囱、GGH的投资及运行费用，在一定程度上弥补了燃煤电厂净化烟气的投资，推进了电厂脱硫等净化烟气的环保工程建设。