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排烟冷却塔工作原理
排烟冷却塔的工作原理是将火电厂的烟囱和冷却塔合二为一，取消烟囱，利用冷却塔排放烟气。
冷却塔既有原有的散热功能，又替代烟囱排放脱硫后的洁净烟气。
冷却塔的工作原理是利用水的蒸发吸收大量的热量，使火电厂产生的高温气体得以快速降温。
在冷却塔中，水从上面喷淋下来，形成薄薄的水膜。
当水流过水膜表面时，空气中的热量就会被水吸收，水蒸发后变成水蒸气，热量也被带走了。
而产生的水蒸气则经过冷却塔的“烟囱”排放到大气中。
这样的循环不断重复，使得火电厂内的温度得以快速降低，从而保证机器正常运行。
冷却塔的造型也有其科学依据。
冷却塔通常采用双曲线形状，这是因为双曲线形状的塔比较适合消除底部的涡旋，可以降低水的波动和喷雾的产生，从而减少水的损失。
此外，冷却塔高度的选择也经过了科学的计算与实际检测。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
脱硫烟塔合一技术介绍从上个世纪八十年代初期开始，以德国为代表的一些发达国家开始尝试利用冷却塔排放湿法脱硫后的烟气，目的是节省较大的烟气再热器的投资和提高烟气排放的扩散效果，经过二十年的发展，到目前为止，全世界大概已经有三十多台机组采用了这种技术。
烟气通过冷却塔排放，是将烟气用烟气管道送入塔内配水装置的上方集中排放。
这对冷却塔带来了两个方面的影响，一方面，烟气排入会使配水装置上方的气体流量增加，流速有所增加，带来额外的流动阻力，但冷却塔内烟气的流速很低，一般都在1.0m/s左右，即使流速增加30%，带来额外的流动阻力增加也非常有限，与冷却塔的其他阻力（人字柱、进风口、淋水装置、淋水、出口等阻力）相比，还是较小的。
考虑这部分额外的流动阻力增加和烟气管道带来的局部阻力，将冷却塔的总阻力系数增加3。
另一方面，烟气排入冷却塔与配水装置上方的湿空气发生混合换热现象，改变了塔内气体的密度。
锅炉在设计工况运行时，吸收塔出口烟气温度范围为43-50℃（主要决定于吸收塔入口烟气温度），考虑到烟道长度和环境温度变化带来的温度降低，进入冷却塔的烟气温度为36-43℃。
以下是就烟塔合一时可能遇到的问题进行探讨：一、烟气能否从烟塔顺利排出烟气能否从烟塔顺利排出,根本是看烟塔内填料上方混合气体的密度是否比环境空气的密度低。
这两个密度差越大，通风量越大，混合气体的热浮力越大，烟气从烟塔排放的扩散效果就越好。
在烟塔运行的绝大多数时间里，烟塔内填料上方混合气体的密度都比环境空气的密度低，烟气都会顺利排放。
当夏季环境温度达到38℃，烟气温度只有为40℃时，烟气仍然可以通过烟塔顺利排出。
但我们必须保证在机组运行的任何情况下，烟塔都能顺利排烟，就必须考虑到烟塔运行的极端情况。
对烟塔来说，最极端恶劣的烟气排放工况就是：环境温度为极热（42℃），并且烟塔不通循环水。
这时如果使烟气顺利排放，烟气温度必须达到52.5℃以上。
环境温度为38℃，并且烟塔不进循环水时，使烟气顺利排放的最低烟气温度为48℃。
“三塔合一”技术在燃煤电厂中的应用作者：管宁清孙振国来源：《华中电力》2014年第04期[摘要]“三塔合一”是将火电厂烟囱、冷却塔和脱硫吸收塔三塔合一。
本文介绍了“三塔合一”技术在电厂设计中的合理巧妙布置，保证机组的安全稳定运行、启动调试等方面的技术研究。
[关键词]三塔合一燃煤电厂应用一、“三塔合一”的概念“三塔合一”是将燃煤发电厂的烟囱、冷却塔和脱硫吸收塔“三塔合一”，将脱硫吸收塔、浆液循环泵、氧化风机、排浆泵等设备布置在间冷塔的中心位置，烟气经过脱硫塔脱硫后通过间冷塔的风筒作用力直接排入大气，该技术一再陕西国电宝鸡第二发电厂5号机组（660MW）和陕西华能秦岭发电厂7号机组（660MW）得到了成功应用。
二、“三塔合一”的系统布置（一）间接空冷系统由于脱硫吸收塔及其它的一些设备布置在冷却塔内，因此机组一般采用表面式凝汽器间接空冷系统。
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表面式凝汽器中换热；一次为冷却水和空气在空冷塔里换热。
（二）烟气系统锅炉烟气经过锅炉尾部受热面后进入脱硝装置，脱硝后烟气进入空气预热器，经空气预热器换热后进入电除尘，经除尘后净烟气通过引风机出口烟道经冷却塔下部进风口接入布置于冷却塔内的脱硫吸收塔。
（三）脱硫系统脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫。
湿法脱硫吸收塔集除尘、脱硫、氧化等多项功能于一体。
烟气进入脱硫吸收塔后，通过喷淋吸收区，喷淋吸收区布置有多层喷嘴，将浆液均匀地喷射于充有烟气的塔中。
三、保证机组稳定运行的措施（一）提高脱硫系统安全稳定运行的等级引风机与脱硫增压风机合并，不设烟气旁路，脱硫系统与主机系统必须同步运行，脱硫系统的安全稳定运行对主机的安全稳定运行就显得至关重要，任何能够引起脱硫退出运行的因素，都会影响机组的稳定运行。
塔内设备如浆液循环泵、氧化风机、浆液排出泵等设备及其附属设备，在选型、电源配置、考虑备用性等方面，应该提高其可靠性等级。
烟气再热及湿烟气排放方式探讨湿法脱硫系统在吸收塔脱硫反应完成后，烟温降至45℃~55℃。
这些吸收塔出口的含饱和水蒸气的净烟气，主要成分为水蒸气、二氧化硫、三氧化硫等酸性气体。
低温下含饱和水蒸气的净烟气很容易产生冷凝酸，据实测，在净烟道或烟囱中的凝结物PH值约为1~2之间，硫酸浓度可达60%，具有很强的腐蚀性。
为了避免强腐蚀，通常在吸收塔脱硫后对烟气进行再热升温。
湿法脱硫烟气再加热的方法主要有：气—气加热器；水—气加热器；气—汽加热器；利用冷却塔余热加热烟气；旁路烟气法等。
（1）气—气加热器。
气—气加热器是蓄热式加热的一种，即常说的GGH。
用它将未脱硫的烟气（一般为130~150℃）去加热已脱硫的烟气，一般加热到80℃左右，然后排放，以避免低温湿烟气腐蚀烟道、烟囱内壁，并可提高烟气抬升高度。
其工作原理与电厂中使用的回转式空气预热器原理相同。
由于再热器热端烟气含硫量高，温度高，冷端温度低，含水量大，故一般需要在其进出口使用耐腐蚀材料，如搪玻璃、考登钢等，气流分布板可采用塑料，导热区一般用搪瓷钢。
这些部件的制作要求很高，否则很快就会发生腐蚀。
一台300MW机组烟气脱硫系统的GGH的传动齿轮直径一般可达2~3m，一台GGH的价格占整个脱硫设备投资的10%左右，造价昂贵。
此种加热系统的主要缺点是烟气的泄漏、粉尘的黏附与堵塞，及热烟气会冷凝部分硫酸在蓄热板上并带到烟气中，因此需配套有密封装置和清洗装置（压缩空气、低/高压水）。
（2）水—气加热器。
该种加热器又称管式烟气换热器或无泄漏气—气加热器。
它分为两部分，即热烟气室和净烟气室。
在热烟气室，热烟气将部分热量传给循环水；在净烟气室，净烟气再将热量吸收。
此种加热器较好的解决了GGH的烟气泄漏及热烟气会冷凝部分硫酸在蓄热板上并带到烟气中等问题，比较适合于烟气中SO2浓度很高或要求脱硫效率非常高的情况下使用。
这种再热器的投资高于旋转式气—气再热器，不过可以由漏气率的降低和占用空间更小的设备布置（对旋转式，烟道必须平行布置）来补偿。
冷却塔排烟技术工程分析资讯类型：业界动态加入时间：2009年8月11日10:7排烟技术工程分析东北电业管理局烟塔工程公司朱远江苑大军1、概述燃煤电厂脱硫后的烟气利用冷却塔排放，俗称“烟塔合一”。
冷却塔排烟技术的主要特点是：将脱硫后的烟气直接引入自然通风冷却塔，烟气在冷却塔内与水蒸气结合后，经冷却塔出口排入大气，烟气扩散效果好；采用冷却塔排放烟气，取消了烟囱，减少了GGH和增压风机等设备，节省了基建投资和运行费用；电厂靠近机场，烟囱高度有限制时，采用冷却塔排烟技术能达到特殊的外部要求和环境要求。
冷却塔排烟就是利用常规自然通风冷却塔巨大的热抬升能力，将火力发电厂湿法脱硫后的烟气通过冷却塔向大气中排放，如下图1所示。
36—脱硫装置 39—吸收塔喷淋层 40—冷却塔 41—收水器42—配水层 43—填料层 44—烟道 45—防噪墙 96—进水管图1 利用冷却塔排放烟气立体图解2、国内外排烟冷却塔技术现状冷却塔排烟技术在国外从上世纪70年代就开始研究，1982年8月在德国Volkingen电站第一次将冷却塔排放脱硫烟气应用于实际工程。
经过三十多年的实践，通过不断的试验、研究、分析和改进，在德国、意大利、波兰、希腊、土耳其等国家脱硫改造和新建火电厂中，已经广泛应用，成为没有烟囱的火电厂。
表1 国外采用冷却塔排放烟气机组概况目前，国外已建成40座以上的排烟冷却塔，单机容量已达到了1000MW。
在国内，我们积极跟踪国外排烟冷却塔的技术发展，研究冷却塔排烟技术已有10多年。
国内第一座自主设计、建设的采用冷却塔排烟工程——国华三河发电厂二期工程已于2007年8月底投入运行，二期工程2×300MW机组建设2座120m高，淋水面积为4500m2排烟冷却塔。
锦州、哈尔滨热电排烟塔正在建设中。
3、排烟冷却塔工程的主要技术特点1、采用冷却塔排烟电厂的工艺流程特点（1）常规烟囱排烟电厂工艺流程烟气→引风机→FGD原烟气挡板门→增压风机→GGH→脱硫吸收塔→除雾器→GGH→FGD净烟气挡板门→烟囱烟气从炉后引风机引出，通过增压风机升压、GGH降温后进入脱硫吸收塔，在吸收塔内完成二氧化硫脱除吸收后，净烟气经除雾器除去雾滴后，又经GGH升温至80℃左右，再经钢烟道经烟囱排放。
烟塔合一运用电厂案例【最新版】目录一、引言二、烟塔合一的定义和原理三、烟塔合一在电厂中的应用案例四、烟塔合一的优点五、结论正文一、引言随着我国经济的快速发展，电力需求不断增长，火力发电作为主要的电力来源之一，其环境问题日益突出。
传统的烟囱排放方式，不仅造成了严重的大气污染，还影响了周围环境的美观。
为了解决这一问题，烟塔合一技术应运而生，将烟囱和冷却塔合二为一，实现节能减排。
本文将以电厂为例，介绍烟塔合一技术的应用案例及其优点。
二、烟塔合一的定义和原理烟塔合一，顾名思义，是将烟囱和冷却塔融合在一起的一种技术。
其基本原理是利用冷却塔内部的空气流动，使烟气在塔内得以充分扩散，从而降低烟气排放温度，减少烟气对环境的污染。
同时，烟塔合一技术还能提高电厂的热效率，降低能源消耗。
三、烟塔合一在电厂中的应用案例目前，烟塔合一技术已在我国多个电厂得到成功应用。
以某沿海电厂为例，该电厂采用了烟塔合一技术，将原有的烟囱和冷却塔合并，形成了一个高度为 200 米的新型烟塔合一结构。
该结构不仅显著降低了烟气排放温度，还大大减少了烟气对周边环境的影响，美化了景观。
四、烟塔合一的优点烟塔合一技术具有以下优点：1.节能减排：烟塔合一技术降低了烟气排放温度，减少了烟气对环境的污染，有助于实现节能减排的目标。
2.提高热效率：烟塔合一技术利用了冷却塔内部的空气流动，使烟气得以充分扩散，提高了电厂的热效率。
3.美化环境：烟塔合一技术将烟囱和冷却塔合二为一，减少了占地面积，美化了周边环境。
4.降低运营成本：烟塔合一技术减少了烟囱和冷却塔的分离和维护成本，有助于降低电厂的运营成本。
五、结论综上所述，烟塔合一技术在电厂中的应用具有显著的优点，有助于实现节能减排、提高热效率、美化环境等多重目标。
烟塔合一技术是将火电厂烟囱和冷却塔合二为一，取消烟囱，利用冷却塔排放烟气，冷却塔既有原有的散热功能，又替代烟囱排放脱硫后的洁净烟气。
此项技术首先在德国使用,从20世纪70年代开始,已有了多座大型火电厂采用。
在德国新建火电厂中，已经广泛地利用冷却塔排放脱硫烟气，成为没有烟囱的火电厂。
2003年投产的1 000 MW 级Neideraussem电厂也采用此项技术。
采用“烟塔合一”技术的前提是对烟气的品质有一定的要求。
以往我国电厂锅炉的排烟,含尘量和含SO2 量高,如由冷却塔排出,将使塔内盛水装置产生污垢,冷却水质变坏,塔筒的腐蚀
影响增大。
在我国新的火电厂排放标准中,规定烟气含尘量不大于50 mg/m3 , SO2 含量不大于400 mg/m3 ,NO x 含量不大于450 mg/m3 (对烟煤) 。
在实际工程中,由于装设了脱硫效率90% ～95%的脱硫装置,烟气中SO2 含量可以达到200～300 mg/m3;采用低NO x 燃烧系统, NO x 含量不大于350mg /m3 。
这样,便与德国“烟塔合一”电厂的烟气品质基本在同一水平。
烟塔合一工艺系统通常有2种排放形式，分别为外置式和内置式。
Ø 外置式
把脱硫装置安装在冷却塔外，脱硫后的洁净烟气引入冷却塔内排放。
脱硫装置安装在冷却塔外，净烟气直接引到冷却塔喷淋层的上部，通过安装在塔内的除雾器除雾后均匀排放，与冷却水不接触。
国外早期当脱硫系统运行故障时，由于原烟气的温度和二氧化硫的含量相对较高，不适于通过冷却塔排放，需经干式烟囱排放。
目前由于脱硫装置运行稳定，冷却塔外一般不设
旁路烟囱
Ø内置式
近几年国外的烟塔合一技术进一
步发展，开始趋向将脱硫装置布置
在冷却塔里面。
使布置更加紧凑，
节省用地。
其脱硫后的烟气直接从
冷却塔顶部排放。
由于省去了烟
囱、烟气热交换器，减少了用地，
可大大降低初投资，并节约运行和
维护费用。
采用烟塔合一技术对烟气的影响
从环保角度来看，冷却塔排烟和烟囱排烟的根本区别在于：
Ø烟气或烟气混合物的温度不同。
Ø混合物的排出速度不同。
Ø混合处的初始浓度不同。
从图中可以看出烟塔合一技术与传统烟囱排烟有较大的不同。
n烟气抬升高度
理论分析：
从塔中排放出的净化烟气温度约50 ℃，高于塔内湿空气温度，发生混合换热现象，混合后的结果改变了塔内气体流动工况。
由于进入塔内的烟气密度低于塔内空气的密度，对冷却塔内空气的热浮力产生正面影响。
此外，进入冷却塔的烟气很少，其体积只占冷却塔空气体积的10%以下。
故烟气能够通过自然冷却塔顺利排放。
烟气的排入对塔内空气的抬升和速度等影响起到了正面作用。
在排放源附近，烟气的抬升受环境湍流影响较小。
大气层的温度层不是很稳定时，烟气抬升路径主要受自身湍流影响，决定于烟气的浮力通量、动量通量及环境风速等。
这段时间大约为几十秒至上百秒，这段时间内烟气上升路径呈曲线形式。
烟气在抬升过程中，由于自身湍流的作用，会不断卷入环境空气。
由于烟气不断卷入具有负浮力的环境空气，同时又受到环境中正位温梯度的抑制，它的抬升高度路径会逐渐变平，直至终止抬升。
湿烟气也遵循以上抬升规律，不同的是饱和的湿烟气在抬升过程中，会因为压强的降低及饱和比湿的减小而出现水蒸气凝结。
水蒸气凝结会释放凝
结潜热，这会使湿烟气温度升高，浮力增加。
在不饱和的环境下，湿烟气中只有很小的一部分水蒸气会凝结，因水蒸气凝结所释放的潜热使烟气的浮力增加不会很大。
然而，当饱和的湿烟气升入饱和大气环境中，这种潜热释放会明显改变抬升高度，抬升高度会成倍的增加。
图2是干、湿烟气抬升高度的对比，可以看出同样体积的湿烟气的抬升高度相当于将干烟气加热了几十度。
干、湿烟气抬升高度对比见图2
目前国内大型火电厂机组烟囱高度一般都在180~240 m，冷却塔高度在110~150 m，高度相差较大。
在相同条件下，湿烟气的抬升高于干烟气。
实际抬升高度分析
烟气抬升高度DH是正比于烟气热释放率QH、烟囱高度Hs的，反比于烟气抬升计算风速Us；而热释放率正比于排烟率和烟气温度与环境温度之差ΔT。
冷却塔的烟气量是烟囱排烟烟气量的10倍左右，热释放率很大。
相对来说，汽轮机排汽通过冷却水带走的热量占全厂的50%左右（按热效率分摊），尾部烟气带走的热量只占5%左右，冷却塔烟气的温度虽然较低，但水蒸气巨大的热释放率弥补了冷却塔高度的不足，从而较低的冷却塔排烟的实际抬升高度不低于高架烟囱。
这是在环境湿度不饱和的状态下的情况。
在环境处于饱和状态时，冷却塔烟气抬升高度将大大高于烟囱排烟。
德国科学家在Volklingen实验电站测得的烟气抬升结果也证实了冷却塔排烟抬升高度高于烟囱排烟，见图3。
n SO2落地浓度
德国某电厂冷却塔与烟囱排放烟气年平均落地浓度的比较见图4，从图中可以看出，对于高烟囱和低冷却塔排放的烟气，污染物SO2的落地浓度相差不多。
值得注意的一点是：有时大气边界层基本处于近中性状态，但有那么一层或几层是逆温的。
在逆温情况下，低层空气中上下交换受到阻碍，如果上下交换能够进行，就要消耗能量。
电厂烟气具有较高的能量和较大的浮力
时，就可以比较容易的穿过逆温层，如果烟气全部都穿透了逆温层，它就不再返回下部，对地面造成污染。
如果烟气的浮力不足以穿透逆温层，那么它就被封闭在逆温层以下，从而造成较严重的污染。
由于烟塔合一技术排放的混合烟气含有大量的水蒸气，水蒸气中的热量大于空中烟气漂走带的热量，具有较大的浮力，所以上下层交换就能够进行。
因此在天气不好的情况下，利用冷却塔排烟优于烟囱排烟。
n不同形式的冷却塔对SO2落地浓度的影响
利用冷却塔排放脱硫烟气，按一个面源来看待冷却塔排烟，如果冷却塔的高度和出口内径对烟气的落地浓度有影响，那么冷却塔的高度和出口内径的选择，不能只从冷却方面考虑，还要从环保角度考虑选择最佳方案
德国H.Damjakob等人对冷却塔的变异体进行了研究。
观测出了变异塔的污染物落地浓度。
研究变异塔就是改变一个选定的基准冷却塔的几何形状，观测其特殊的热力数据状况。
在下列假设情况下研究所有的冷却塔：在扬程相同的情况下，将相同流量的水从相同的热水温度冷却到相同的冷水温度，基准冷却塔高140 m，其基础直径约102 m，出口直径为57.5 m，它是为一台容量590 MW的抽汽供热机组设计的，冷却水的流量为12 300 kg/s，在大气温度为10 ℃，湿球温度为8 ℃，大气压力为101.3 kPa时，冷却水温度为18 ℃，可以冷却1台550 MW的发电机组，该发电机组的烟气是由冷却塔排放。
假设变异冷却塔的条件为：
1)改变冷却塔的高度H，但保持全部
淋水面积不变，即淋水面直径Dr=
常数。
2)改变冷却塔的高度H，但保持冷却
塔出口直径Da与淋水面直径比
Da/Dr为一定值，设 Da/Dr为0.5、
0.6、0.7。
H.Damjakob等人根据假设条件对变异体冷却塔的污染扩散进行了计算。
计算是根据在自然大气层10 m高处，平均横向风速为6.0 m/s进行的。
采用迎风面的最大落地浓度作为代表值。
计算得出不同的冷却塔变异体的污染物最大落地浓度曲线（即图5表示的变异塔迎风面污染物最大落地浓度Cmax与基准冷却塔迎风面最大落地浓度Cmax0之比Cmax/ Cmax0），见图5。
由图5可知，Cmax/Cmax0不仅与冷却塔高度有关，而且冷却塔出口直径也起着重要作用。
高度越高，污染物落地浓度就越小，污染就越轻。
出口直径越小，使得出口处的烟气流速增大，速度越高，烟气上升的就越高，环境污染就越小。
从以上分析可知，如果烟塔合一，不应只利用常规的冷却塔，适当增加冷却塔的高度，改变直径比，可以更好的降低大气污染物的落地浓度。
对常规的冷却塔进行方案选型优化，是有明显环境效益的。
