1、1一种高效防腐收尘节能的新型烟囱简介摘 要：本文对新型烟囱的运行原理和技术特点、技术经济比较、工程实例等方面做了简单介绍，对它的推广应用无疑的将对烟囱的建造是一场技术革新，也对脱硫工程的烟囱防腐提供了新的途径。关键词：新型烟囱；无腐；收尘;节能.1.基本概况高效防腐收尘节能烟囱是在原有发明专利高效烟囱的基础上发展形成的。高效烟囱在 1991 年获国家发明三等奖（证号A03018） 。为开发、推广和改进该项发明， 1985 年经湖南省政府批准，成立湖南省华湘高效烟囱建设公司。二十多年来，该公司在上海、武汉、天津等九省市的化工、冶金和热电等行业排烟工程中实施了近 30 座，高度 45210m，均取
2、得了环境保护和节能的优良效果，至今运行稳定，筒体完好。多年来的工程实践，新型烟囱在设计方法、施工工艺等方面积累了丰富的经验，形成了完整的技术系列。在此基础上，2002 年以来，在国防科学技术大学，湖南大学等有关单位的协作下，进行深入研究和改进，于 2005 年 6 月 29 日申报高效防腐收尘节能烟囱发明专利，2005 年 9 月 9 日初步审查合格，2010 年 6 月 02 日国家知识产权授予专利权（专利号ZL200510031781.1） 。 2007 年 11 月，该项发明获中国国际专利博览会金奖。2009 年 9 月又申报了三项防腐收尘节能烟囱专利，2010 年 6 月审查合格，20
3、10 年 6 月国家知识产权授予了二项专利权（专利号 ZL200920066079.2, ZL2009200660080.5） ，一项进入了实质性审查并申报了国际专利（专利申请号 200910044410,国际专利号2PCT/CN2010/07393） 。2010 年 5 月又申报了二项无腐收尘节能烟囱专利(专利申请号 201020179422.7, 201020240085.8）2003 年 10 月和 2005 年 4 月，国家环保局和湖南省电力勘测设计院分别对该项目进行了现场考察得出了“运行稳定，筒体完好”的相同结论。2009 年 11 月通过了国家环保局的组织的鉴定认为填补了国际空白,
4、达到了国际先进水平,具备了推广条件.2. 运行原理和技术特点高效防腐收尘节能烟囱的运行原理是：改变传统烟囱的进气为切向进气方式，烟囱内壁加来复线结构，使烟气旋转排出大气。利用旋转烟气流产生的离心力、中心负压以及流体动能高度集中和相对稳定的漩涡结构，致使冷凝水雾被吸卷聚集于烟囱中轴地带、烟羽有较高的抬升能力和烟气中固态粒子进一步分离的三种效应，达到烟囱内壁不腐蚀、保持较高的抬升高度和烟气进一步除尘等三重目标。其技术特点是： 冷凝水雾集中于烟囱中轴，不腐蚀内壁，烟囱使用年限长，无须维修，从根本上解决了烟囱的腐蚀问题； 烟囱构造简单，主体内衬可用普通红砖，施工周期短，造价低； 在采用湿法脱硫工艺中，
5、不需铺设防腐内衬，不必配置换热器（GGH ）也不会降低烟气抬升高度，大幅度降低工程成本； 结构稳定性好; 烟气稳定性好，扩散高度高，在大气逆温情况下，不出现烟气3落地现象，环保效果好; 烟气在筒内旋转，有旋风除尘作用，含尘量进一步降低； 烟气流动顺畅，压头损失小，减少引风机动力消耗，节能。本专利的推广应用将产生很好的经济效益和环保效果，按一台600MW 采用湿法除硫装置的机组估算：1 节省投资2500 万元, 其中不设换热器（ GGH）1000 万元，烟囱本体造价节省1500 万元。2 年节电约 500 万度 其中主要包括引风机和换热器二项，引风机按节能 7.5%估计。3 更好的环保效果 主要
6、表现在烟气的抬升高度高， “落地”概率极小，而且烟气中的含尘在烟囱底部可以回收，排入大气的烟气得到净化等方面。 大型机组采用湿法脱硫方法是我国近期逐渐开始的建设项目，但烟囱的设计尚缺乏经验与技术储备，主要借鉴国外经验与资料，效果并不理想，当前的现状是：配置换热器（GGH）并没有达到预期效果，烟温提高到 80仍不能从根本上防止烟囱的腐蚀。脱硫以后产生的固态石膏颗粒仍有一少部分排入大气，GGH 不能防止脱硫以后出现的二次污染。只是贴壁流动的极小部分湿烟气造成烟囱洞壁腐蚀，而不惜成本的配置 GGH，对全部大流量湿烟气进行加热是很不合理的。而且目前运行的 GGH 积灰严重、设备阻力很大、能耗也加大，结
7、果是加大了脱硫成本和发电成本，严重影响企业利润。加之 GGH 设备4投资高达数千万元，运行与维护不方便，不受企业欢迎。不设置GGH 已经成为许多发电企业的理性选择。不设 GGH 的烟囱设计目前主要采用套筒式方案，即加钛钢内套或者砖砌内套。在实际应用中，这两种套筒都存在一些问题。钢内套烟囱造价昂贵，吊装和拆卸工艺有许多不安全因素，已经发生重大安全事故（天津） ；现在己经发现运行时间不长的多座钢内套出现腐蚀穿现象；砖砌内套也出现了腐蚀穿孔问题；两种烟囱都不可能进行不停炉检修；脱硫后的石膏固体颗粒一部份排入大气，一部份（包括石灰浆）下落厂区，都造成新的环境污染（见图 1） 。图 1 砖砌无 GGH
8、烟囱排烟落下的白色颗粒3 技术经济比较3.1 节省了工程造价与设备投资5新型烟囱由于结构简单，没有套筒式烟囱内外套之间的维修通道，筒体外围尺度较小，造价比较低。另外它不用配置换热器 GGH，也节省了投资。各种类型烟囱的技术特点和工程造价的综合比较见表 1。 各类烟囱技术特点和经济性比较 （表 1）序 结构形式 工程造价(万元 )结 构 特 点 说 明1 耐腐复合钢板-钢内筒套筒烟囱2800 1、排烟筒为复合钢板结构，自重轻抗震性能好；2、排烟筒全高等直径布置 ，利于烟气抬升；3、钢内筒现场安装迅速，工期短；4、外筒构造简单，利于施工，5、利于排烟筒维护、检修；6、造价适中。 适用于设置 GGH
9、 的湿法脱硫烟囱2 Q235B 钢+泡沫陶瓷(玻璃)砖内衬钢内筒套筒烟囱3000 1、排烟筒为钢结构，自重轻，抗震性能好。2、排烟筒全高等直径布置，利于烟气抬升；3 、钢内筒现场安装迅速、泡沫陶瓷(玻璃)砖内衬施工方便，工期较短；4、外筒构造简单，利于施工；5、利于排烟筒的维护、检修；6 、造价适中适合于不设置 GGH湿法脱硫烟囱但问题较多，容易被腐蚀。3 钛合金钣-钢内套筒套筒烟囱4100 1、排烟筒为钢结构，自重轻，抗震性能好；2、排烟筒全高等直径布置，利于烟气抬升；3、钢内筒现场安装迅速、工期短；4、外筒构造简单，利于施工；5、利于排烟筒的维护、检修 ;6、造价偏高。适合于不设置 GGH
10、的湿法脱硫烟囱64 普通耐酸砖筒套筒烟囱2000 1 排烟筒为耐酸胶泥砌筑普通(重型)耐酸砌块 ;2 排烟筒全高等直径布置，利于烟气抬升；3 外筒构造简单，利于施工；4 利于排烟筒的维护、检修；5 造价适中。适合于设置 GGH 的湿法脱硫烟囱5 改进型砖套筒烟囱(湘潭电厂采用)钢内套套筒烟囱2200 1 排烟筒为抗渗耐酸胶泥砌筑轻质泡沫陶瓷(玻瑞) 耐酸砌块; 2 筒身全高等直径布置，利于烟气抬升;3 外筒构造简单,利于施工;4 利于排烟筒的维护、检修；5 造价适中。适合于设置 GGH 的湿法脱硫烟囱6 新型烟囱=高效防腐收尘节能烟囱1800 1 烟气切向进入,形成旋涡,在旋涡控制下排入大气，
11、具有收尘效果，内壁不存在腐蚀问题;2 节能效果显著;3 施工周期短,用料省;4 筒身结构简单,维修维护方便;5 造价低廉。适合于不设置 GGH的湿法脱硫烟囱从表 1 可见，新型烟囱不但综合技术优势突出，造价也最低，比改进型砖套筒烟囱低1000 万元。二种烟囱(240/8.5) 的概算造价对比见表 2。新型烟囱与改进型砖套筒烟囱概算造价对比 （表 2）改进型砖套筒烟囱 新型烟囱土方工程量 (立方米) 8027 5905基础混凝土量 (立方米) 2470 1894筒身混凝土量 (立方米) 7858 5184筒身内衬砖及胶泥 1524 1356防腐涂料 9700 1152概算造价(万元) 2147
12、11437新型烟囱依靠自身的技术特点，不存在筒壁的腐蚀问题，换热器 GGH 可以取消，节省了一大笔建设投资。根据湘潭电厂提供的数据，1300MW 国产机组换热器 GGH 的设备采购费为950 万元，加上运输、安装、调试等费用，其总额估计为1800万元。按一座烟囱适配 2300MW 机组估算，投资额高达2400 万元。3.2 降低了运行成本烟囱引风机节能效益根据天津碱厂动力分厂采用 150m 新型烟囱后，引风机用电减少了 20A，降耗达 15%，国防科学技术大学的模型试验结果与这一结果相当。天津泰达热电公司热源二厂提供的降耗数据为 7.5%。若电厂一台 600MW 机组的引风机运行负荷为3300
13、kw。按年运行 5000 小时，降耗 7.5%的估算，一座新型烟囱( 二台机组) 年节电 250104kwh。电价按 0.35 元/ 度计算，全年可降低运行成本 90 万元。脱硫塔风机节能效益根据电厂运行经验，换热器阻力为 1000Pa，1600MW 新型烟囱不用换热器 GGH，风机电机功率可以减少约 1000kw，年运行 5000 小时计算，全年节电 500104kwh。电价按 0.35 元/度计算，全年可降低成本 175 万元。节省相关维修、维护等其它费用根据运行规范，换热器每 5 年需要更换一次换热元件，8300MW 机组国产 GGH 更换一次需费用 400 万元。此外，新型烟囱筒体内衬
14、不需要经常维修和保养，也节省了维修费用。预计年节省经费200 万元（2300MW ） 。4.工程实例天津碱厂 150m 烟囱 1986 年建造，原为 12 台 20t/h 锅炉，配套 30m 钢筒烟囱 8 座，干法除尘，拆除 8 座烟囱后改为 150m 高效烟囱，引风机电流降低 20A，每月节电 4.3104kwh，日收尘20m3。天津碱厂 100m 烟囱 1988 年建造，供 4 台 35t/h 炉排烟，水膜除尘，加石灰（碱）脱硫，运行 20 年，烟囱无破损。天津开发区热力二厂（现更名为天津泰达热电公司热源二厂）100m 烟囱二座（见图 2 和图 3） 分别于 1991 年和 1994 年投
15、入运行，采用水膜除尘，加烧碱与石灰湿法双碱脱硫，未设除雾器，烟温 52，运行十多年，内衬全干无腐蚀，与相同机组相比较，引风机动力消耗降低 7.5,年收尘 50 m3。天津国华热电公司 100m 烟囱 2000 年建造，采用电除尘湿法脱硫装置，每年仍收尘 50 立方米。图 2 两座 100 米高的高效烟囱 图 3 高效烟囱底部95.结论（1）在燃煤电厂所有各种烟囱中，新型烟囱造价最低，比改进型砖套筒烟囱还节省 1000 万元。（2）新型烟囱具有很高的经济性是由于它技术的先进性：切向进气，风机能耗低，内壁不腐蚀，不用换热器（GGH） ，筒体外围尺度小等。（3）燃煤电厂采用新型烟囱可以节省建投资 3
16、000 万元，其中烟囱本体节省 1000 万元，不用 GGH 节省 2000 万元。（4）燃煤电厂采用新型烟囱每年可以节省运行成本610 万元，其中烟囱引风机节能90 万元，脱硫塔风机节能320 万元，年维修、维护费用节省200 万元。高效防腐节能收尘烟囱发明专利是一项具有独立知识产权的先进的烟囱技术。它的推广应用符合节能降耗和环境保10护的长远国策。目前在我国大型火电厂在线运行烟囱出现诸多问题的情况下，推广应用高效防腐节能收尘烟囱技术不但是最佳选择，企业也将获得巨大的经济效益和良好的环保效果。详细资料可从湖南天通无腐烟囱工程有限公司咨询并索取。湖南天通无腐烟囱工程有限公司2010 年 10 月
