跨烟状态下，吸收塔出口湿烟气流量但是在实际运行中，冷热烟气很难达到完全混合，温差较大的两种烟气通常会形成明显的层注流，已处理烟气所夹带的液体量也会影响加热烟气的程度，已处理烟气夹带水雾越多，混合后的
烟气温度越低，因为旁路烟气的大部分热能消耗于蒸发液滴
旁路加热方式的投资和运行费用较低，便于技术改造，但它适用的环保标准也较低，早期曾
受
到欢迎，现在因排放要求越来越
囱
2。在线加热方式
几乎无法用于FGD系
面,无
在线加热器是一种结构较为简单的加热器，加热媒质可
用
蒸汽或热水
劬
以是蒸汽或热水(见图3-6-42)。如采用汽轮机排出的低压
蒸汽通过光管或肋片管束来加热脱硫后的饱和烟气，通常称
至烟囱
囱外壳
为蒸汽-烟气加热器(SGH)，简称蒸汽加热器。SGH设计
绕电热带
和运行操作较简单，但也易遭受腐蚀和堵塞，耗汽量大
行费用高。它所处腐蚀环境类似管式GGH的再加热器，但
机材料，在
是，由于SGH采用的加热媒质是温度较高的蒸汽，管束表
面温度较高，腐蚀环境有所缓和。如能始终保持SGH传热原气
吸收塔
表面温度高于1200，并将烟气饱和度降至80%以下，可以
术与装备还
明显降低已处理烟气对SGH的腐蚀速度，在这种工况下有
成功应用碳钢管作换热元件的可能。
3。热空气直接加热方式
图3-6-42在线加热器
热空气直接加热装置也称为环境空气加热装置，如图3643所示。热空气直接加热类似在
线加热，管内的加热媒质也是蒸汽，不同的是流过翅片管束外的不是净烟气而是空气。锅炉供给
的热水由于温度较低，不宜用作加热媒质。蒸汽将空气加热到175~200℃后喷入烟气流中，这
高了烟气温度，也增大了烟气的质量流量。如要将烟气温度提升30℃，需要200℃的热空
流量约为烟气流量的12%。由于增大了烟气体积，下游侧烟道和烟囱的尺寸也需加大
至烟囱
至烟囱
从烟气与
烟气混合区
烟气混合区
加热方式
式挡板
燃烧室
吸收塔
吸收塔
原烟气、
蒸汽
燃油或天然气
原烟气
风机
)加热鼓风机
加热鼓风机
图3-6-43热空气直接加热
图36-44直接燃烧加热
热空气加热主要优点是空气加热管束处在环境空气流中，可以采用碳钢制作管束。另一优点
是，对于改造项目，由于增加了原烟囱排烟体积，提高了烟囱出口烟气流速，增强了烟羽的
散，由于减少了烟气中的水雾含量，可以降低烟羽的黑度。
虽然这种加热器管束可以采用价廉的碳钢管，但运行费用明显高于在线加热器，因为需加
的气体总量大，鼓风机还需消耗较大电能。
4。直接燃烧加热方式
直接燃烧加热器(图3-6-44)是在近塔的出口烟道的燃烧室内燃烧低硫油或天然气，将热
气送到净烟气中提升温度。由于热烟气的温度比热空气高得多，所以热烟量用量比热空气量少
多，因而减小了风机容量，烟气总排放量也增加不多，这种方式的缺点是要消耗燃料，也增加
和90-110℃。火电厂FGD系统非设GGH不可，美国的情况是设置GGH并不
厂装有GGH，新建火电厂不再设置，我国与美国均没有排烟温度的规定，提新信气
增加FGD投资和运行费用，因此，采取某些优化设计和湿烟囱工艺以及其他相
不过，FGD系统不设GGH，带来的若干问题，必须予以重视并加以解决
消GGH是比较经济可行的选择。
可能增加50%，这就需要向吸收塔补加水量，以求系统建立新的水平衡，同
水排出及其处理和利用。第二，由于排烟温度只有50℃左右，当环境温度趋于
件较差时，将难免出现“白烟”和烟囱雨。对此，一方面要尽可能
烟气尽可能“清洁”，降低其危害程度，设若排放全是水蒸气，能提高脱硫
白烟
妨。所以不仅要求高效脱硫，而且要求高效除尘和去除NO2以及SO3。另一方
的湿烟囱方案，加强防腐蚀和正确选用防腐材料。钢筋混凝土烟囱内衬材料采用
璃泡沫砖或采用高镍合金(C276,59号合金或钛)复合板都是优良的抗腐蚀材
烟囱内的烟气流速，往往采用多管式集束烟囱，以耐腐蚀合金钢管将烟气与烟
这样既耐腐蚀和磨损，又不影响构筑物的结构强度，有的甚至可以在合金管外的
第三，为了防止突发事故，吸收塔烟气温度陡升可能破坏防腐内衬和除雾器的有
以烟气升温。
烟气进塔处要预设应急冷却装置，并与旁路门阀实施程控联动。
显然业内对GGH的取舍倾向不尽相同，但比较一致的认识是GGH作为一项技术与
是存在的。工程技术人员应当了解，并掌握它的用场。
烟气加热方式
加热烟气的总热量等于抬升和扩散烟气、消除或降低烟羽可见度、蒸发液滴以B
烟道和烟囱中冷凝所需热量的总和。
工业上常见的烟气加热方式有如下5种，它们各有各的特点：①旁路加热方式
方式；③在线加热方式；④热空气间接加热方式；⑤直接燃烧加热方式。
1。旁路加热方式
旁路加热方式是在吸收塔下游侧的烟道中，将部分未处理的温度约130~150
洗涤后温度为40~65℃的冷烟气混合，达到加热湿烟气的目的。图3-6-41示出
的原理图。这是一种典型的旁路加热方式。烟道中设置有空气密封防泄装置的
门，用以隔离和控制烟气流量。
设计时，根据环保排放标准和烟气
加热要求，将烟气正确分割成两部分，
百叶窗挡板门
即确定烟气
洗涤比或处理率。高温原烟
气部分与经过处理的低温烟气部分混合
闸板门
后烟气的温度取决于两种烟气的流量和
温度，假定两种烟气能完全混合，可按
下式估算混合后的烟气温度(Tsm)：
Tsta =TI
F1+1
(T1-T2)
(3-6-9)
吸收
式中，Ts为烟囱入口烟气温度，℃；来自D
71为锅炉引风机出口烟温，℃；T2为吸
收塔出口湿烟气温度，℃；F1为标准状
态下，旁路烟气流量，m/h；F2为标
图36-41旁路加热
出段(即动力抬升段)
浮升段
其中最重要的是动力抬升段和热力拍升段，前者决定于FGD系统的机械动力，后者决定于
热力抬升段
与环境空气的温差浮力，互介段和变平段系指大气环境条件，影响烟气拍升高度的主要因素
互介段
裂段)和变平段
共四个部
锰华恤‘华阻园士部盖手中x习群口(z)
度，为了有利于烟气抬升，烟囱口的烟气流速宜取20~30m/s，不应低于烟固口处大气风速的
(2)烟气的热释效率这就是烟囱口排出热量的速率，其大小决定温差浮力的大小和热力抬
倍
开的高度。通常火电烟气抬升高度与热释效率的1/3次方成正比。
(3)烟囱出口处的大气风速该风速愈大则抬升高度愈低，一般火电烟气抬升高度与该平均
成
反比
示
(4)大气稳定度与中性条件下的抬升高度相比，不稳定时的抬升高度较高，而稳定条件下
结
升离度校低
(5)大气湍流大气湍流越强劲，抬升高度越低，大气湍流越柔弱，抬升高度越高。
持取消GGH见解者的理由也相当充分。首先肯定提高烟气温度有利于高空稀释排放，对缓
解周边的污染影响是有效的，对烟气下游侧的设备和烟囱的腐蚀也有一定的缓解作用。以
300MW机组为例，烟气温度升高30℃，烟气抬升高度由270m提高到530m，平均温升10℃，
可以增加抬升高度80~90m，无疑必将大大降低最大落地浓度和增加最大落地距离。同样，由于
加热烟气，确能有效减少吸收塔下游侧形成的冷凝物，但是对于蒸发烟气的二次带水形成的液滴
并不奏效。通过合理的湿烟囱设计就可能减免液滴降落
随着技术的进步和材料科学的发展，昨天的难题如今却有了解决办法，加热烟气的方式不
FGGH不可，取消GGH并不是不可能的。实际上，加热烟气对减缓烟气和烟囱被腐蚀的作
用是有限的，而GGH本身的腐蚀和灰堵问题往往成了FGD系统的主要故障点
设置GGH与不设置GGH的综合比较(以2×600MW机组为例)参阅表3-6-23
表3-6-232×600MW机组FGD系统有无GGH综合比较
烟气泄漏/%0.5~1.50年运行费用/万元基准500
FGD系统如果不设GGH，排烟温度比设置GGH的降低，而露点温度升高，烟气含湿量增
大，其中的SO3易与水分结合生成硫酸雾，当温度低于酸露点温度时，酸雾凝结产生腐蚀，同
时由于飞灰的沉降作用使烟气流中心线向地面倾斜，遵循倾斜扩散模式，使有效源高减小，导到
烟气抬升高度降低，容易出现“白烟”和“烟羽下洗”或烟囱雨现象。
不设GGH，系统阻力减小很多，从而电耗降低较多。但系统水耗有所增加，这主要是由
高温烟气直接进入吸收塔造成蒸发水量增加所致。
取消GGH使烟气两次穿越FGD系统的复杂布置变得简化了，完全消除了有GGH的烟
泄漏的环节和多故障的环节，有效地提高了系统稳定性和可靠性，大大节省了投资费用和运
成本
历史上，德国全部FGD系统都设置GGH，这是因为德国早年环保法规规定排放烟气
度必须高于72℃，不然则需经冷却塔排放。英国和日本规定排放烟气的温度更高，分别为
烟气温度越低，因为旁路烟气的大部分热能消耗于蒸发液滴
旁路加热方式的投资和运行费用较低，便于技术改造，但它适用的环保标准也较低，早期曾
受
到欢迎，现在因排放要求越来越
囱
2。在线加热方式
几乎无法用于FGD系
面,无
在线加热器是一种结构较为简单的加热器，加热媒质可
用
蒸汽或热水
劬
以是蒸汽或热水(见图3-6-42)。如采用汽轮机排出的低压
蒸汽通过光管或肋片管束来加热脱硫后的饱和烟气，通常称
至烟囱
囱外壳
为蒸汽-烟气加热器(SGH)，简称蒸汽加热器。SGH设计
绕电热带
和运行操作较简单，但也易遭受腐蚀和堵塞，耗汽量大
行费用高。它所处腐蚀环境类似管式GGH的再加热器，但
机材料，在
是，由于SGH采用的加热媒质是温度较高的蒸汽，管束表
面温度较高，腐蚀环境有所缓和。如能始终保持SGH传热原气
吸收塔
表面温度高于1200，并将烟气饱和度降至80%以下，可以
术与装备还
明显降低已处理烟气对SGH的腐蚀速度，在这种工况下有
成功应用碳钢管作换热元件的可能。
3。热空气直接加热方式
图3-6-42在线加热器
热空气直接加热装置也称为环境空气加热装置，如图3643所示。热空气直接加热类似在
线加热，管内的加热媒质也是蒸汽，不同的是流过翅片管束外的不是净烟气而是空气。锅炉供给
的热水由于温度较低，不宜用作加热媒质。蒸汽将空气加热到175~200℃后喷入烟气流中，这
高了烟气温度，也增大了烟气的质量流量。如要将烟气温度提升30℃，需要200℃的热空
流量约为烟气流量的12%。由于增大了烟气体积，下游侧烟道和烟囱的尺寸也需加大
至烟囱
至烟囱
从烟气与
烟气混合区
烟气混合区
加热方式
式挡板
燃烧室
吸收塔
吸收塔
原烟气、
蒸汽
燃油或天然气
原烟气
风机
)加热鼓风机
加热鼓风机
图3-6-43热空气直接加热
图36-44直接燃烧加热
热空气加热主要优点是空气加热管束处在环境空气流中，可以采用碳钢制作管束。另一优点
是，对于改造项目，由于增加了原烟囱排烟体积，提高了烟囱出口烟气流速，增强了烟羽的
散，由于减少了烟气中的水雾含量，可以降低烟羽的黑度。
虽然这种加热器管束可以采用价廉的碳钢管，但运行费用明显高于在线加热器，因为需加
的气体总量大，鼓风机还需消耗较大电能。
4。直接燃烧加热方式
直接燃烧加热器(图3-6-44)是在近塔的出口烟道的燃烧室内燃烧低硫油或天然气，将热
气送到净烟气中提升温度。由于热烟气的温度比热空气高得多，所以热烟量用量比热空气量少
多，因而减小了风机容量，烟气总排放量也增加不多，这种方式的缺点是要消耗燃料，也增加
和90-110℃。火电厂FGD系统非设GGH不可，美国的情况是设置GGH并不
厂装有GGH，新建火电厂不再设置，我国与美国均没有排烟温度的规定，提新信气
增加FGD投资和运行费用，因此，采取某些优化设计和湿烟囱工艺以及其他相
不过，FGD系统不设GGH，带来的若干问题，必须予以重视并加以解决
消GGH是比较经济可行的选择。
可能增加50%，这就需要向吸收塔补加水量，以求系统建立新的水平衡，同
水排出及其处理和利用。第二，由于排烟温度只有50℃左右，当环境温度趋于
件较差时，将难免出现“白烟”和烟囱雨。对此，一方面要尽可能
烟气尽可能“清洁”，降低其危害程度，设若排放全是水蒸气，能提高脱硫
白烟
妨。所以不仅要求高效脱硫，而且要求高效除尘和去除NO2以及SO3。另一方
的湿烟囱方案，加强防腐蚀和正确选用防腐材料。钢筋混凝土烟囱内衬材料采用
璃泡沫砖或采用高镍合金(C276,59号合金或钛)复合板都是优良的抗腐蚀材
烟囱内的烟气流速，往往采用多管式集束烟囱，以耐腐蚀合金钢管将烟气与烟
这样既耐腐蚀和磨损，又不影响构筑物的结构强度，有的甚至可以在合金管外的
第三，为了防止突发事故，吸收塔烟气温度陡升可能破坏防腐内衬和除雾器的有
以烟气升温。
烟气进塔处要预设应急冷却装置，并与旁路门阀实施程控联动。
显然业内对GGH的取舍倾向不尽相同，但比较一致的认识是GGH作为一项技术与
是存在的。工程技术人员应当了解，并掌握它的用场。
烟气加热方式
加热烟气的总热量等于抬升和扩散烟气、消除或降低烟羽可见度、蒸发液滴以B
烟道和烟囱中冷凝所需热量的总和。
工业上常见的烟气加热方式有如下5种，它们各有各的特点：①旁路加热方式
方式；③在线加热方式；④热空气间接加热方式；⑤直接燃烧加热方式。
1。旁路加热方式
旁路加热方式是在吸收塔下游侧的烟道中，将部分未处理的温度约130~150
洗涤后温度为40~65℃的冷烟气混合，达到加热湿烟气的目的。图3-6-41示出
的原理图。这是一种典型的旁路加热方式。烟道中设置有空气密封防泄装置的
门，用以隔离和控制烟气流量。
设计时，根据环保排放标准和烟气
加热要求，将烟气正确分割成两部分，
百叶窗挡板门
即确定烟气
洗涤比或处理率。高温原烟
气部分与经过处理的低温烟气部分混合
闸板门
后烟气的温度取决于两种烟气的流量和
温度，假定两种烟气能完全混合，可按
下式估算混合后的烟气温度(Tsm)：
Tsta =TI
F1+1
(T1-T2)
(3-6-9)
吸收
式中，Ts为烟囱入口烟气温度，℃；来自D
71为锅炉引风机出口烟温，℃；T2为吸
收塔出口湿烟气温度，℃；F1为标准状
态下，旁路烟气流量，m/h；F2为标
图36-41旁路加热
出段(即动力抬升段)
浮升段
其中最重要的是动力抬升段和热力拍升段，前者决定于FGD系统的机械动力，后者决定于
热力抬升段
与环境空气的温差浮力，互介段和变平段系指大气环境条件，影响烟气拍升高度的主要因素
互介段
裂段)和变平段
共四个部
锰华恤‘华阻园士部盖手中x习群口(z)
度，为了有利于烟气抬升，烟囱口的烟气流速宜取20~30m/s，不应低于烟固口处大气风速的
(2)烟气的热释效率这就是烟囱口排出热量的速率，其大小决定温差浮力的大小和热力抬
倍
开的高度。通常火电烟气抬升高度与热释效率的1/3次方成正比。
(3)烟囱出口处的大气风速该风速愈大则抬升高度愈低，一般火电烟气抬升高度与该平均
成
反比
示
(4)大气稳定度与中性条件下的抬升高度相比，不稳定时的抬升高度较高，而稳定条件下
结
升离度校低
(5)大气湍流大气湍流越强劲，抬升高度越低，大气湍流越柔弱，抬升高度越高。
持取消GGH见解者的理由也相当充分。首先肯定提高烟气温度有利于高空稀释排放，对缓
解周边的污染影响是有效的，对烟气下游侧的设备和烟囱的腐蚀也有一定的缓解作用。以
300MW机组为例，烟气温度升高30℃，烟气抬升高度由270m提高到530m，平均温升10℃，
可以增加抬升高度80~90m，无疑必将大大降低最大落地浓度和增加最大落地距离。同样，由于
加热烟气，确能有效减少吸收塔下游侧形成的冷凝物，但是对于蒸发烟气的二次带水形成的液滴
并不奏效。通过合理的湿烟囱设计就可能减免液滴降落
随着技术的进步和材料科学的发展，昨天的难题如今却有了解决办法，加热烟气的方式不
FGGH不可，取消GGH并不是不可能的。实际上，加热烟气对减缓烟气和烟囱被腐蚀的作
用是有限的，而GGH本身的腐蚀和灰堵问题往往成了FGD系统的主要故障点
设置GGH与不设置GGH的综合比较(以2×600MW机组为例)参阅表3-6-23
表3-6-232×600MW机组FGD系统有无GGH综合比较
烟气泄漏/%0.5~1.50年运行费用/万元基准500
FGD系统如果不设GGH，排烟温度比设置GGH的降低，而露点温度升高，烟气含湿量增
大，其中的SO3易与水分结合生成硫酸雾，当温度低于酸露点温度时，酸雾凝结产生腐蚀，同
时由于飞灰的沉降作用使烟气流中心线向地面倾斜，遵循倾斜扩散模式，使有效源高减小，导到
烟气抬升高度降低，容易出现“白烟”和“烟羽下洗”或烟囱雨现象。
不设GGH，系统阻力减小很多，从而电耗降低较多。但系统水耗有所增加，这主要是由
高温烟气直接进入吸收塔造成蒸发水量增加所致。
取消GGH使烟气两次穿越FGD系统的复杂布置变得简化了，完全消除了有GGH的烟
泄漏的环节和多故障的环节，有效地提高了系统稳定性和可靠性，大大节省了投资费用和运
成本
历史上，德国全部FGD系统都设置GGH，这是因为德国早年环保法规规定排放烟气
度必须高于72℃，不然则需经冷却塔排放。英国和日本规定排放烟气的温度更高，分别为
