0、概述
三河发电厂位于河北省三河市燕郊，厂址西距北京市区37．5km。电厂规划容量为1300～1400MW。一期工程已安装2台350MW凝汽式汽轮发电机组，1、2号机组分别于1999年12月、2000年4月投产。二期工程安装2台300MW供热机组，烟气采用脱硫、脱硝、“烟塔合一”技术，分别于2007年8月、11月投产发电。
1、系统简介
二期机组为抽凝式供热机组(电厂编号为3、4号机组)，供水系统采用带冷却塔的闭式循环供水系统，为扩大单元制，每台机组的循环水系统包括1座自然通风冷却塔、2台立式循环水泵、1台凝汽器、1套循环水管道，2台机组循环水的供水干管和回水干管之间分别设有联络管，由2个电动联络门控制，2个循环水塔之间有一个联络水管，由闸门启闭机控制。其水塔采用的是排烟冷却塔，为我国首台排烟冷却塔施工。
1.1水塔的设计参数
塔型:双曲线自然通风逆流式排烟冷却塔;
冷却面积:4500m2;
夏季循环水倍率:m=55倍;
夏季循环水设计水量:36167m3/h;
填料型式:s波(PVC);
配水型式:一个竖井，管槽内外区均为压力配水，反射Ⅲ型喷溅装置;
除水器型式:BO－160/45;
水池内壁底径:79．704m;
水池深度:2．0m;
塔全高:120m;
玻璃钢排烟管道布置高度:39．40m;
烟道在水塔内高度:11．1m;
玻璃钢排烟管道直径:5200mm;
喉部标高:90．000m;
喉部直径:44．284m;
塔顶直径:47．201m;
环板基础中心直径:85．704m;
筒体最小厚度:0．180m;
筒体最大厚度:0．800m。
1.2排烟冷却水塔的系统流程(见图1)
2、排烟冷却水塔的技术优势
水塔排烟技术是针对电力企业研制的当今世界上先进的环保技术，在城市规划和环境改善方面具有以下明显优势:一是充分利用冷却塔的巨大能量，对除尘、脱硫后的湿烟气进行有效抬升，促进净烟气中未脱除污染物的扩散，降低其落地浓度。二是由于机组不必再建设烟囱及脱硫系统的烟气再加热装置。这样不仅可缓解城市建设用地紧张和建筑物限高等问题，并且可以显著改善城市周边电厂建设同城市整体规划的适应性和灵活度，有利于缩小热源、电源与负荷中心间的距离，提高电厂的经济性并有利于城市供热、供电的可靠性。此项技术在国外已成功实施近20多年，技术已臻成熟。就三河发电厂已经投产的排烟冷却塔施工，其技术优势如下:
(1)采用冷却水塔排烟，省略了烟囱的建设，减少了1亿多元的工程项目的投资，具有相当可观的经济效益。
(2)二期工程的干式电除尘器的除尘效率设计为99．7%，就是在一个供电区停电的情况下也能保证99．6%的除尘效率，如果是一个电场停电的情况下，除尘效率不小于99．5%;在全部供电的情况下除尘效率最高能达到99．7%。也就是说，在除尘器最好的工作状态下仍然有0．3%的灰在烟气中，采用水塔排烟方式，水塔中的水蒸气对烟气中的灰分起到了水力除灰的效果，降低了排向大气的烟气的灰分含量。每年可减少向空排放烟尘100多t，具有良好的环保效益。
(3)二期工程的脱硝装置的效率为80%，即便是脱硝装置在设计条件下工作，烟气中仍含有总量20%的氮氧化物，这样在烟气通过水塔排放的过程中，烟气中的氮氧化物与水塔中的水蒸气反应，形成液态的硝酸和亚硝酸，大部分落入水塔中，减少了排入大气的氮氧化物的含量。
(4)二期工程的脱硫装置的效率为95%，脱硫装置在设计条件下工作，烟气中仍含有总量5%的硫化物，在烟气通过水塔排放的过程中，烟气中的硫化物与水塔中的水蒸气反应，形成液态的硫酸和亚硫酸，大部分落入水塔中，减少了排入大气的硫化物的含量。该厂由于采用石灰石-石膏湿法脱硫系统，脱硫系统排放烟气温度只有50℃左右，若采用烟囱排放须对其进行再加热，温度达到S02的露点温度(72℃)以上。而采用冷却塔排烟则无此限制，还可节省GGH系统和烟囱初期投资及运行费用。脱硫系统所用的增压风机与锅炉所用的吸风机合二为一既节省了设备的初期投资，又为整个机组的经济运行打下了良好的基础。
(5)烟气通过水塔排向大气的过程中，与水塔排向大气的水蒸气进行了充分的混合，降低了排放烟气的温度。
总之，水塔排烟方式，能有效减少排放大气的污染物，具有非常明显的社会效益。
3、排烟冷却水塔的运行特点
(1)排烟冷却水塔为一机一塔的运行方式，同时预留了能实现一塔二机运行方式的可能，设计的是扩大单元制系统，为机组的运行可靠性提供了双重保障。
(2)每台机组配备了2台50%容量的循环水泵，在夏季环境温度高的时候，采取单台机双泵运行方式，春秋季可采取2台机3台泵母管制运行方式，冬季可采取2台机2台泵母管制运行方式，既能节省厂用电，又可保证机组运行的经济性和可靠性。
(3)排烟冷却水塔在机组运行时是在水塔里排放锅炉烟气，排烟管道为高位布置，水平排烟管高度为39．40m，为玻璃钢管道，为了保证在水塔内部的烟气管道内的烟气中水蒸气遇冷凝结的水分(酸性)流入水塔内，烟气管道必须保证合理的坡度并加设适量的疏水点，将疏水引至废水回收池中。
(4)烟气脱硫系统由于配合烟塔合一的应用，取消了旁路，不设GGH，引风机与脱硫增压风机合二为一，烟气系统呈贯通式，经脱硫吸收塔脱除SO2后直接进入烟塔排入大气，这就意味着脱硫系统出故障就必须停机，这在国内属于首台投运机组尚无运行实例，这就要求整个脱硫装置的可靠性需要提高。要求运行机组脱硫、脱硝设备完好，保证脱硫和脱硝系统的效率，否则烟气中的硫元素和氮氧化合物，在烟气排放的过程中和水塔蒸发的水蒸气形成酸溶液对钢筋混凝土结构的水塔产生严重的腐蚀，影响水塔的使用寿命。
(5)采用这种排烟方式，水塔中的水蒸气会对烟气中的粉尘起到一定程度的水力除灰效果，因此要求机组运行中除尘器正常运行并且保证其最佳的除尘效果，否则进入水塔的粉尘遇水蒸气形成湿灰，一部分随烟气继续上行附于水塔喉部内壁上，附着于塔壁上的湿灰也显酸性，会降低塔壁的防腐涂料防腐能力甚至于腐蚀塔内壁。大部分湿灰落到水塔池底，增加了循环水的浑浊度，部分随循环水流经换热器时附着于换热管内壁，降低了换热管的换热效率，影响机组的热经济性。
4、排烟冷却水塔的维护策略
(1)由于采用水塔排烟后，循环水的酸值相对有所提高，使得用循环水冷却的换热器和塔内的管道及塔内外壁增加了腐蚀的机率，因此对换热器的材质要求比较高，需要选择耐酸性能好的材料作为换热元件。
(2)烟气引入冷却塔，凝结的液滴回落水塔及水蒸汽在塔壁凝结后，冷却塔的壳体、烟道支架、配水装置、淋水装置等会受到烟气污染物(烟尘、SO2、SO3、NOX等)的危害。凝结的液滴含有烟气中的酸性气体，局部pH可能达到1.0。冷却塔在长期的使用过程中由于介质冲刷，加之空气中的酸性气体如SO3、SO2、NOX以及氯离子、微生物的腐蚀作用，混凝土各部件如冷却塔塔体、支柱、淋水架构梁柱以及集水池等混凝土层会产生疏松、粉化、脱落，进而造成内部的钢筋裸露产生腐蚀。钢筋的锈蚀产生体积膨胀，增大了混凝土结构的空隙，加剧了腐蚀程度，导致结构的损坏。
所以塔体的内外壁要经常进行检查，一经发现防腐层有破损(见图2)，只要一旦有设备停机机会应立即修补，避免含酸的水蒸气对冷却水塔的塔体腐蚀。另外塔内的水管道必须请专业的施工单位选择国内比较好的防腐涂料严格按照工艺对管道内部和外部进行防腐，并利用每年的机组检修机会对其进行检查，如有破损需及时修补。
(3)由于采用水塔排烟后，水塔内在高度为39．40m的位置上布置有内径5．2m、壁厚30mm、长度23m的一段水平排烟管道，烟道为分段制作现场粘接的玻璃管道，水平管道虽有一定的坡度使烟气中的凝结的液滴通过疏水管道流到废水池，但是管段的接合处如有渗漏，就会有含有烟气中的酸性气体的凝结的液滴掉在烟气管道下方的人行步道上，使其人行步道被腐蚀(见图3)，致使混凝土层会产生疏松、粉化、脱落，进而造成内部的钢筋裸露产生腐蚀。因此，日常维护时需经常检查塔内烟气管道，一经发现有破损情况应立即修复。
(4)由于采用水塔排烟后，循环水的酸值相对有所提高，受到酸性滴液的腐蚀可能致使循环水的喷嘴脱落，因此，需要利用每次的机组停机机会对循环水的喷嘴进行检查，一经发现有脱落应立即更换，以免影响循环水的喷淋换热效果。
(5)排烟冷却水塔最容易出现的问题是防腐层损坏，因此在机组检修期间，必须对防腐层进行修复。
(a)起翘、表面开裂、鼓泡部位的修复首先清理缺陷部位附近附着的微生物，范围以大于缺陷部位周边10～20cm为佳，可采用60目左右的砂纸打磨处理。采用铲刀、电动砂轮去除所有松动的油漆，起翘、开裂部分要全部去除，鼓泡部位如果发现有暗泡则需要将暗泡破坏，并去除周围疏松及附着力不佳的油漆。
将缺陷部位周边附着牢固的油漆进行拉毛处理以增加修补油漆的附着力，衔接部位打磨出坡度，拉毛羽化边缘，淡水冲洗。
待修补部位充分干燥后进行油漆修补施工。
如果表面为混凝土，底漆已经打磨掉，则需薄涂环氧清漆一道，厚度在40μm左右。否则，处理完成的表面还有环氧清漆，则可直接进行环氧腻子施工。达到环氧腻子的覆涂间隔后开始后续油漆的施工，根据缺陷所在部位进行修补。
(b)水槽上部人行道部位加强处理方案对于水槽上部人行道部位进行加强处理，该部位进行完全的打磨。
淡水冲洗表面，待充分干燥后施工后续油漆。
薄涂一道环氧清漆。
满刮环氧专用腻子，建议刮涂2道，薄刮刮平即可。
达到环氧腻子的覆涂间隔后开始后续油漆的施工，对缺陷所在部位进行修补。
