烟筒又称为烟囱，它分为民用和工业用。 民用烟囱很简单，主要用于排烟。 工业用的烟囱主要为了散落废物，和达到一定的拔风力，我国最高的也达到300m。

烟气系统

烟筒的作用

烟囱烟气脱硫系统设计(烟囱脱硫的施工方法)

烟囱烟气脱硫系统工作过程

案例地点

烟气系统

烟气系统包括1台升压风机、1台烟气换热器(GGH)、1块烟道旁路挡板、1块FGD入口烟道挡板、1块FGD出口烟道挡板及相应的烟道，膨胀节等。

烟筒的作用

烟筒的主要作用是拔火拔烟，排走烟气，改善燃烧条件。高层建筑内部一般设置数量不等的楼梯间、排风道、送风道、排烟道、电梯井及管道井等竖向井道，当室内温度高于室外温度时，室内热空气因密度小，便沿着这些垂直通道自然上升，透过门窗缝隙及各种孔洞从高层部分渗出，室外冷空气因密度大，由低层渗入补充，这就形成烟筒效应。烟筒效应是室内外温差形成的热压及室外 风压共同作用的结果，通常以前者为主，而热压值与室内外温差产生的空气密度差及进排风口的高度差成正比。这说明，室内温度越是高于室外温度，建筑物越高，烟筒效应也越明显，同时也说明，民用建筑的烟筒效应一般只是发生在冬季。就一栋建筑物而言，理论上视建筑物的一半高度位置为中和面，认为中和面以下房问从室外渗入空气，中和面以上房间从室内渗出空气。 在烟筒效应的作用下，室内有组织的自然通风、排烟排气得以实现，但其负面影响也是多方面的：首先，风沙通过低层部分各种孔洞、缝隙吹入室内，消耗热量并污染室内；其次，风通过电梯井由底层厅门人口被抽到顶层的过程中，导致梯门不能正常关闭；第三，当发生火灾时，随着室内空气温度的急剧升高，体积迅速增大，烟筒效应更加明显，此时，各种竖井成为拔火拔烟的垂直通道，是火灾垂直蔓延的主要途径，从而助长火势扩大灾情。有资料显示，烟气在竖向管井内的垂直扩散速度为3-4m/s，意味着高度为100m的高层建筑，烟火由底层直接窜至顶层只需30s左右。如果燃烧条件具备，整个大楼顷刻问便可能形成一片火海。为有效减弱烟筒效应产生的负面影响，可采取以下一些措施。 1．在冬季，空气主要是通过各种外门从底层流入室内，最直接的方法是将建筑通向外界的所有门，尽可能地设置成两道门、旋转门、加装门斗或在外门内侧设置空气幕等，这对于大厅门尤为必要，对于那些次要通道连同地下停车场的外门口等，在冬季也要装门，至少应增挂厚门帘。在冬季，电梯井顶部的通风孔应适当向小调整或关闭。 2．对于已采暖的建筑物，尽量不使低层部分的室内温度高于高层部分。 3．当火灾发生时，不仅在任何季节通过各类竖井产生烟筒效应，而且还可能在小范围内通过穿越楼板的空调管道，甚至是一些不引人注意的孔隙产生烟筒效应。对此，《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995)有以下明确规定。 (1)当围护结构采用幕墙形式时，“与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用不燃烧材料严密填实”。 (2)“建筑高度不超过100m的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔”。因施工缺陷、桥架和管道根部形成的各种孔隙，必须用不燃烧材料填塞密实。 (3)“楼梯间和前室的门均为乙级防火门”，并“应具有自行关闭的功能”；各种竖向管井“井壁上的检查门应采用丙级防火门”；“电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实”；“垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上应设防火阀”；“厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道，应采取防止回流的措施或在支管上设置防火阀”，以确保火灾时与走道及房间的分隔，防止各楼层之间通过竖井交叉蔓延。

烟囱烟气脱硫系统设计

烟气系统的设计将考虑系统的正常运行及紧急情况的操作，包括由于上游锅炉的突然变化引起的短时间烟气温度变化过大的情况。为使系统在紧急状态下能安全运行，设计时将考虑材料的选择，设备及烟道的合理设计，并在烟气换热器(GGH)上游安装一紧急喷淋装置。

烟囱脱硫的施工方法

在碳钢基层上使用：

①先将表面除油去污，之后再进行除锈，除锈等级应满足不低于Sa2.0或St3标准。在锈面清理干洁后，用VEGF树脂打底，待干后施工。

②用手工泥刀刮镘成1-2mm(每道)厚的VEGF胶泥层，数小时后即硬化，再按设计要求施工至规定厚度。一般在每涂1mm厚度时进行检测，以确认涂层是否有针孔及其它瑕疵。

③在弯角或形状突变处适当增加厚度，或同FRP复合使用。

④用VEGF树脂罩面一至二道。

⑤VEGF鳞片胶泥涂层质量控制。VEGF鳞片胶泥涂层的质量好坏直接影响其耐腐蚀性能和使用寿命，因此应对VEGF鳞片胶泥涂层的质量加以严格控制。一般情况下，涂层的最终检测项目主要有：外观缺陷、硬度、针孔测试、厚度测试、锤击检查等。

表2.3.5.2 胶泥用量表

品 种 规 格用 量 (KG/M2)

底涂(每道)胶泥层 (1mm厚)面涂(每道)

金属面VEGF-1-M0.20～0.251.4～1.60.25

VEGF-2-M0.15～0.201.3～1.50.20

4)耐蚀鳞片胶泥内衬工程应用

由于VEGF鳞片胶泥具有抗渗性好、施工难度小、易修补物理失效少和造价适中等的优点。因此，VEGF鳞片胶泥在电力、冶金和化工等行业中广泛使用，尤其是电力系统中的烟气脱硫（FGD）系统装置，如吸收塔、氧化塔、进料管，见下表。

表2.3.5.3 VEGF鳞片胶泥在湿态气体FGD中的应用

装 置 名 称腐 蚀 条 件防 腐 蚀 处 理 规 范

进料管SO2气体等，150℃或低于150℃VEGF衬里，FRP

SO2气体等，150℃-200℃高温涂料

冷却塔SO2气体等，≤150℃VEGF衬里

快速冷却塔SO2气体等，150 - 200℃VEGF -耐火砖

SO2气体等，200 - 300℃VEGF -耐火砖

SO2气体等，500 - 700℃VEGF -耐火砖

循环槽H2SO3，H2SO4雾等，60 - 90℃VEGF衬里，FRP

中间体输送管SO2气体，H2SO4雾等，60 - 80℃VEGF衬里，FRP

吸收塔pH = 3 - 12，60 - 80℃VEGF衬里，橡胶衬里

pH = 3 - 12，150℃VEGF衬里

pH = 3 - 12，250℃VEGF衬里-耐火砖

循环塔pH = 4 - 14，60 - 80℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP

出料管SO2，H2SO4雾，60 - 70℃VEGF衬里，FRP

酸雾分离器SO2，H2SO4雾，60 - 70℃VEGF衬里，FRP

浓缩器pH = 3 - 12，60 - 70℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP

氧化塔pH = 3 - 12，60 - 80℃VEGF衬里，VEGF-FRP

管道橡胶衬里，FRP

输送管≤100℃VEGF衬里，FRP

100 - 150℃VEGF衬里，FRP

化学贮罐室温- 60℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP

江西贵溪冶炼厂的脱硫烟道：代替原来从日本进口的鳞片胶泥材料使用，经多年使用后未能有异常情况出现。山东某工程公司的FGD设备：采用高温型VEGF鳞片胶泥材料，制作长期使用温度达170℃的FGD装置，根据运作情况表明性能良好。

脱硫设备上应用较多，国外电厂烟囱早期有应用，现已较少采用。国内电厂烟囱尚无应用。

烟囱烟气脱硫系统工作过程

烟气自现有的烟囱烟道到达FGD系统的新烟道。热烟气通过该烟道，经增压风机送达脱硫(FGD)系统。现有烟道可作为旁路烟道将烟气直接排至烟囱，这意味着烟气可以100%经旁路烟道被旁路。脱硫系统可通过双百叶窗式挡板与旁路烟道分离。

烟道将未处理的原烟气引至升压风机，经烟气换热器(GGH)将热原烟气中的热量蓄积并加热吸收塔出来净化后的冷烟气。原烟气温度由150℃降至113℃经过吸收塔的入口向上流动穿过托盘及喷淋层，在此，烟气被冷却、饱和，烟气中的SO2被吸收。经过喷淋洗涤的冷烟气进入烟气换热器(GGH)的冷端，离开GGH后被加热至82℃，加热后的冷烟气通过烟道进入烟囱。

FGD装置配有1台回转再生式烟气换热器，以使净烟气在烟囱进口的最低温度高于80℃。该装置是利用锅炉出来的原烟气来加热经脱硫之后的净烟气，使之温度大于酸露点温度后排放到烟囱。为防止GGH传热面间的沉积结垢，需用清洗设备进行清洗，清洗设备一般用喷枪。在换热器的原烟气部分“热侧”有一个喷枪，“冷侧”有一个喷枪。用压缩空气每天冲洗换热器，或当压降超过给定最大值时，用高压工艺水冲洗。但用高压工艺水冲洗只能在运行时进行（一年约12次，根据装置的运行情况）。当FGD装置停运时，可用低压水冲洗换热器。

升压风机用于克服FGD装置造成的烟气压降。采用静叶可调轴流式风机，FGD系统共设一台升压风机。升压风机将根据正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损设计，还将考虑事故情况。升压风机在容量、设计和构造上将保证从零到满负荷时都能运行，除了满足锅炉在MCR工况下的运行要求外，还将满足FGD最差的设计条件。即：

a. 基本风量按锅炉燃用设计煤种和BMCR工况下升压风机入口的烟气量考虑。

b. 风量裕量不低于10%，另加10℃的温度裕量。

c. 压头裕量不低于20%。

来自锅炉的烟气分别从与烟囱相连的钢烟道中引出后，进入升压风机，经升压风机增压后，依次通过烟气换热器（GGH）降温侧、吸收塔、GGH升温侧接入烟囱。FGD系统的风压损失由升压风机提供。烟气经GGH降温侧冷却后流入吸收塔。在吸收塔中，烟气首先经托盘将气体均匀分布，调整烟气流速。均匀分布的烟气逐渐上升，与从吸收塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴逆向接触，使烟气中的SO2、SO3、HCl、HF、飞灰和其他污染物得到去除。从吸收塔顶部出来的净烟气经GGH升温侧再热后，从烟囱排放到大气中。烟道上设有挡板系统，以便于FGD系统旁路运行，包括1个进口挡板（原烟气挡板），1个旁路挡板和1个FGD出口挡板（净烟气）。所有挡板都配有密封系统，以保证“零”泄露。在正常运行时，两个旁路挡板门关闭，每个旁路挡板门的差压通过升压风机的可调叶片控制为0kPa。

在故障情况下，开启烟气旁路挡板门，烟气通过旁路烟道绕过FGD系统直接排到烟囱。

案例地点

烟筒公司——江苏秦高建安防腐有限公司