烟气脱硫工程换热器选型探究

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1、烟气脱硫工程换热器选型探究摘要：结合实际情况介绍了国内某火电厂烟气脱硫换热器选型的研究过程，同时得出了结论。关键词：烟气脱硫；换热器；腐蚀中图分类号：X70文献标识码：A大气污染属煤烟型污染，粉尘、二氧化硫（S02）、氮氧化物（NOx）是我国大气的主要污染物。二氧化硫导致人们呼吸道疾病，影响人类身体健康，同时形成的酸雨更是危害严重，严重的地方森林枯死、草地变黄、庄稼减产，危害着人类的生存环境。为了改善生存环境，作为主要二氧化硫排放源的燃煤电厂，安装烟气脱硫（FlueGasDesulfurization简称”FGD”）装置，降低二氧化硫排放量是

2、很有必要的，也是必须的。1烟气脱硫换热器烟气脱硫换热器作为FGD的主要设备，其工作原理是将除尘器出来的高温烟气经过降温侧降温后送入脱硫塔进行脱硫，脱硫后出来低温烟气（45°C〜55°C）经过升温侧升温后经烟齒排放到大气中。脱硫工程一般选用管式和回转式两种型式。目前，烟气脱硫的主流技术是石灰石-石膏湿法脱硫，湿法脱硫系统在吸收塔脱硫反应完成后，排烟温度降至45°C〜55°C。吸收塔出口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，具有很强的腐蚀性，此烟气脱硫换热器在运行中表现出

3、来的主要问题是腐蚀严在高硫煤地区，腐蚀问题已成为困绕石灰石-石膏湿法脱硫技术的一大难题。2换热器的选型研究某火电厂于2006年实施烟气脱硫技改工程（以下筒称本工程），机组燃煤为宜宾芙蓉无烟煤，设计燃煤含硫量为3%,灰分32.87%o但由于煤质变化较大，含硫量一般都在3.5%以上，灰分40%以上。本工程采用二炉一塔方案，按照脱硫效率不小于95%,煤种设计含硫量3.5%（校核4.2%），灰分42%进行设计。由于脱硫后净烟气中S02含量仍达到455-1200mg/Nm3,烟气腐蚀性较强。因此，为保证脱硫工程建成后能够长期正常运行，在初步设计前对本工

4、程换热器的选型进行了研究。脱硫换热器分为管式及回转式换热器。2.1管式换热器主要有水热媒式换热器、热管换热器、蒸汽换热器型式。2.1.1水热媒式换热器水热媒式换热器在国内的大型冶金行业应用较多（如宝钢大型高炉），在国内电厂烟气脱硫装置中使用业绩较少。某电厂一期2X360丽机组（1991年投运）燃煤含硫量最高在5%左右，低时也在3.5%以上，脱硫系统采用三菱脱硫技术（填料塔），烟气换热器采用水热媒式换热器，换热管件采用管箱式安装方式。降温段和升温段原始设计采用曰本原产钢管（材质为CRIA，介于ND钢和corten钢之间的一种钢材），但在使用4年

5、后（1995年）更换。降温段先后更换为搪瓷翅片管和ND钢翅片管，由于搪瓷在翅片端部极难附着，运行时搪瓷脱落情况严重，导致管束腐蚀，而耐硫酸露点腐蚀用ND钢（理论上耐蚀性能比普通碳钢提高10倍以上），在洛璜一期使用中背风面仍受到严重腐蚀。升温段采用普通碳钢管，运行中泄漏部位在停机、小修时处理或解列局部管箱。每年小修中升温段管箱均维修迎风面第1排管箱。（主要是将换热管更换，因管箱架采用316L材质，仍继续使用）。（换热管采用碳钢管，管箱支架采用316L材质）吹灰系统原设计降温段、升温段均采用蒸汽吹灰器。目前降温段已改为燃气爆炸吹灰，现场观察，降温

6、段换热管间积灰较少；升温段依然采用蒸汽吹灰，现场观察，翅片管间沉积物较多。换热管件原设计均未设水冲洗，运行中采用停机时顶部人工冲洗方式。某电厂二期2X360MW机组采用三菱技术，（80%烟气量脱硫）烟气换热器采用水热媒介质换热器。降温段采用采用ND钢光管，升温段采用碳钢翅片管，安装方式同锅炉省煤器，采用蛇形管屏，现场焊接安装。但换热管的腐蚀较为严重，且采用的布置形式给检修造成困难，吹灰系统降温侧采用燃气爆炸吹灰器，升温侧采用蒸汽吹灰器。2.1.2蒸汽换热器某电厂脱硫系统在烟气出口采用蒸汽换热器，管材采用特富珑涂层钢管，实际运行中存在涂层脱落情

7、况，腐蚀严重。目前国内无同类管材供应，且造价较高。2.2.3热管换热器热管换热器具有传热效率高、运行能耗低、系统简单、腐蚀损害小（管束分组多，相互影响小）的特点。由于热管一般采用垂直安装形式，有利于防止粉尘的附着和粉尘清除，因此在化工、冶金行业运行业绩较好。但对于大型设备存在检修维护上的缺陷（主要为垂直吊装的高度问题）。3本工程的特点3.1工况烟气量较大在标态、干基时，烟气量为2X960000Nm3/h（a=1.65）；在标态、湿基时，为2X1020000Nm3/h（a=1.65）。如采用管箱式水热媒管式换热器，单侧换热面积将达到100⑻m2

8、以上，单侧换热器尺寸为17X12X6m（高X宽X厚），因此热媒水管式换热器的场地安装及检修占地较大。3.2场地狭窄本工程建设场地为搬迁后的制氢站及外移防洪堤后的河滩