湿法脱硫系统中气—气换热器(ggh)堵塞原因和优化方案探究

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1、湿法脱硫系统中气—气换热器(GGH)堵塞原因和优化方案探究　　摘要：结合国内某电厂脱硫系统中气-气换热器的运行现状和气-气换热器的本体特征，分析了GGH堵塞的原因，包括烟气挟带浆液、烟尘含量过高、设计不合理、吹扫或冲洗不正常等。通过研究GGH堵塞原因，结合GGH运行实际情况提出了GGH调整方案和运行控制优化方案，为提高GGH可靠性和稳定性，确保脱硫系统长期稳定运行提供指导信息。关键词：湿法烟气脱硫系统；气-气换热器；结垢；堵塞；改造中图分类号：TK09文献标识码：A文章编号：16749944（2013）0502

2、95031引言国内燃煤电厂脱硫技术以石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术为主，并且其中大部分湿法脱硫装置设有烟气的气-气换热器（GasGas9Heater，GGH）。然而，从目前GGH的使用情况来看，GGH在运行中易出现结垢堵塞的现象，有些甚至十分严重。可以认为，GGH结垢堵塞已成为影响燃煤电厂湿法烟气脱硫系统安全稳定运行的一个主要因素，而此问题目前还未有很好的解决方法，成为了一项技术难题[1]。本文以国内某厂GGH运行现状为基础深入研究，分析了造成GGH结垢堵塞的主要原因，并提出了针对GGH的调整方案和运行控制优化方

3、案，为提高GGH可靠性和稳定性，确保脱硫系统长期稳定运行提供指导信息。2某电厂GGH运行现状某电厂2×300MW湿法烟气脱硫系统投入运行以来，运行状态非常不稳定，主要问题是GGH频繁堵塞。脱硫系统每年都多次因GGH差压过大而退出运行，需进行人工离线高压水冲洗，但冲洗完后，GGH差压又将很快升高，影响脱硫系统正常运行，使得脱硫设备投运率不能达到国家相关环保标准90%的要求（某电厂统计上半年脱硫系统的投运率仅为72%）。此外，随着GGH差压的不断增大，增压风机电流不断上升，最高达到270A，已经接近增压风机电机额定

4、电流280A，对用电影响很大。GGH差压的不断增大造成增压风机出力不足，导致脱硫系统停运。据统计，某电厂目前GGH冲洗后最短只能维持正常差压20d左右，严重影响脱硫系统的正常运行。图1分别为停机检修时拍摄的GGH离线冲洗前后的换热原件照片，从图中可以看出，离线清洗前换热原件结构堵塞非常严重；离线清洗后虽有好转，但仍无法实现彻底清洁。从冲洗时GGH元件结垢情况看，板结严重，清洗难度很大。3GGH堵塞问题的诊断分析9通过深入分析某电厂煤质参数和运行控制方式，总结了可能造成GGH结垢堵塞的主要因素包括：烟气挟带浆液、

5、烟尘含量过高、设计不合理、吹扫或冲洗不正常以及运行方式等原因。图1GGH冲洗前后换热原件照片3.1净烟气挟带浆液净烟气挟带浆液的沉积结垢是引起GGH堵塞的主要原因之一。锅炉烟气经过脱硫吸收塔后，烟气温度降低，水分饱和，虽经两级除雾器能够去除大部分液滴，出口液滴含量可控制在75mg/Nm3以下，但因烟气量大，GGH连续运行时间长，挟带的石膏浆液总量很大。这些浆液通过GGH时会粘附在换热元件上，烟气的冷热交替通过，使得部分水分蒸发，留下溶质或固形物并逐渐加厚形成恶性循环，最终堵塞换热原件通道。当脱硫系统设计或运行不

6、当，除雾器出口液滴含量增加时会造成更严重的GGH堵塞[2]。某电厂除雾器实际运行效果不佳，即使在大修后，经检测出口液滴含量仍达到91.9mg/Nm3，远超过设计值，经与运行人员了解，除雾器平时运行时即堵塞严重，除雾器带浆量远超测试值，除雾器出口净烟气挟带浆液是造成某电厂GGH在运行过程中堵塞的主要原因之一。3.2烟尘引起的GGH堵塞9因吸收塔出口烟气处于饱和状态，并挟带一定量的水分，GGH加热原件表面比较潮湿，在GGH原烟气侧特别是冷端，烟尘会粘附在加热原件表面。另外烟尘具有水硬性，其中的CaO可以激活烟尘的活

7、性，烟气中的SO3以及塔内浆液等与烟尘相互反应形成类似水泥的硅酸盐，随着运行时间的延长出现累积硬化，即使高压水也难以清除，这同样引起堵塞问题，在烟尘量大时堵塞更快[3]。经调阅运行记录，某电厂除尘器出口粉尘浓度约在150～200mg/Nm3之间，远超除尘器设计指标50mg/Nm3；根据检测，2012年5月，系统停机检修重启后，除尘器出口粉尘含量约为93.5mg/Nm3，仍超除尘器设计指标。因此，可以认为某电厂除尘器出口粉尘浓度过高也是造成GGH堵塞的主要原因之一。为了进一步验证上述分析结果，对GGH堵塞附着物进

8、行了化验分析。结果发现附着物中约28%为CaSO4·2H2O，0.5%为CaSO3·1/2H2O，3%左右为CaCO3，其余成分为灰分。这证实烟气挟带浆液以及烟气中烟尘含量过高是引起GGH堵塞的最直接原因。3.3设计不合理引起的GGH堵塞9GGH的设计合理性与其运行效率紧密相关。如GGH换热高度、换热片间距、换热片型式、吹灰方式、布置型式、吹灰器数量、吹灰器喷头吹扫位置、覆盖范围等，对