摘要：介紹脫硫煙氣換熱器結(jié)垢造成的影響，結(jié)垢原因，防止結(jié)垢的措施。

關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫,煙氣換熱器,換熱元件,結(jié)垢

三河發(fā)電有限責(zé)任公司一期兩臺350MW機組，鍋爐采用日本三菱神戶造船所生產(chǎn)的亞臨界控制循環(huán)汽包、一次再熱、固態(tài)排渣爐、半露天布置、平衡通風(fēng)燃煤爐。2007年煙氣脫硫改造工程，在兩臺已經(jīng)建成的機組上加裝了煙氣脫硫裝置，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。本煙氣脫硫裝置采用一爐一塔，設(shè)置煙氣旁路煙道，并設(shè)有煙氣換熱器（GGH），每臺爐單獨設(shè)置1臺增壓風(fēng)機，正常運行時煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機、煙氣換熱器通過脫硫吸收塔脫硫后排放，煙氣旁路擋板關(guān)閉，事故情況或脫硫裝置停機檢修時旁路煙道打開，煙氣通過旁路煙道進入煙筒。GGH采用上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的30.5-V-450SMRC型號回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，每臺GGH配有兩支上?？巳R德貝爾格曼機械有限公司生產(chǎn)的吹灰器，以及高壓在線沖洗水系統(tǒng)和低壓離線沖洗水系統(tǒng)。

1 脫硫GGH運行狀況

1＃GGH從2007年6月18日開始168試運，開始時差壓500Pa左右，運行后每天保證3次蒸汽吹灰（每班一次），開始時差壓上升不快，蒸汽吹掃（壓力1.2MPa，溫度320℃）效果不是很明顯，運行1個月左右，差壓達到1500Pa（高值），第一次使用高壓水沖洗，差壓下降到600～ 700Pa，過后差壓又繼續(xù)升高，此后高壓水沖洗效果不是很明顯，并且差壓較以往上升的要快，差壓又達到1400Pa左右，之后在8月份，1#增壓風(fēng)機申請停運后又用低壓離線水沖洗了一次，這一次，1＃GGH差壓降到1000Pa，然后差壓只增無減，高壓水沖洗沒有明顯變化，已經(jīng)結(jié)垢非常嚴(yán)重（以上數(shù)值均是在滿負荷時記錄的）。

2007年8月28日1#機組停運，29日開人孔檢查，發(fā)現(xiàn)1#GGH換熱元件結(jié)垢、堵塞嚴(yán)重，靠中心半徑約1.5m范圍以及最外圈約200～ 300mm范圍已基本完全堵塞。結(jié)垢很硬，粘附牢固，不易清除，化驗成分主要為石灰石和石膏， GGH內(nèi)部無腐蝕，傳熱元件無損壞。

2 GGH結(jié)垢造成的影響

2.1經(jīng)濟性影響

（1）GGH結(jié)垢造成凈煙氣不能達到設(shè)計要求的排放溫度，并對下游設(shè)施造成了腐蝕。表面結(jié)垢使GGH換熱效率降低。GGH換熱面結(jié)垢后，污垢的導(dǎo)熱系數(shù)比換熱元件表面的防腐鍍層小，熱阻增大。隨著結(jié)垢厚度的增加，傳熱熱阻增大，在原煙氣側(cè)高溫原煙氣熱量不能被GGH換熱元件有效吸收，換熱元件蓄存熱量達不到設(shè)計值。換熱元件回轉(zhuǎn)到凈煙氣側(cè)，GGH換熱元件本身沒有儲存到充足熱量，由于結(jié)垢而不能釋放出來被凈煙氣吸收，因此凈煙氣的溫升達不到設(shè)計要求。結(jié)垢越嚴(yán)重換熱效率就越差，凈煙氣的溫升就越小，凈煙氣對外排放溫度就越低，對出口煙道造成了低溫腐蝕。

（2）結(jié)垢會造成吸收塔耗水量增加。由于結(jié)垢GGH換熱元件與高溫原煙氣不能有效進行熱交換，經(jīng)過GGH的原煙氣未得到有效降溫，進入吸收塔的煙氣溫度超過設(shè)計值。進入吸收塔的煙氣溫度越高，從吸收塔蒸發(fā)而帶走的水量就越多。據(jù)統(tǒng)計，對于350MW機組，進入吸收塔的煙氣溫度每升高10℃，大約水耗量增加5t/h。

（3）結(jié)垢后將會增加增壓風(fēng)機的出力運行，加大電耗，增加了廠用電率。

2.2安全性影響

（1）如果GGH換熱元件結(jié)垢嚴(yán)重可能造成風(fēng)機喘振。因為，GGH結(jié)垢后，煙氣通流面積減小，阻力增大。換熱面結(jié)垢后表面粗造度增大，也使阻力增大。GGH正常阻力約500Pa，結(jié)垢后阻力增大。如果結(jié)垢特別嚴(yán)重，煙氣通流面積減小使煙氣通流量減小，風(fēng)機出口壓力升高。當(dāng)GGH煙氣通流量與風(fēng)機出口壓力處于風(fēng)機失速區(qū)，風(fēng)機處在小流量高壓頭工況下運行，極易造成風(fēng)機喘振，引起增壓風(fēng)機跳閘，脫硫系統(tǒng)退出運行，嚴(yán)重的，如果煙道旁路擋板沒有正常連鎖快開或者機械機構(gòu)卡死，將威脅機組的安全運行，造成了更加嚴(yán)重的事故。

（2）如果結(jié)垢嚴(yán)重由于原煙氣經(jīng)過GGH時， GGH換熱元件本身沒有有效的吸收原煙氣溫度，造成吸收塔入口煙氣溫度的增加，嚴(yán)重時會因高溫?zé)煔鈸p壞吸收塔內(nèi)部的設(shè)備，同時也會影響吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)效果。 3GGH結(jié)垢原因分析

造成GGH結(jié)垢的因素是多方面的，有設(shè)計、設(shè)備、運行方面的原因：

（1）凈煙氣側(cè)攜帶的石膏石灰石混合物顆粒，經(jīng)過GGH，在換熱元件表面的積累吸收塔漿液循環(huán)泵工作時，吸收塔內(nèi)整個彌漫著含有石灰石和石膏混合物顆粒的霧狀液滴。在原煙氣側(cè)，氣流方向是抑制此霧狀液滴向GGH的方向擴散，煙氣系統(tǒng)投運時霧狀液滴從原煙氣側(cè)進入到GGH而吸附的可能性幾乎沒有，只有是凈煙氣攜帶所致。同時，在高低負荷時，吸收塔漿液循環(huán)泵都是兩臺運行，一臺備用，因此，在低負荷時煙氣量減小而漿液量沒有變，這就增加了凈煙氣的濕度，和攜帶的石膏石灰石混合物顆粒的機會。 ?噴淋層或噴嘴設(shè)計不合理、噴嘴霧化效果不好、除霧器除霧效果不好、凈煙氣流速不合理、吸收塔內(nèi)漿液濃度過高均可造成凈煙氣攜帶大量含有石灰石和石膏混合物顆粒到GGH。凈煙氣攜帶的液滴附著在GGH換熱片表面，當(dāng)GGH回轉(zhuǎn)到原煙氣側(cè)，在原煙氣高溫作用下，液滴水份蒸發(fā)，而液滴中石灰石和石膏混合物顆粒粘結(jié)在換熱片表面。

（2）運行時吸收塔內(nèi)液位高，漿液從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH。吸收塔在運行時由于氧化空氣的鼓入，液位有一定的上升，另外吸收塔運行時在液面上常會產(chǎn)生大量泡沫，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒，液位測量反應(yīng)不出液面上虛假的部分，造成泡沫從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH。原煙氣穿過GGH時，泡沫在原煙氣高溫作用下，水份被蒸發(fā)，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒粘附在換熱片表面。在此過程中，原煙氣中的灰塵首先被吸附在泡沫上，隨著泡沫水份的蒸發(fā)進而粘附在換熱片表面，造成結(jié)垢加劇。

（3）原煙氣中灰塵的濃度大、粘度強。換熱元件在凈煙氣側(cè)附帶水分之后，在經(jīng)過原煙氣側(cè)時，原煙氣中電除塵未除凈的塵粒附著在換熱元件上，久而久之，越積越多，在高溫蒸汽的作用下板結(jié)，形成垢塊。

（4）除霧器除霧效果不好。由于除霧器沒有有效地去除煙氣中攜帶的液滴，使得凈煙氣進入 GGH時攜帶大量水分和漿液雜質(zhì)，在經(jīng)過GGH 換熱元件時，水分連同其攜帶的石灰石和石膏一起粘附在換熱元件上面，當(dāng)帶有水分的換熱元件轉(zhuǎn)到原煙氣側(cè)時，溫度較高的原煙氣使水分蒸發(fā)，而石灰石和石膏成分則粘附在換熱元件上，如此反復(fù)，使得換熱元件上的結(jié)垢越來越多，而蒸汽吹灰時高溫蒸汽（320℃）又加劇了水分的蒸發(fā)，使得垢體更加堅硬，附著更加牢固，不易清除。

（5）GGH本身設(shè)計不合理。GGH換熱面高度、換熱片間距、換熱片表面材質(zhì)、吹灰方式、布置形式、吹灰器數(shù)量、吹灰器噴頭吹掃位置、覆蓋范圍等，對GGH積灰、結(jié)垢均有影響。

（6）GGH運行中對結(jié)垢初期處理不當(dāng)。GGH 運行中沒有定期進行吹掃；吹掃的參數(shù)低、不能達到吹掃效果；吹掃的周期長，每次吹掃的時間較短，不能及時去除而形成累積；噴嘴與換熱面間的距離過大，使得能量損失嚴(yán)重，而達不到充分吹掃；結(jié)垢后沒有及時采用高壓沖洗水在線沖洗或采用了高壓沖洗水在線沖洗但由于結(jié)垢量太大，沒有沖洗干凈，經(jīng)過原煙氣加熱后板結(jié)成硬垢，造成結(jié)垢越來越嚴(yán)重。

4 防止GGH換熱元件結(jié)垢措施

4.1運行措施

（1）運行過程中應(yīng)注意監(jiān)測吸收塔液位，適當(dāng)降低吸收塔液位，同時記錄、分析運行數(shù)據(jù)，總結(jié)吸收塔真實液位以上“虛假液位”規(guī)律，防止泡沫從吸收塔煙氣入口進入GGH。運行過程中應(yīng)嚴(yán)格控制吸收塔漿液參數(shù)，建議吸收塔漿液濃度控制在1100～1130kg/m3，pH值控制在設(shè)計范圍5.4～5.6之內(nèi)，最大不超過6.0，也可根據(jù)實際情況經(jīng)驗適當(dāng)降低，嚴(yán)格控制電除塵效果，控制煙氣進入吸收系統(tǒng)所帶入的煙塵量，及時按規(guī)定程序用工藝水對除霧器進行沖洗，以防止除霧器結(jié)垢影響除霧效果。

（2）GGH運行中應(yīng)及時進行吹掃，定期進行檢查；如果發(fā)現(xiàn)有結(jié)垢的預(yù)兆就應(yīng)進行處理。結(jié)垢后吹掃時一定要吹掃干凈，不要留余垢，否則垢體會越積越多，以后很難清理。特別是采用高壓沖洗水在線沖洗時，一定要徹底沖洗干凈，否則停留時間太長等結(jié)成硬垢后，更難清理，并且會越來越嚴(yán)重，高壓水沖洗建議采取輔電機低轉(zhuǎn)速運行沖洗，在沖洗時建議采取將煙氣旁路擋板全開，增壓風(fēng)機靜葉調(diào)至出力最小運行，以達到最佳沖洗效果；記錄、分析GGH運行數(shù)據(jù)，掌握GGH 結(jié)垢規(guī)律，確定經(jīng)濟合理的吹掃周期和吹掃時間，把握高壓沖洗水投運的時機和持續(xù)時間。通過掌握的運行資料，修編適合自己的GGH運行規(guī)程。

（3）要在漿液里面加入適當(dāng)消泡劑，防止吸收塔虛假液位的出現(xiàn)。

（4）在脫硫系統(tǒng)啟動時，建議盡量縮短啟動漿液循環(huán)泵與增壓風(fēng)機的時間間隔，防止吸收塔漿液飄入GGH，在每次啟動脫硫系統(tǒng)后，盡快使用高壓水沖洗GGH一次，防止飄落在換熱元件上的漿液干固，粘附在換熱元件上；只要沖洗就要沖洗徹底，防止結(jié)垢更嚴(yán)重。

（5）在GGH出口原煙道靠近吸收塔的側(cè)壁下邊緣處加裝導(dǎo)流槽，以防漿液順原煙氣煙道流入GGH，可以把順側(cè)壁流下的漿液導(dǎo)流到兩側(cè)順外殼的密封片處流下。

（6）在低負荷時采用減少一臺漿液循環(huán)泵運行方式，不僅可以減少凈煙氣的含帶漿液量，同時也可以減少廠用電率，提高經(jīng)濟性。

4.2整改措施

（1）利用脫硫系統(tǒng)停運時，適當(dāng)調(diào)整蒸汽（高壓水）沖洗噴嘴與換熱元件間的距離以及根據(jù)結(jié)垢程度相應(yīng)增加噴嘴數(shù)量，以保證沖洗介質(zhì)的最大能量利用。

（2）利用脫硫系統(tǒng)停運時，檢查除霧器是否有結(jié)垢現(xiàn)象，根據(jù)除霧效果適當(dāng)調(diào)整除霧器，保證更有效的去除霧滴。

（3）在GGH凈煙氣側(cè)入口前加裝煙氣除濕過濾凈化裝置，定期清理更換，以降低通過GGH 的凈煙氣的濕度和雜質(zhì)含量。

（4）尋找一種垢體溶解劑，在GGH沖洗過程中加入到?jīng)_洗介質(zhì)中，既不腐蝕設(shè)備又可以達到清除垢體的目的。

（5）利用脫硫系統(tǒng)停運時，在滿足吸收塔出入口煙氣溫度的情況下，適當(dāng)調(diào)寬GGH換熱片之間的間距。

5結(jié)束語

目前三河電廠通過各種改造以及運行整改措施，已經(jīng)達到一定的效果，增加了GGH的正常投運時間，但是問題仍然存在，還需要進一步的研究改造。GGH換熱元件結(jié)垢是各電廠石灰石- 石膏濕式煙氣脫硫的一個普遍共同關(guān)注的問題，解決此問題意義重大，希望和大家共同探討，盡快解決此類問題。

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