魏書洲，溫武斌，張國新，蔡向東，田長河

（1.三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 三河065201；2.中電投赤峰熱電廠，遼寧 赤峰024000）

0 引言

隨著國家對環(huán)保要求越來越嚴(yán)，更多的火力發(fā)電機(jī)組設(shè)置了煙氣脫硫裝置，據(jù)國家環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)，截止到2010年，全國火電機(jī)組脫硫裝機(jī)容量達(dá)到5.78億kW，占全部火電機(jī)組比例的82.6%。

煙氣換熱器（Gas Gas Heater），簡稱GGH，是脫硫系統(tǒng)中的主要裝置之一，采用兩分倉容克式煙氣加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原煙氣和凈煙氣換熱。使凈煙氣溫度從50℃左右上升到80℃左右，以減少對下游設(shè)備的腐蝕，提高煙囪排氣的抬升高度，降低污染物落地含量，防止石膏雨的發(fā)生。同時(shí)將原煙氣溫度從120℃左右降低到90℃左右，以防止煙溫過高對吸收塔防腐層、除霧器元件等設(shè)備的損壞，同時(shí)降低脫硫系統(tǒng)工藝水的消耗。

國內(nèi)初期建設(shè)的電廠濕法煙氣脫硫裝置，大部分均安裝了煙氣換熱器（GGH）。實(shí)踐證明，設(shè)置GGH的脫硫裝置，系統(tǒng)投入率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未設(shè)置GGH的脫硫系統(tǒng)，主要原因在于GGH堵塞，脫硫系統(tǒng)煙氣阻力增加。本文將結(jié)合三河電廠脫硫裝置GGH，對堵塞原因及治理措施進(jìn)行分析和探討。

1 設(shè)備簡介

三河電廠一期脫硫?qū)儆诟脑祉?xiàng)目，在原有2×350MW燃煤機(jī)組上加裝2套石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，如下圖1所示。

圖1 脫硫系統(tǒng)圖

主體工程采用德國比曉夫噴淋塔，一爐一塔，分別設(shè)有增壓風(fēng)機(jī)和GGH，鍋爐尾部煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入GGH原煙氣側(cè)，經(jīng)GGH降溫后進(jìn)入吸收塔，脫硫后的煙氣由GGH凈煙氣側(cè)經(jīng)GGH升溫后通過煙囪排向大氣。GGH使用上海鍋爐廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的30.5－V－450型兩分倉回轉(zhuǎn)式煙氣加熱器。1#、2#機(jī)組脫硫系統(tǒng)分別于2007年6月和7月正式投入運(yùn)行。

GGH配套2套克萊德貝爾格曼PS－AL型半伸縮式雙介質(zhì)吹灰器，工作介質(zhì)為低壓水、蒸汽和高壓水，日常運(yùn)行采用蒸汽和高壓水沖洗，配套在線和離線低壓水沖洗。吹灰器布置在原煙氣側(cè)，動(dòng)作原理為前進(jìn)間歇式后退直動(dòng)式，蒸汽和在線低壓水共用一支槍管，高壓水用一支槍管，2支槍管同時(shí)進(jìn)退。配套一臺WOMA－DALONG 752－P45型高壓柱塞泵提供沖洗用高壓水，低壓水源來自工藝水系統(tǒng)，吹掃用蒸汽來自鍋爐側(cè)吹灰蒸汽系統(tǒng)，引自空預(yù)器吹灰母管處。吹掃介質(zhì)參數(shù)如表1所示。

表1 清潔裝置主要參數(shù)

2 運(yùn)行情況

1#、2#機(jī)組脫硫投產(chǎn)以后，GGH按設(shè)計(jì)吹灰頻率運(yùn)行，差壓一直呈上升趨勢，蒸汽吹掃前后GGH壓差無變化，一個(gè)月后，差壓達(dá)到1500Pa，開始使用高壓水沖洗，差壓降低比較明顯，到后來高壓水沖洗效果亦不明顯，只好停機(jī)進(jìn)行離線高壓水沖洗，壓力為400Bar。

為解決GGH換熱元件堵塞問題，于2008年對GGH清潔裝置運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化。提高了在線高壓水沖洗的頻率，同時(shí)對吹灰器的運(yùn)行參數(shù)都進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整情況如表2所示。

表2 GGH換熱元件清潔裝置運(yùn)行優(yōu)化情況

導(dǎo)流板、在吸收塔入口加裝擋漿檐等等。這些措施和方案的實(shí)施，從一定程度上保證了脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，但是并沒有使換熱元件結(jié)垢情況得到有效控制，GGH差壓依然居高不下，增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)長期高電流運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)影響爐膛負(fù)壓控制，需要定期將脫硫系統(tǒng)停運(yùn)進(jìn)行離線沖洗（平均每2～3個(gè)月要進(jìn)行1次離線沖洗，嚴(yán)重時(shí)每月離線沖洗1次），使脫硫系統(tǒng)投運(yùn)率大打折扣。期間也嘗試過對部分換熱元件進(jìn)行拆除，但是拆除后并沒有使差壓得到有效控制，基于下游設(shè)備尤其是煙囪的防腐考慮，最終對拆除的換熱元件進(jìn)行了回裝。

經(jīng)過化學(xué)清洗和反復(fù)離線高壓水沖洗（600Bar壓力），加上在線高壓水沖洗的作用（為提高沖洗效果，2010年更換了400Bar在線高壓沖洗水泵），換熱元件表面搪瓷損壞，元件腐蝕嚴(yán)重，部分元件已經(jīng)喪失了煙氣流通和換熱能力。為保證脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行，2011年對2#機(jī)組的GGH進(jìn)行了重大技改，更換了整套大通道換熱元件。

3 問題產(chǎn)生原因分析和再治理

通過對以上治理工作的總結(jié)，為保證新的換熱元件不再重蹈覆轍，專業(yè)人員在對GGH在線清潔系統(tǒng)進(jìn)行深入分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，GGH吹掃蒸汽系統(tǒng)在就地位置沒有壓力和溫度測點(diǎn)，以往蒸汽吹灰參數(shù)的設(shè)定，通過汽源處的壓力P2，根據(jù)管路壓損ΔP計(jì)算得出P＝P2－ΔP。但是通過實(shí)地檢測，管路壓力溫度損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論計(jì)算值，經(jīng)拆卸管道保溫發(fā)現(xiàn)，在蒸汽管路上有一個(gè)過濾減壓閥，此閥門在基建移交的說明書和圖紙中沒有記錄，導(dǎo)致長期以來GGH蒸汽吹掃壓力和溫度偏低。發(fā)現(xiàn)此問題后，馬上對1#、2#機(jī)組GGH蒸汽管路上的過濾減壓閥進(jìn)行了拆除，并在吹灰器就地位置加裝壓力表和溫度計(jì)，如圖2所示，對蒸汽吹掃參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使就地壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力（溫度偏低，最高270℃），并按照設(shè)計(jì)的吹掃頻率進(jìn)行吹掃。

圖2 GGH清洗裝置蒸汽系統(tǒng)示意圖

通過對吹掃蒸汽參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，表3所示。2#GGH更換換熱元件后，運(yùn)行2個(gè)月差壓一直保持在設(shè)計(jì)值運(yùn)行（單側(cè)差壓在400Pa以內(nèi)），1#GGH滿負(fù)荷時(shí)單側(cè)差壓從1 400Pa降低到900Pa并保持穩(wěn)中有降的趨勢，增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流下降30A，引風(fēng)機(jī)從調(diào)整前一高一低到調(diào)整后雙低運(yùn)行，節(jié)能效果顯著。值得一提的是，1#GGH由于換熱元件損壞較多，部分換熱元件已經(jīng)失去了流通能力，因此差壓再下降的潛力受到限制。

表3 吹灰參數(shù)優(yōu)化情況

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過對三河電廠1#、2#GGH換熱元件堵塞治理過程，總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：

（1）GGH堵塞治理，控制吹灰是關(guān)鍵。當(dāng)前GGH吹灰介質(zhì)主要有蒸汽和壓縮空氣2種，蒸汽吹掃效果明顯優(yōu)于壓縮空氣。一是因?yàn)檎羝梢缘玫捷^高的壓力，二是因?yàn)檎羝祾叱藟毫ψ饔猛?，另一個(gè)不可忽視的作用，就是通過高溫對換熱元件和灰垢加熱，利用灰垢和換熱元件的熱膨脹之差，使灰垢松動(dòng)脫落。因此，蒸汽吹掃溫度和壓力同樣重要，蒸汽溫度過低，不但不能達(dá)到預(yù)想的吹灰效果，還可能造成蒸汽帶水，對換熱元件造成巨大的沖刷和損壞。

（2）高壓水沖洗只能作為控制差壓的輔助手段，而不能作為一種常規(guī)手段使用，過于頻繁的高壓水沖洗，不但不能有效控制GGH差壓，反而使換熱元件表面搪瓷遭到破壞，加劇了換熱元件表面結(jié)垢。在不得不使用高壓水沖洗的時(shí)候，也不要將壓力調(diào)的太高，一般控制在100～150Bar。

（3）在GGH差壓控制中，吸收塔運(yùn)行參數(shù)控制不可忽視，要合理地控制吸收塔pH值和漿液密度。一般建議密度控制在1 080～1 120kg／m3，pH值控制在5.0～5.5之間比較適宜，pH值和密度過高會(huì)加劇下游設(shè)備的結(jié)垢。

（4）脫硫廢水的正常排放對GGH堵塞治理也起著至關(guān)重要的作用，廢水排放不及時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的酸不溶物等惰性物質(zhì)累積，引起吸收塔漿液起泡，造成虛假液位，嚴(yán)重時(shí)泡沫沿原煙道流入GGH，造成換熱元件結(jié)垢。

（5）要控制好吸收塔的氧化效果，漿液中亞硫酸鹽的氧化率在15%～90%的區(qū)間，漿液容易發(fā)生結(jié)垢，目前的濕法脫硫系統(tǒng)多為強(qiáng)制氧化，因此要保證吸收塔氧化系統(tǒng)可靠運(yùn)行，保證氧化率達(dá)到90%以上，從而減少吸收塔下游設(shè)備的結(jié)垢。

5 結(jié)語

（1）選擇合適的吹灰介質(zhì)，可使GGH差壓控制事半功倍，鑒于蒸汽吹掃效果明顯優(yōu)于壓縮空氣，因此建議新建脫硫系統(tǒng)GGH清潔裝置選擇蒸汽＋高壓水運(yùn)行方式，但高壓水只作為輔助手段，不可多用。

（2）蒸汽吹掃一定要保證足夠高的壓力和溫度（一般為1.2～1.4MPa，320～350℃）。

（3）合適的pH值、漿液密度、良好的氧化效果和正常的廢水排放，對GGH差壓控制都至關(guān)重要。

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