濕法脫硫GGH結(jié)垢原因分析與對(duì)策

吳順根

（浙能嘉興發(fā)電有限公司，浙江 平湖 314201）

嘉興發(fā)電廠一期2×300 MW機(jī)組煙氣脫硫裝置采用石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)，脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一爐一吸收塔布置，配有氣氣換熱器（GGH），用以加熱吸收塔后的凈煙氣并將煙溫提高到露點(diǎn)以上，降低脫硫凈煙氣對(duì)煙囪內(nèi)壁與煙道等的化學(xué)腐蝕。運(yùn)行中的GGH波紋換熱片通道易積灰堵塞、結(jié)垢，不但影響系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，也影響設(shè)備的安全性、可靠性。

1 脫硫設(shè)備簡(jiǎn)介

嘉興電廠一期脫硫GGH系統(tǒng)包括GGH本體、吹灰裝置、低泄漏風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)等。GGH本體為中心驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，2臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置一運(yùn)一備，采用變頻控制。

GGH吹灰裝置采用半伸縮式吹灰器，每臺(tái)GGH原煙氣側(cè)上下各設(shè)置1個(gè)吹灰器，吹灰系統(tǒng)分為蒸汽吹掃、高壓水沖洗和低壓水沖洗3種方式。蒸汽吹掃在GGH正常運(yùn)行時(shí)定期在線進(jìn)行，高壓水沖洗在GGH差壓超過限值或停運(yùn)時(shí)進(jìn)行，低壓水沖洗一般為GGH撤出運(yùn)行后在就地離線狀態(tài)下進(jìn)行。

從鍋爐引風(fēng)機(jī)煙道引出的原煙氣，通過脫硫增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入GGH換熱降溫，進(jìn)入吸收塔與石灰石漿液進(jìn)行洗滌反應(yīng)和凈化除霧，并控制吸收塔出口煙氣的液滴含量不大于75 mg/Nm3后，再進(jìn)入GGH利用原煙氣交換吸熱，脫硫后的凈煙氣升溫至80℃以上，經(jīng)煙囪排入大氣。

2 運(yùn)行差壓情況

GGH運(yùn)行時(shí)的差壓隨著機(jī)組負(fù)荷的增大而增大，一般也隨運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而增大。GGH投運(yùn)之初，設(shè)備比較干凈，倉格內(nèi)的換熱片通流部分無積灰結(jié)垢，差壓符合設(shè)計(jì)要求。但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，換熱片通流部分出現(xiàn)積灰結(jié)垢甚至堵塞，GGH差壓自然隨之增大。1號(hào)爐GGH差壓的運(yùn)行對(duì)比情況見表1。

隨著投運(yùn)時(shí)間的增加，GGH中原/凈煙氣差壓的增大是回轉(zhuǎn)受熱通流部分積灰結(jié)垢所致，灰垢?jìng)鳠嵝阅懿?，不但影響GGH經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使脫硫增壓風(fēng)機(jī)能耗明顯上升，也會(huì)造成煙囪排煙溫度下降，對(duì)冷凝酸腐蝕的負(fù)面影響不可忽視，還會(huì)影響GGH風(fēng)煙系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

表1 1號(hào)爐GGH原/凈側(cè)煙氣差壓

3 結(jié)垢原因分析

隨著機(jī)組負(fù)荷增大，煙氣量增加、流速增大，GGH運(yùn)行差壓隨之變大是正常情況。而由于受熱面通流部分的積灰結(jié)垢造成GGH差壓變大則是異常狀況，主要原因分析如下。

（1）煤種影響。燃煤含灰量升高，其熱值下降，發(fā)單位負(fù)荷的電量需要的原煤量就增多。在電除塵效率不變的情況下，煙塵含量增加，GGH換熱片易積灰，如果煙塵顆粒粘度、濃度大，更容易造成GGH換熱元件的積灰及堵塞。

（2）電除塵效率降低。電除塵效率下降，出口煙塵濃度過高，凈煙氣中顆粒濃度增加，在吸收塔內(nèi)不但會(huì)影響脫硫效果，還會(huì)在GGH換熱片上沉積結(jié)垢。

（3）除霧器效果差。除霧器是將脫硫后凈煙氣中的水份和石膏顆粒進(jìn)一步洗滌除去，防止其在GGH換熱片表面變濕而結(jié)垢。除霧效果不佳，則凈煙氣中粘附著的石膏顆粒在GGH中吸熱并附著在換熱片表面，從而形成石膏垢狀混合物。

（4）吸收塔漿液運(yùn)行工況控制不好。吸收塔漿液運(yùn)行工況調(diào)整不及時(shí)，隨煙氣攜帶走的硫酸鈣顆粒易在GGH等部件表面上形成難清除的硬垢。同樣，亞硫酸鈣軟垢也會(huì)因氧化而硬化。

（5）GGH維護(hù)不當(dāng)。主要包括檢修和運(yùn)行兩方面，GGH吹灰裝置無法正常投用，運(yùn)行中相關(guān)參數(shù)偏離，蒸汽吹掃時(shí)間短、吹掃沖洗周期過長(zhǎng)、沖洗水壓力低、水沖洗時(shí)間太短。運(yùn)行中缺陷沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理缺陷不及時(shí)或不徹底。諸如噴嘴霧化不良引起覆蓋面變小，噴射密度不均造成死區(qū)等。GGH通流部分的積灰結(jié)垢不能及時(shí)除掉，導(dǎo)致發(fā)生堵塞。

4 GGH防結(jié)垢的對(duì)策

4.1 運(yùn)行中合理定期充分吹掃

GGH吹灰裝置在線吹掃采用蒸汽吹掃和高壓水沖洗。低壓水沖洗一般作為在GGH撤出運(yùn)行時(shí)的離線沖洗。對(duì)換熱器在運(yùn)行中進(jìn)行上下蒸汽吹掃和高壓水沖洗，能有效地將換熱元件通流部分的積灰或結(jié)垢除去。通常先用蒸汽程控吹掃換熱器下部端面1.5 h，結(jié)束后再吹掃上部端面1.5 h，GGH差壓過高時(shí)再用高壓水沖洗下部和上部端面各1 h。吹掃沖洗周期一般為每班一次。如差壓大，適當(dāng)延長(zhǎng)吹掃沖洗時(shí)間及縮短周期，效果更佳。1號(hào)爐GGH采用蒸汽吹掃和高壓水沖洗前后的差壓比較情況見表2。

表2 1號(hào)爐GGH蒸汽吹掃及高壓水沖洗前后差壓

4.2 加強(qiáng)除霧器沖洗

吸收塔運(yùn)行過程中，除霧器折流板上會(huì)有煙塵或漿液顆粒局部沉降粘結(jié)，甚至堵塞，引起流通區(qū)域阻力不均或過大，造成除霧效果差，易使?jié){液顆粒及水滴隨煙氣帶入GGH中，加劇GGH的結(jié)垢。因此應(yīng)加強(qiáng)除霧器沖洗，控制好除霧器差壓，保證除霧效果。

4.3 電除塵提效降耗

電除塵器除塵效果是否良好，與脫硫系統(tǒng)及其GGH安全可靠運(yùn)行密切相關(guān)。脫硫系統(tǒng)進(jìn)口設(shè)計(jì)允許煙塵濃度為200 mg/Nm3，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為調(diào)整到70～80 mg/Nm3以下更佳，因此實(shí)際一直按不超過50 mg/Nm3控制。提高電除器除塵效率，勢(shì)必會(huì)增加廠用電耗，但利大于弊。降低除塵電耗可以通過改進(jìn)整流變的電場(chǎng)運(yùn)行控制方式及進(jìn)一步優(yōu)化電除塵器閉環(huán)控制邏輯等途徑來實(shí)現(xiàn)。

4.4 合理控制吸收塔運(yùn)行參數(shù)

及時(shí)調(diào)整控制吸收塔運(yùn)行參數(shù)，包括吸收塔pH值、漿液密度和吸收塔液位等，也是保證GGH長(zhǎng)周期正常運(yùn)行的重要手段。吸收塔漿液pH值調(diào)整在5.2～5.4，正常按5.2控制。吸收塔漿液密度調(diào)整在1 115～1 130 kg/m3。嚴(yán)格防控吸收塔液位過高溢流，避免增加煙氣中漿液和水滴顆粒的攜帶含量，尤其是因液位過高而導(dǎo)致的漿液直接倒灌進(jìn)GGH。同時(shí)應(yīng)注意吸收塔運(yùn)行時(shí)漿液表層泡沫產(chǎn)生的“虛假”液位，防止?jié){液泡沫倒灌入GGH。

4.5 加強(qiáng)GGH清洗裝置維護(hù)管理

GGH蒸汽吹掃和高壓水沖洗等裝置發(fā)生缺陷異常時(shí)，仍有處置不及時(shí)、不到位的情況，造成GGH蒸汽吹掃或高壓水沖洗在需要時(shí)無法有效投用，致使GGH換熱面上的軟垢逐漸變硬，沉積區(qū)域擴(kuò)展蔓延，以至出現(xiàn)堵塞。

GGH的常見故障有清洗介質(zhì)無法投用供給、清洗介質(zhì)參數(shù)異常、吹灰器槍管動(dòng)作失靈、系統(tǒng)管路泄漏和內(nèi)部噴嘴松脫或堵塞等。防止和減少故障的關(guān)鍵是GGH清洗時(shí)，在保證運(yùn)行參數(shù)的前提下，對(duì)換熱元件回轉(zhuǎn)面及時(shí)、全面覆蓋吹掃，清洗徹底而不留死角。

5 結(jié)語

GGH運(yùn)行中不論工況是否穩(wěn)定，換熱元件都會(huì)積灰、結(jié)垢，但及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，注意控制差壓，能減緩積灰或結(jié)垢增長(zhǎng)速率，將參數(shù)控制在可接受范圍。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及GGH差壓的動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)正確、合理地調(diào)配使用GGH蒸汽吹掃和高壓水沖洗，基本能將積灰結(jié)垢有效清除。

總之，盡量燃用設(shè)計(jì)煤種或接近煤種，注重吸收塔及其GGH運(yùn)行參數(shù)控制，采用有效的GGH清洗方法，加強(qiáng)GGH清洗裝置的維護(hù)管理，是確保脫硫系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。

[1]楊杰.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)GGH結(jié)垢及阻垢研究[J].電力建設(shè)，2009，1:100-101.

[2]何國(guó)鋒.黃埔電廠煙氣脫硫裝置運(yùn)行優(yōu)化分析[J].科技資訊，2009，16:109.