脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器堵塞原因分析及對(duì)策

                              趙紅文

                  (內(nèi)蒙古華電包頭發(fā)電有限公司,內(nèi)蒙古包頭　014013)

    摘　要：脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器頻繁堵塞,嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)正常投運(yùn),成為影響脫硫系統(tǒng)投用率的重大問題。對(duì)煙氣換熱器(GGH)堵塞原因進(jìn)行了分析,提出了解決辦法。

    關(guān)鍵詞：煙氣換熱器;堵塞;除霧器;吹灰器

    中圖分類號(hào)：X 701. 3　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B　　　文章編號(hào)：1674-1951(2010)05-0071-03

    0　引言

    內(nèi)蒙古華電包頭發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)后,煙氣換熱器(GGH)頻繁堵塞,造成增壓風(fēng)機(jī)電流增大,脫硫系統(tǒng)經(jīng)常停運(yùn)。為了解決該問題,內(nèi)蒙古華電包頭發(fā)電有限公司對(duì)GGH進(jìn)行了技術(shù)改造。將GGH蓄熱片由DNS型改為巴克杜爾的直通型,高壓水泵由10MPa改為150MPa。投運(yùn)后GGH堵塞有所好轉(zhuǎn),但仍沒達(dá)到預(yù)期的目的。GGH堵塞是一個(gè)系統(tǒng)問題,與之相關(guān)的設(shè)備是電除塵設(shè)備、吸收塔除霧器、GGH本身及其清掃機(jī)構(gòu)。

    1　電除塵設(shè)備

    電除塵設(shè)備對(duì)GGH的影響表現(xiàn)在出口含塵率上,相關(guān)規(guī)程規(guī)定:GGH入口灰塵的質(zhì)量濃度應(yīng)低于150mg/m3,若高于250mg/m3則要停用脫硫系統(tǒng)。電除塵器出口含塵率高則意味著到達(dá)GGH的煙氣所帶灰分較多,灰分碰上GGH蓄熱面(帶有水分),會(huì)和上面的石膏反應(yīng)生成一種比較硬的結(jié)酸性垢物。電除塵設(shè)備出口含塵量增加,有2個(gè)方面的原因。

    1.1　電除塵設(shè)備本體狀態(tài)

    新建大型發(fā)電廠有輔機(jī)檢修管理經(jīng)驗(yàn)的人員較少,因此,電除塵設(shè)備的檢修管理處于邊緣狀態(tài),每次設(shè)備的大小修都不在檢修重點(diǎn)范圍內(nèi),造成內(nèi)部缺陷越積越多,影響到電除塵器出口含塵率,出口灰塵的質(zhì)量濃度大于300mg/m3的情況比較普遍。建議在設(shè)備的管理方面要公平對(duì)待所有設(shè)備,以提高重要輔機(jī)的健康水平。華電包頭發(fā)電有限公司電除塵設(shè)備出口灰塵的質(zhì)量濃度曾經(jīng)約300mg/m3, 2008年、2009年大修中將電除塵設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)招標(biāo),嚴(yán)格管理大修質(zhì)量,產(chǎn)生了很好的效果,大修后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)灰塵的質(zhì)量濃度約150mg/m3。但由于電除塵設(shè)備運(yùn)行的特殊性———各振打傳動(dòng)件在塵中運(yùn)行、陰陽(yáng)極板長(zhǎng)年受振打錘擊、運(yùn)行中不可檢查等因素的影響,要維持電除塵長(zhǎng)期處于高效狀態(tài),必須每年對(duì)電除塵進(jìn)行及時(shí)檢修,可根據(jù)情況確定檢修級(jí)別。

    1.2　電除塵運(yùn)行調(diào)節(jié)

    電除塵控制系統(tǒng)設(shè)置比較簡(jiǎn)單,振打系統(tǒng)及占空比(或火電率)的調(diào)節(jié)不能隨負(fù)荷及煤質(zhì)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng),也不能隨電場(chǎng)退出做相應(yīng)調(diào)整。參數(shù)由運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié),造成了出口含塵量的人為增加。技術(shù)管理部門應(yīng)牽頭,聯(lián)系廠家進(jìn)行程序優(yōu)化。電除塵參數(shù)應(yīng)自動(dòng)跟蹤煤質(zhì)含灰量變化,同時(shí)也要根據(jù)燃燒情況(如煙氣量)做相應(yīng)自動(dòng)跟蹤。如果電除塵部分電場(chǎng)有故障,可以手動(dòng)調(diào)整電場(chǎng)參數(shù),以相應(yīng)第2電場(chǎng)充當(dāng)?shù)?電場(chǎng),并依此類推,以提高除塵效率。

    2　吸收塔除霧器

    GGH結(jié)垢物的主要成分是石膏及石灰石、亞硫酸鈣(見表1),這些物質(zhì)都來自吸收塔,這就說明煙氣攜帶量偏離設(shè)計(jì)值。如果煙氣帶出的這些物質(zhì)比較少,結(jié)垢情況應(yīng)該得到扭轉(zhuǎn)。

    吸收塔內(nèi)影響攜帶量的設(shè)備是除霧器,規(guī)程規(guī)定煙氣離開除霧器時(shí)攜帶量須小于75mg/m3,事實(shí)上攜帶量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)值。攜帶量加大說明除霧器沒有很好地工作,除霧器說明書上規(guī)定:除霧器運(yùn)行有效范圍為35% ~100%負(fù)荷。這說明除霧器如果運(yùn)行在低于35%負(fù)荷及高于100%負(fù)荷時(shí),不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效率,即出現(xiàn)除霧效果差、帶漿量大的問題。

    2.1　低流速運(yùn)行

    有些單位為了節(jié)電,將旁路系統(tǒng)打開運(yùn)行,使通過增壓風(fēng)機(jī)的煙氣量低于其設(shè)計(jì)煙量的35%,這時(shí),煙氣流速不在除霧器運(yùn)行的有效范圍,煙氣對(duì)除霧器板面的碰撞量減少,導(dǎo)致部分煙氣飄出除霧器沒有達(dá)到除霧效果,最終使除霧器出口煙氣中含水量增加,水分中的漿液也同時(shí)被帶出吸收塔到達(dá)了GGH。另一方面,高速煙氣對(duì)GGH有自清掃的作用,這個(gè)作用在煙氣量小于35%時(shí)可以認(rèn)為已經(jīng)削弱或者沒有了。于是霧滴中的漿液黏附在蓄熱面上,通過高溫?zé)煔獾募訜?同煙中灰塵及煙中酸性物質(zhì)迅速沉積一種成很難清理的沉積物。



    華電包頭發(fā)電有限公司GGH技改1個(gè)月后檢查蓄熱面,發(fā)現(xiàn)上面有一層薄薄的硬結(jié)垢物,就是上述原因造成的。所以,應(yīng)該很認(rèn)真地對(duì)待設(shè)備說明書的要求參數(shù),隨意改變會(huì)造成不可想象的后果。

    2.2　高流速運(yùn)行

    有資料顯示,國(guó)內(nèi)電廠脫硫系統(tǒng)中存在設(shè)計(jì)容量嚴(yán)重不足的問題。在設(shè)計(jì)初期參照鍋爐設(shè)計(jì)煙氣量,這本身沒有錯(cuò),但沒有考慮到電廠燃燒的煤不是設(shè)計(jì)煤種,煙氣量超標(biāo)十分明顯。華電包頭發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的煙氣量比設(shè)計(jì)煙氣量大20%。

    高負(fù)荷時(shí)由于煙氣超過設(shè)計(jì)值,GGH帶水量明顯增加(在GGH凈煙氣出口,曾出現(xiàn)1個(gè)腐蝕洞,從洞中噴出大量水分),會(huì)引起GGH差壓升高。由于煙氣量增大,煙氣中帶漿量將超過設(shè)計(jì)值;同時(shí),煙氣量大會(huì)導(dǎo)致煙氣流速超出除霧器的設(shè)計(jì)值(華電包頭發(fā)電有限公司設(shè)計(jì)為4. 5m/s),聚集到除霧器板面上的液滴又會(huì)被高速煙氣帶走,除霧器不能有效去除煙氣中的液滴,導(dǎo)致煙氣帶水、帶漿量增大,下游的GGH首當(dāng)其沖,成為受害者。除霧器有垂直式和水平式2種布置形式。垂直布置,設(shè)計(jì)煙氣流速不超過4. 5m/s;水平布置,設(shè)計(jì)煙氣流速可以達(dá)6m/s。

    最常見的是垂直布置(垂直煙氣流向),如果想改造可以在出口水平煙道增加一級(jí)水平布置。有資料顯示,最新型的垂直除霧器流速最高可達(dá)6.5m/s,所以,也可以增加一級(jí)高速垂直除霧器。假如有2級(jí)除霧器,第1級(jí)重點(diǎn)考慮低煙氣流速(如4m/s以下流速),第2級(jí)考慮高流速煙氣,設(shè)計(jì)流速可以達(dá)5m/s或以上。有3級(jí)除霧器是最好的。

    2.3　除霧器沖洗水

    如果除霧器沖洗水出現(xiàn)問題,除霧器將會(huì)發(fā)生部分堵塞,通流部分流速增加,導(dǎo)致除霧效果差。該原因引起的問題同第2. 2條。

    (1)沖洗程序。除霧器要保持高效運(yùn)行狀態(tài),沖洗是必不可少的,沖洗工作應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程,同時(shí)兼顧負(fù)荷情況。沖洗可以清潔除霧器板面,副作用是沖洗水會(huì)被煙氣帶走。所以,必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程,根據(jù)停機(jī)檢查情況及時(shí)調(diào)整沖洗時(shí)序。

    (2)沖洗水壓力。為使除霧器保持清潔狀態(tài),沖洗水是唯一的手段,必須保證合適的水壓。華電包頭發(fā)電有限公司除霧器沖洗水要求噴嘴壓力為0. 2MPa,但是在沖洗水末端管道又未設(shè)壓力表,無法根據(jù)表計(jì)調(diào)節(jié)沖洗壓力,而且鋼塑復(fù)合管上也沒有辦法增加壓力表。為了解決這個(gè)問題,運(yùn)行人員在停機(jī)時(shí)觀察沖洗水的沖洗效果,確定閥門開度與沖洗水的壓力關(guān)系,然后根據(jù)閥門開度、除霧器水泵出口壓力調(diào)節(jié)沖洗水壓力。檢查結(jié)果表明,改造效果非常好。

    (3)沖洗水管的檢查。除霧器沖洗水管在運(yùn)行中,會(huì)出現(xiàn)管道斷裂或其他問題。在檢修狀態(tài)中,除霧器水管一定要列入必查項(xiàng)目,保證在運(yùn)行狀態(tài)下良好的沖洗效果。

    2.4　除霧器差壓無法觀察,堵塞情況不明很多吸收塔未設(shè)計(jì)除霧器差壓計(jì),沒有辦法從數(shù)據(jù)上判斷除霧器是否堵塞,不能及時(shí)進(jìn)行處理,影響除霧器效果。如果有可能,應(yīng)該增壓力檢測(cè)設(shè)備。

    3　GGH自身檢查

    停機(jī)時(shí)對(duì)GGH進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)原煙氣側(cè)有大量黃色泥巴狀的東西掛滿了支撐梁,從原煙道側(cè)死角還可以看到有沉積的灰塵,可見電除塵設(shè)備的管理有需要改進(jìn)的地方。

    GGH吹灰方式有壓縮空氣、高壓水、蒸汽吹灰、乙炔炮等。華電包頭發(fā)電有限公司吹灰器吹灰方式有壓縮空氣、在線高壓水、離線低壓水3種。壓縮空氣每班常吹;在線高壓水在GGH差壓上升到設(shè)計(jì)值150%時(shí)進(jìn)行沖洗;低壓水在在離線方式下結(jié)合在線高壓水進(jìn)行沖洗,在管線的布置上增加了高壓水防堵裝置。按設(shè)計(jì)方法,蓄熱面應(yīng)該是非常干凈,但實(shí)際情況并非如此。

    GGH蓄熱面從2008年12月改造到2009年6月,未進(jìn)行過人工沖洗,從這個(gè)方面講,效果還是非常不錯(cuò)的。但蓄熱面結(jié)垢非常明顯,對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行了分析,歸納了以下6個(gè)方面的原因:

    (1)壓縮空氣供氣不正常,脫硫用氣量比較大因?yàn)槠渌胤接脷?值長(zhǎng)經(jīng)常會(huì)要求脫硫系統(tǒng)停止吹掃。

    (2)壓縮空氣供氣壓力為0. 6~0. 7MPa,同GGH廠家要求的1. 0MPa相比是有差距的。應(yīng)該給脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的壓縮機(jī),出口壓力1. 0MP以上,氣量滿足2臺(tái)機(jī)組同時(shí)不間斷吹掃的要求。

    (3)在線高壓水在GGH差壓達(dá)到設(shè)計(jì)值150%時(shí)進(jìn)行清掃,但從實(shí)際情況看,此時(shí)的沖洗效果非常差。根據(jù)差壓進(jìn)行吹掃不太合適,應(yīng)定期進(jìn)行清掃同時(shí),結(jié)合差壓情況進(jìn)行沖洗。如果電除塵有電場(chǎng)退出或振打異常,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行高壓水沖洗。

    (4)GGH差壓升高,如果高壓水沖洗不起效果要立刻檢查高壓水噴嘴,高壓水噴嘴即使在設(shè)有反吹掃空氣的情況下,堵塞情況也非常頻繁、嚴(yán)重。

    (5)吹灰方式采用高壓水還是蒸汽方式,應(yīng)該根據(jù)GGH堵塞情況進(jìn)行選擇。根據(jù)華電包頭發(fā)電有限公司的情況,應(yīng)采用蒸汽方式吹灰,高溫高壓蒸汽在經(jīng)過蓄熱面之間時(shí)會(huì)加熱周圍煙氣,令煙氣膨脹而振動(dòng)板面,產(chǎn)生吹掃及振動(dòng)2個(gè)作用,可以吹掃剛黏附上的堵塞物,也可振松沉垢。從一些使用蒸汽吹掃的電廠了解到,即使溫度略低于設(shè)計(jì)值,蒸汽吹掃的效果仍非常明顯。

    (6)日常檢查過程中發(fā)現(xiàn),離線方式清洗效果比較好。如果電廠有停機(jī)時(shí)間,應(yīng)安排高壓水沖洗。先用低壓水浸泡6 h以上(間斷沖洗),再用高壓水沖洗,如果時(shí)間允許,可以反復(fù)進(jìn)行。

    4　結(jié)束語(yǔ)

    GGH的堵塞是一個(gè)必然的過程,最有效的工作就是延緩結(jié)垢的速度,保證GGH蓄熱件在使用壽命周期內(nèi)能很好地工作,達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)約能源的效果。對(duì)GGH的堵塞原因要認(rèn)真分析,及時(shí)進(jìn)行檢查,對(duì)檢查出的問題結(jié)合大、小修進(jìn)行處理。筆者希望在日常工作中積累的這些經(jīng)驗(yàn),可以為解決GGH堵塞問題提供思路。

    

    作者簡(jiǎn)介：趙紅文(1971—),男,陜西渭南人,工程師,從事發(fā)電廠脫硫運(yùn)行方面的工作。