濕法脫硫裝置煙氣換熱器堵塞的原因及建議

摘要：從近年來濕法脫硫裝置的運行實踐來看，GGH(煙氣換熱器)的設(shè)置存在著很大的問題。GGH不僅增加了系統(tǒng)的投資和運行電耗，最大的問題是普遍堵塞嚴重，大大降低了系統(tǒng)的可靠性和可用率。通過GGH壓差變化曲線圖和GGH垢樣分析以及工程實踐,分析得出GGH堵塞的主要原因，并給出了設(shè)計和運行上的建議。

    關(guān)鍵詞：GGH；堵塞；分析；設(shè)計；運行；建議

    中圖分類號：X51文獻標識碼：B

    0·引言

    煙氣換熱器（GGH）用于加熱經(jīng)脫硫裝置處理過的煙氣，使其在進入煙囪前得到升溫，改善尾部煙道及煙囪的腐蝕狀況，使煙氣抬升至一定高度，降低污染物落地濃度，降低系統(tǒng)耗水量，且明顯減輕濕法脫硫后煙囪冒白煙的問題，因此目前已投運的濕法煙氣脫硫裝置大多數(shù)設(shè)置了回轉(zhuǎn)式GGH。但從近年來濕法脫硫裝置的運行實踐來看，GGH的設(shè)置存在著很大的問題。GGH不僅增加了系統(tǒng)的投資和運行電耗，最大的問題是普遍堵塞嚴重，大大降低了系統(tǒng)的可靠性和可用率。隨著煙氣脫硫裝置的投入運行，GGH運行狀況成為脫硫裝置長期、穩(wěn)定運行的重要因素。

    1·火電廠脫硫裝置GGH設(shè)備情況說明

    現(xiàn)在我國火電廠濕法脫硫裝置GGH一般采用豪頓華公司或上海鍋爐廠的產(chǎn)品，豪頓華GGH主要參數(shù)見表1[1]。

               

    2· GGH壓差變化分析

    GGH發(fā)生堵塞后,GGH原煙氣側(cè)和凈煙氣側(cè)壓差就會發(fā)生變化。因此通過對原煙氣側(cè)和凈煙氣側(cè)壓差變化可知GGH的堵塞情況。珠海電廠2×700 MW機組煙氣脫硫技術(shù)引進于德國斯坦米勒公司（現(xiàn)為費西亞巴高克環(huán)保公司FBE），GGH采用豪頓華廠家產(chǎn)品，GGH吹灰采用壓縮空氣，吹灰壓力0.55 MPa，壓縮空氣吹灰頻率為每24小時9~10次，高壓水沖洗壓力10 MPa。由于珠海電廠靜電除塵運行情況不理想，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)入口粉塵濃度較高，最高時到達200 mg/m3。珠海電廠的GGH堵塞情況較嚴重,在火電廠里是較為典型的。圖1是珠海電廠原煙氣側(cè)壓差變化情況曲線圖[2]。

               

    圖1顯示了珠海電廠GGH在2008年4月份初至2008年5月底GGH壓差變化情況，當時脫硫裝置已運行一段時間。從圖1可以看出，從4月7日到4月13日短短的7天里，GGH壓差就從650 Pa上升到900 Pa左右，然后在隨后的21天之內(nèi)，從900 Pa上升到1 100 Pa左右，電廠在對GGH清堵以后，再次投入運行，GGH壓差在20天左右的時間再次從900 Pa上升到1 100 Pa。再次經(jīng)過高壓水沖洗后，GGH壓差基本穩(wěn)定在1 100 Pa左右。從5月16日至5月30日GGH壓差基本穩(wěn)定下來，但振幅卻逐漸增加。振幅的增大是電廠運行人員把增壓風(fēng)機的開度進行了調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的,可以看出GGH壓差最低是900 Pa，最高已經(jīng)達到1 200 Pa以上，這給脫硫系統(tǒng)運行帶來了極大的危害,隨時會危及到增壓風(fēng)機的運行安全。從圖1可以看出，電廠有兩次停止GGH運行進行高壓水沖洗，但效果不佳。

    3· GGH垢樣分析

    對GGH的垢樣采樣分析，表2、表4為GGH垢樣的分析結(jié)果，表3為電廠鍋爐煙塵的分析結(jié)果。從表中可以看出，垢樣主要成分為：CaO、SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaSO4，其中前4種成分即為硅酸鹽的主要成分，這種硅酸鹽經(jīng)高溫燒結(jié)后易水硬結(jié)塊，這也是GGH積垢很難清理的原因。表3為電廠鍋爐煙塵的分析結(jié)果，可以看到，SiO2、AL2O3、CaO和Fe2O3是其主要成分?？梢奊GH垢樣中的SiO2、AL2O3、CaO和Fe2O3應(yīng)主要來自于煙塵，CaSO4來自于吸收塔內(nèi)的石膏漿液。

                 

    4 ·GGH堵塞原因分析

    通過壓差曲線圖及GGH垢樣分析GGH堵塞的原因主要有：

    1）凈煙氣攜帶漿液的沉積結(jié)垢引起堵塞：鍋爐煙氣經(jīng)過吸收塔后，煙溫降低、水分飽和，雖經(jīng)兩級除霧器除下大部分液滴，出口液滴含量在75 mg/m3以下或更低，但因煙氣總量大、GGH連續(xù)運行的時間長，攜帶的石膏漿液的總量很大。這些漿液通過GGH時會粘附在換熱元件上，煙氣的冷熱交替通過，使得部分水分蒸發(fā)，留下溶質(zhì)或固形物并逐漸加厚形成惡性循環(huán)，最終堵塞換熱元件通道，這也是導(dǎo)致GGH堵塞得最根本原因

    2）煙塵引起的GGH堵塞：因吸收塔出口煙氣處于飽和狀態(tài)，并攜帶一定量的水分，GGH加熱元件表面比較潮濕，在GGH原煙氣側(cè)特別是冷端，煙塵會粘附在加熱元件的表面。另外，煙塵具有水硬性，煙氣中的SO3以及塔內(nèi)漿液等與煙塵相互反應(yīng)形成類似水泥的硅酸鹽，隨著運行時間的累積硬化，即使高壓水也難以清除，這同樣引起堵塞問題，在煙塵量大時堵塞更快。

    3）GGH吹掃或沖洗不正?；蚬收?。運行時GGH不吹掃自然會結(jié)垢，有的FGD系統(tǒng)未能按運行規(guī)程進行GGH的定期吹掃，或吹掃的周期長、每次吹掃的時間較短，不能及時去除積灰/垢而形成累積；吹掃氣/汽源參數(shù)不滿足設(shè)計要求，不能達到吹掃效果；當GGH壓差高時未采用高壓水在線沖洗、或沒有沖洗干凈，粘積物板結(jié)成硬垢，造成結(jié)垢越來越嚴重等等。

    5·控制GGH堵塞的方法

    根據(jù)GGH堵塞的原因，從設(shè)計和運行上控制GGH堵塞的措施主要有以下幾方面：

    1）選擇合理的吹灰介質(zhì)：近年來的實踐表明，蒸汽吹灰的效果要優(yōu)于壓縮空氣吹灰。因此應(yīng)盡可能采用蒸汽進行吹灰。廣東珠海金灣電廠以及茂名熱電廠均采用蒸汽吹灰形式，一年內(nèi)都未發(fā)生GGH堵塞問題。

    2）選擇合適的吹灰壓力和保證足夠的吹灰頻率：目前我國GGH的吹灰壓力一般設(shè)計為0.7 MPa，但從現(xiàn)場的試驗情況看，當采用該壓力進行吹灰時，吹灰介質(zhì)速度的衰減較快。應(yīng)提高GGH的吹灰壓力，最好能達到1 MPa左右。另外應(yīng)盡量增加吹灰頻率（如每班2～3次），以減少漿液在受熱面的積聚。

    3）受熱面的熱端、冷端均應(yīng)設(shè)計吹灰器：目前很多GGH只在冷端設(shè)計了吹灰器。而近年來的實踐表明，2個吹灰器的吹灰效果明顯優(yōu)于1個吹灰器。

    4）選擇合適的高壓水沖洗頻率和方式。當GGH的壓差ΔP高達正常值的1.5倍時，用10～15 MPa的高壓沖洗水在線沖洗。但從近年來的實踐看，到1.5倍時再沖洗顯然太遲了?？筛鶕?jù)實際情況適當提前沖洗，如1.2～1.3倍時就進行沖洗。

    5）保證電除塵器的正常運行。保證進入FGD系統(tǒng)的煙塵符合設(shè)計要求，對于系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行是十分重要的。當煙塵含量大于150 mg/m3并持續(xù)時間較長時，應(yīng)暫時減小增壓風(fēng)機動葉開度，或完全停止脫硫系統(tǒng)運行。

    6）加強對FGD系統(tǒng)運行參數(shù)的控制。運行過程中應(yīng)嚴格將漿液密度、pH值控制在正常范圍內(nèi)，防止吸收塔將液出現(xiàn)泡沫，同時最上層除霧器上部沖洗水應(yīng)盡量少投入。

    6·結(jié)論

    隨著我國對環(huán)保工作要求的明顯提高，對火電廠煙氣脫硫裝置的運行要求也有了明顯的提高，GGH堵塞問題也越來越受到重視。GGH堵塞問題并不難解決，只要采取各種合理手段，就能減輕GGH堵塞的程度，提高系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性。