章丘电厂脱硫GGH堵塞原因分析与优化治理措施探析中国

摘要： 本文针对华电章丘发电有限公司二期2×300MW机组脱硫GGH运行中出现的堵塞情况进行原因分析，并提出多种有效的优化治理方案，研究成果对电厂解决GGH堵塞具有重要的实际指导作用，同时对于降低电厂脱硫系统能耗指标也起到一定的借鉴意义。
关键词：GGH；压差；堵塞
Abstract: The article had analyzed the reasons for the stoppage of GGH in the first stage desulfurizing system in Gua Dian ZhangQiu power plant, put forward the effective harness scheme which resulted in a Significantly effect,To solve the GGH in power plant block the research has important practical significance. At the same time for reducing power plant desulphurization system energy consumption index also play a certain reference significance.
Key Words: GGH;；Pressure Loss； stoppage

1. 前言

华电章丘发电有限公司（以下简称“章丘电厂”）二期2×300MW机组工程的燃煤锅炉提供2套全烟量处理的湿式石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置。脱硫工艺采用石灰石——石膏湿法工艺，采用一炉一塔系统配置，共两套脱硫系统。脱硫系统采用烟气—换热器（GGH）对脱硫后净烟气升温。
GGH采用原烟气加热净烟气，不需要另外供能，GGH的设置有利于减少电厂的用水量，抬升烟气高度和防止烟囱腐蚀，因此在烟气脱硫系统中采用GGH加热净烟气在我国已经得到广的泛应用。但华电章丘发电厂GGH装置在实际运行过程中经常出现腐蚀、堵塞和漏风等问题，严重影响脱硫系统和机组的安全生产运行。调研发现这也是我国目前脱硫系统GGH普遍存在的问题。

2. 烟气换热器（GGH）运行中出现的问题

华电章丘发电有限公司使用豪顿华工程有限公司生产的29.5N450型两分仓回转式烟气换热器， 采用DNF搪瓷表面换热元件，换热元件型式为DU紧凑型，换热元件高450mm，换热器框架高度700mm，并配套高压水冲洗、蒸汽吹灰。该设备2006年9月投入运行，自投入运行至今，GGH运行状况持续恶化，从开始阶段的6-7个月停运离线冲洗1次，发展到后来的3-4个月离线冲洗1次，堵塞的GGH造成脱硫烟气系统阻力增加，机组被迫降负荷运行。2012年5月，#4机组大修，进入GGH壳体内部检查发现换热原件堵塞严重，其最外圈约600-800mmf范围以及中心半径约1000-1200mm范围已基本全部堵塞，且多为难以清除的硬垢，GGH壳体腐蚀严重，多出玻璃鳞片防腐层脱落。
归纳起来章丘电厂GGH实际运行中主要存在两方面问题：

2.1GGH换热元件堵灰：

GGH运行时堵灰严重，造成GGH压差大幅增大，原、净烟气侧压差最大1400Pa，增压风机电流最大将近320A，引起增压风机超负荷运行、出现喘震甚至跳闸现象，从而导致整个FGD系统的运行障碍，甚至无法正常运行。

摘自：本科毕业论文结论www.udooo.com

图1：GGH换热原件堵塞情况
GGH堵塞，需经常对GGH进行离线高压水冲洗，使得脱硫系统频繁退投，影响了脱硫系统的投运率，同时增加了大量的检修维护费用。

2.2 GGH换热元件腐蚀、结垢

GGH运行一段时间后，设备换热元件的腐蚀问题也随之而来，镀搪瓷换热元件就出现了严重腐蚀、甚至搪瓷剥落现象，严重影响了GGH的换热效果，也给GGH的正常检修维护带来了困难。目前，在FGD系统运行中，换热元件的腐蚀问题也越来越得到大家的重视。

图2：GGH壳体内部腐蚀情况
GGH结垢会使GGH换热效果下降，导致吸收塔入口烟气温度升高，不利于SO2的吸收，影响吸收塔的脱硫效率。同时烟气温度升高还有可能造成吸收塔防腐层的破坏。GGH换热效果下降，还会导致脱硫系统出口烟气温度降低，加剧了烟气对出口烟道和烟囱的腐蚀。

3. 烟气换热器（GGH）堵塞及腐蚀结垢的原因分析

3.1清洁装置效果不理想

一般GGH都安装有清洁装置，清洁装置目前有五种即：在线压缩空气清灰、在线蒸汽吹灰、在线声波吹灰、在线高压水冲洗和离线高压水清洗，目前日常运行中采用的是在线蒸汽吹灰和在线高压水冲洗两种方式。
实际运行中，观察GGH波纹板堵塞情况可见，清洁装置清洗效果很不理想。净烟气湿度和携带的石膏-石灰石混合物颗粒形成的固态结垢，这种固态结垢非常牢固，即使清洁装置无事故正常高效运行，其清洗效果也极其微弱。

3.2烟气组分偏差大

随着煤电供应问题的日益突出，电厂用煤品种十分复杂，许多电厂的燃煤与当初FGD系统的设计煤种与校核煤种完全不同，含硫量、含尘量、含水量等严重超标，其他成分也和最初FGD系统设计时的成分不同，这些因素使得进入FGD系统的烟气组分变得十分复杂。另外，煤种的变化也给静电除尘器的运行带来了难度，再加上有些电厂ESP本身的运行问题，使得FGD系统中GGH设备处理的烟气含尘量、含水量加大。导致原烟气中未被除尘器除净的粉尘和净烟气携带的水分一起附着在换热元件表面，经过长久的运行数量逐渐增加，最终沉淀下来，容易造成设备堵塞。

3.3脱硫系统的非正常运行

来自FGD系统内的原因，主要是由GGH的下游设备的选型设计及运行问题带来的。脱硫吸收塔的设计不同、脱硫剂的质量好坏、除雾器的设计及选型不同、运行正常与否等，也都会使进入GGH设备的净烟气质量变差。除了带有大量水汽、雾汽之外，有时会夹杂大量石膏等副产物，极端例子是吸收塔控制液位过高、出现返浆倒灌现象等，这些问题都会作用于GGH设备，使得GGH的运行雪上加霜。我公司2012年5月检查发现，吸收塔原烟气入口帽檐部分腐蚀脱落，运行过程中部分吸收塔循环浆液通过吸收塔入口原烟道进入GGH换热元件上部，一定程度上也加重了GGH的堵塞。

3.4 GGH传热元件的设计、质量问题

关于GGH设备本身，其换热元件是否过于紧凑配置、波形是否合理等因素也是影响该设备运行中是否堵塞的一个重要因素。
章丘电厂的GGH传热元件为DU紧凑型，为了保证设计的换热效果GGH传热元件设计较为致密。在GGH运行环境不理想的情况下，如粉尘浓度偏大湿度偏大等等情况下，烟气中的粉尘和硫氧化物容易粘附在波纹板上，日积月累发生阻塞。这种自身设计缺陷无法避免，只有实际运行才能找到合适的GGH结构参数。
另一方面从电厂实际运行状况看，传热元件表面腐蚀严重，部分区域已经出现塌陷现象，进一步观察传热元件表面，由于受到酸性气体的作用，传热元件的表面普遍受到侵蚀，表面光洁度被严重破坏，部分表面搪瓷镀层出现剥落， 因此传热元件的抗腐蚀能力很重要，一般换热元件采用表面镀搪防止腐蚀，镀搪工艺和质量是GGH正常运行一个关键因素。镀搪工艺有浸涂与喷涂之分，也有干法与湿法的区别，不同的镀搪工艺、以及采用不同的基材、铀粉等，都会对GGH设备中换热元件的性能、寿命等带来不同的影响。目前国内电力行业、脱硫行业仅对使用国产镀搪元件和进口镀搪元件作了要求，并未对镀搪工艺、镀搪质量作比较。