濕法脫硫GGH結垢原因分析與對策

吳順根

（浙能嘉興發電有限公司，浙江 平湖 314201）

嘉興發電廠一期2×300 MW機組煙氣脫硫裝置采用石灰石/石膏濕法脫硫技術，脫硫系統設計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以上，降低脫硫凈煙氣對煙囪內壁與煙道等的化學腐蝕。運行中的GGH波紋換熱片通道易積灰堵塞、結垢，不但影響系統運行的經濟性，也影響設備的安全性、可靠性。

1 脫硫設備簡介

嘉興電廠一期脫硫GGH系統包括GGH本體、吹灰裝置、低泄漏風機、密封風機等。GGH本體為中心驅動的回轉式煙氣換熱器，2臺驅動裝置一運一備，采用變頻控制。

GGH吹灰裝置采用半伸縮式吹灰器，每臺GGH原煙氣側上下各設置1個吹灰器，吹灰系統分為蒸汽吹掃、高壓水沖洗和低壓水沖洗3種方式。蒸汽吹掃在GGH正常運行時定期在線進行，高壓水沖洗在GGH差壓超過限值或停運時進行，低壓水沖洗一般為GGH撤出運行后在就地離線狀態下進行。

從鍋爐引風機煙道引出的原煙氣，通過脫硫增壓風機進入GGH換熱降溫，進入吸收塔與石灰石漿液進行洗滌反應和凈化除霧，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，經煙囪排入大氣。

2 運行差壓情況

GGH運行時的差壓隨著機組負荷的增大而增大，一般也隨運行時間的增長而增大。GGH投運之初，設備比較干凈，倉格內的換熱片通流部分無積灰結垢，差壓符合設計要求。但隨著運行時間的增加，換熱片通流部分出現積灰結垢甚至堵塞，GGH差壓自然隨之增大。1號爐GGH差壓的運行對比情況見表1。

隨著投運時間的增加，GGH中原/凈煙氣差壓的增大是回轉受熱通流部分積灰結垢所致，灰垢傳熱性能差，不但影響GGH經濟運行，使脫硫增壓風機能耗明顯上升，也會造成煙囪排煙溫度下降，對冷凝酸腐蝕的負面影響不可忽視，還會影響GGH風煙系統的安全可靠運行。

表1 1號爐GGH原/凈側煙氣差壓

3 結垢原因分析

隨著機組負荷增大，煙氣量增加、流速增大，GGH運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，發單位負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，在吸收塔內不但會影響脫硫效果，還會在GGH換熱片上沉積結垢。

（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一步洗滌除去，防止其在GGH換熱片表面變濕而結垢。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）吸收塔漿液運行工況控制不好。吸收塔漿液運行工況調整不及時，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，亞硫酸鈣軟垢也會因氧化而硬化。

（5）GGH維護不當。主要包括檢修和運行兩方面，GGH吹灰裝置無法正常投用，運行中相關參數偏離，蒸汽吹掃時間短、吹掃沖洗周期過長、沖洗水壓力低、水沖洗時間太短。運行中缺陷沒有及時發現，處理缺陷不及時或不徹底。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等。GGH通流部分的積灰結垢不能及時除掉，導致發生堵塞。

4 GGH防結垢的對策

4.1 運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撤出運行時的離線沖洗。對換熱器在運行中進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垢除去。通常先用蒸汽程控吹掃換熱器下部端面1.5 h，結束后再吹掃上部端面1.5 h，GGH差壓過高時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，適當延長吹掃沖洗時間及縮短周期，效果更佳。1號爐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號爐GGH蒸汽吹掃及高壓水沖洗前后差壓

4.2 加強除霧器沖洗

吸收塔運行過程中，除霧器折流板上會有煙塵或漿液顆粒局部沉降粘結，甚至堵塞，引起流通區域阻力不均或過大，造成除霧效果差，易使漿液顆粒及水滴隨煙氣帶入GGH中，加劇GGH的結垢。因此應加強除霧器沖洗，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，與脫硫系統及其GGH安全可靠運行密切相關。脫硫系統進口設計允許煙塵濃度為200 mg/Nm3，但根據現場經驗，認為調整到70～80 mg/Nm3以下更佳，因此實際一直按不超過50 mg/Nm3控制。提高電除器除塵效率，勢必會增加廠用電耗，但利大于弊。降低除塵電耗可以通過改進整流變的電場運行控制方式及進一步優化電除塵器閉環控制邏輯等途徑來實現。

4.4 合理控制吸收塔運行參數

及時調整控制吸收塔運行參數，包括吸收塔pH值、漿液密度和吸收塔液位等，也是保證GGH長周期正常運行的重要手段。吸收塔漿液pH值調整在5.2～5.4，正常按5.2控制。吸收塔漿液密度調整在1 115～1 130 kg/m3。嚴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致的漿液直接倒灌進GGH。同時應注意吸收塔運行時漿液表層泡沫產生的“虛假”液位，防止漿液泡沫倒灌入GGH。

4.5 加強GGH清洗裝置維護管理

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

GGH的常見故障有清洗介質無法投用供給、清洗介質參數異常、吹灰器槍管動作失靈、系統管路泄漏和內部噴嘴松脫或堵塞等。防止和減少故障的關鍵是GGH清洗時，在保證運行參數的前提下，對換熱元件回轉面及時、全面覆蓋吹掃，清洗徹底而不留死角。

5 結語

GGH運行中不論工況是否穩定，換熱元件都會積灰、結垢，但及時調整運行參數，注意控制差壓，能減緩積灰或結垢增長速率，將參數控制在可接受范圍。根據機組負荷及GGH差壓的動態變化，及時正確、合理地調配使用GGH蒸汽吹掃和高壓水沖洗，基本能將積灰結垢有效清除。

總之，盡量燃用設計煤種或接近煤種，注重吸收塔及其GGH運行參數控制，采用有效的GGH清洗方法，加強GGH清洗裝置的維護管理，是確保脫硫系統安全、可靠、經濟和長周期運行的關鍵。

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

[2]何國鋒.黃埔電廠煙氣脫硫裝置運行優化分析[J].科技資訊，2009，16:109.