減緩脫硫系統煙氣換熱器堵塞的改造方案

王喜林，陳 凱，魏 鵬

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

0 引言

國內某電廠2×600 MW超臨界機組配套的脫硫裝置為石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)系統，2套FGD系統于2009-05-01正式投入運行。FGD系統裝有煙氣旁路煙道，每臺爐單獨裝設1臺增壓風機，除霧器選用DV880型平板式，煙氣換熱器(GGH)選用32.5 GVN 580型雙速兩分倉回轉式，換熱元件采用高度為580 mm的HS8e波形鍍搪瓷，吹灰器采用低壓水、高壓水及蒸汽3種介質全伸縮式吹灰，高壓水泵設計壓力為10 MPa。FGD系統自投運以來一直存在GGH堵塞頻繁的問題。2013年12月，取消了1號FGD系統旁路擋板后，GGH堵塞問題直接威脅到機組的安全運行，因此對GGH堵塞問題的治理迫在眉睫。

1 設備改造經歷

2009年12月至2013年12月先后多次對1，2號FGD系統GGH及吹灰器進行了如下改造。

1.1 吹灰器汽源改造

原吹灰器設計蒸汽汽源引自輔汽聯箱，在機組高負荷時基本能夠滿足吹灰器壓力及溫度的要求；但在機組低負荷時由于管路較長，導致到吹灰器處的蒸汽壓力不足0.5 MPa。為提高吹灰蒸汽參數，于2009年12月將吹灰器汽源改由冷再提供。同時，為防止蒸汽壓力過高，損壞換熱元件，增加了自動壓力調整門，并設定壓力為1.1 MPa。

吹灰器汽源改造前后參數對比如表1所示，由表1可知，改造后的吹灰器汽源即使在50 %負荷下，也能滿足吹灰蒸汽參數的要求。

表1 汽源改造前后參數對比

1.2 增大換熱元件間隙

該GGH共計7圈24個扇區。為了增大換熱元件間隙，2010年6月，將GGH中心筒向外數第3圈的24個扇區(48箱)換熱元件中彎曲弧度較小的換熱板取出，將其裁成寬度為100～120 mm的長條后，再重新加入換熱箱兩側，并用專用夾具將換熱箱長度恢復為原始尺寸。此外，為增加緊力，再在每箱中添加4～8片換熱片。

1.3 增加聲波吹灰器

2011年5月，對2號GGH增加ENSG-30000-125型可調頻高聲強聲波吹灰器。該聲波吹灰器使用雜用壓縮空氣作為驅動氣體，壓縮空氣流經截止閥、過濾器、減壓閥后進入高聲強氣動發生器，作用于積灰表面，氣耗量為25 m3/m in。該聲波吹灰器具有功率大、頻帶寬、能耗低、免維護、全自動控制的特點。

1.4 更換GGH換熱元件及吹灰器

2012年5 月，將1號GGH高度為580 mm的HS8e波形鍍搪瓷換熱元件更換為高度為550 mm的L型大通道搪瓷換熱元件，并將原全伸縮式吹灰器改造為半伸縮式吹灰器。更換后的換熱元件增大了通道，減小了高度，有效緩解了堵塞。半伸縮式吹灰器具有體積小巧、設備簡化、系統簡單的特點，同時在相同的一個周期吹灰時間下，延長了同一部位的吹掃時間。

GGH及吹灰器改造前后的主要參數對比如表2所示。

表2 1號GGH及吹灰器改造前后主要參數對比

1.5 改造除霧器及吹灰器高壓水噴嘴

2013年12月，為滿足國家環保要求，同時結合工期等因素，最終確定1號FGD系統改造方案為：引增合一，取消旁路，保留GGH，并將除霧器由平板式改為屋脊式。為提高高壓水沖洗效果，對吹灰器的高壓水噴嘴也進行了改造：經測量，原吹灰器高壓水噴嘴至換熱片的距離為300 mm，以不碰觸徑向密封片為基本原則，現增加高壓水噴嘴長度，使其至換熱片的距離為180 mm；同時將1.5 mm的噴嘴口徑縮小至1.2 mm，以增加射流力度。

2 歷次改造后的運行效果

(1) 吹灰器汽源改造后，機組在任何負荷下，均能保證合格的吹灰器汽源，可在運行中加強連續吹灰，有效緩解了GGH換熱元件的堵塞。

(2) 對部分換熱元件進行抽稀，以增大換熱元件間隙。因僅試驗性地改造了GGH的第3圈，故GGH運行壓差及換熱效果均無明顯變化；但卻導致第3圈煙氣流速增大，形成煙氣走廊，且在3個月后夾在兩側的條形換熱片出現脫落，使整片換熱元件發生傾倒，影響了GGH的正常運行。

(3) 增加聲波吹灰器后，結合過熱蒸汽及高壓水沖洗，使得2號GGH因壓差高被迫離線沖洗的周期由3個月延長至4個月。

(4) 將換熱元件由HS8e波形更換為L波型后，1號GGH的運行壓差顯著降低，堵塞情況明顯緩解，最長被迫離線沖洗周期達到4個月。但同時也降低了GGH的換熱能力，導致在冬季低負荷時凈煙氣出口煙溫僅為75 ℃。將吹灰器由全伸縮式改為半伸縮式后，由于PLC控制部分不夠完善且高壓水泵未進行改造，因此改造效果不夠明顯。

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(5) 將除霧器由平板式改為屋脊式，且對除霧器沖洗的運行方式進行優化后，除霧器運行壓差較改造前明顯降低，不僅降低了電耗，還減少了攜帶的殘余霧滴，有效延緩了GGH的堵塞時間。增加吹灰器高壓水噴嘴長度并縮小其口徑后，雖然提高了高壓水沖洗的效果，但也導致噴嘴更易堵塞。

歷次設備改造前后參數對比如表3所示。

表3 GGH歷次改造前后主要參數對比

3 取消煙氣旁路后GGH堵塞的解決措施

2013-12-01，1號FGD系統取消煙氣旁路后投入運行，為減緩GGH堵塞，制定了多項運行措施，不間斷、多介質吹灰。因高壓水泵設計壓力僅為10 MPa，根據投運高壓水后的煙氣溫度，判斷高壓水噴嘴有堵塞現象。2014-03-16，1號GGH在機組滿負荷下，原/凈煙氣側的壓差高達1 050/1 250 Pa，造成引風機出現喘振，GGH堵塞已嚴重威脅到機組的安全運行。

為解決GGH堵塞的問題，提出了在線不停運高壓水與不停運低壓水結合的沖洗方案。

(1) 在GGH凈煙氣側人孔門外側搭設操作平臺，制作7 m×0.25 m的專用長方形軌道和7 m長的專用沖洗車和拉桿,用于架設高壓水及低壓水臨時管道。

(2) 依據圖紙合理確定出高壓水及低壓水的噴嘴長度，以不碰觸GGH徑向密封片為基本原則。

(3) 采用德國KAMAT公司生產的超高壓設備，清洗用噴頭為直噴、前沖式，調整壓力為30～50 MPa，水流量為60 L/m in；低壓水則采用消防水。

(5) 將沖洗車高壓水槍頭及低壓水槍頭固定牢固后，推入GGH本體距離中心筒約0.3 m處，自內向外逐步沖洗。高壓水主要用于擊碎表層硬垢，低壓水則用于軟化并及時帶走擊碎的垢片。

(6) 以上全部準備完畢后，封閉GGH人孔(僅留軌道處間隙)，以減少煙氣泄漏。

(7) 將GGH切換至半速0.625 r/m in運行；確保槍頭大致每20 m in后移45 mm。

(8) 在沖洗過程中確保凈煙氣底部煙道疏水暢通，并嚴密監視風量、溫度、GGH電流等參數的變化，發現異常及時停止沖洗。

2013-04-04—14，經過連續10天的沖洗，徹底解決了1號GGH壓差大的問題。沖洗前后參數對比如表4所示。

表4 在線沖洗前后參數對比

4 結束語

減緩GGH堵塞是脫硫系統運行需常抓不懈的工作，為此，不僅要學習借鑒成功實踐的改造經驗，也要注重各項運行參數的調整。對于取消旁路后仍保留GGH的脫硫系統，可采用外接高壓水與低壓水結合的在線沖洗方式。這種方法不僅能消除風機的喘振，避免機組停機；也能滿足環保需求，為發電企業帶來巨大的安全及經濟效益。

1 方忠華，楊曉良，吳 凡．GGH在線不停運清洗阻垢工藝及裝置設計探討[J]．電力科技與環保，2013，29(1)：40-42.

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3 趙景輝．脫硫系統GGH堵塞原因分析及處理[J]．電力安全技術，2012，14(4)：11-12.

4 馬巖昕，馬 越．脫硫系統運行中出現的問題及應對措施[J]．電力安全技術，2013，15(5)：6-8.