降低1000MW機組脫硫GGH壓差高的可行性研究

袁鶴 宋凱 董強

摘要：1000MW機組脫硫GGH系統運行一段時間后因蓄熱元件堵塞造成壓差逐漸增大，最高超過2000Pa，導致風機電流升高、能耗增大，甚至使上短軸固定螺栓斷裂，嚴重影響脫硫系統的正常運行。為改善GGH運行狀況，提高脫硫系統投運率，降低脫硫系統能耗，對GGH進行了綜合治理。

關鍵詞：GGH壓差；蓄熱元件；蓄熱元件堵塞；1000MW機組；脫硫系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2016）10-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.016

1 概述

華電國際鄒縣發電廠1000MW脫硫GGH系統是無錫巴克杜爾技術有限公司制造，型號：CVOP18.0/0.700E，工作原理是利用連續轉動的轉子，緩慢地載著傳熱元件旋轉，經過流入煙氣再熱器的原煙氣和凈煙氣，而完成交換。而傳熱元件從原煙氣的熱煙氣中吸收熱量，通過轉子的轉動，把已加熱傳熱元件中的熱量，不斷傳遞給凈煙氣進來的冷煙氣，從而加熱凈煙氣。

2 脫硫GGH運行中的壓差高的問題以及形成機理

第一，脫硫GGH隨著機組長周期的運行，壓差逐漸增高，根據記錄最高達到2000Pa，存在嚴重的安全隱患，結合華電國際鄒縣發電廠四期檢修檢查發現蓄熱元件堵塞嚴重，如圖1所示：

圖1

第二，GGH壓差高形成的機理是凈煙氣流經除霧器除霧元件的流速應在合適的范圍，即6.27±30%m/s，除霧器才能獲得較高的除霧效率，目前凈煙氣帶走的液滴會隨著流速的增大而逐漸增多與增大。一旦大粒徑的液滴被帶走后，除霧效果必然會受到嚴重影響，除霧器堵塞影響除霧器效率，除霧器投入運行后，不進行徹底清理，造成下部排水管道堵塞，清洗除霧器上黏附的石膏不能及時流入吸收塔，沉淀在除霧器下部，影響除霧器效率，則造成較多的水汽通過除霧器進入GGH蓄熱元件中參與堵塞化學反應。

第三，運行中吸收塔液位過高，漿液從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH，在吸收塔運行的過程中氧化空氣會鼓入液位變化出現持續上升的現象，另外在吸收塔運行的過程中會有大量泡沫出現在液面上，泡沫中含有石灰石和石膏混合物顆粒，對液面上出現的物質液位測量裝置根本無法測量，這樣就會造成GGH中倒流入吸收塔原煙氣的泡沫，原煙氣穿過GGH時，泡沫在原煙氣高溫作用下，水分蒸發，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒會黏附在換熱片表面。

第四，整個GGH運行過程中化學反應過程是煙氣中含有大量金屬氧化物，對SO2均有吸收能力，溶于水之后形成亞硫酸的同時極易與堿性物質發生化學反應，形成亞硫酸鹽，然后亞硫酸鹽不穩定，可被煙氣中殘留的O2氧化成硫酸鹽，由于凈煙氣中帶有石灰石漿液，設備在運轉過程中，與原煙氣中的SO2形成CaSO4·2H2O，產生大量黏稠的濃酸液，并且黏附大量煙氣中的飛灰（含有CaO），遇水發生熱反應形成Ca（OH）2，附著在蓄熱元件上形成結垢物，加劇GGH壓差升高，經過一段時間就會導致轉子傾斜，變速箱損壞等重大缺陷。

3 針對GGH壓差高問題的相應對策

第一，運行期間，濕法脫硫系統工藝控制核心便是吸收塔漿液pH值情況，若漿液pH值過高、密度過大，除霧器以及GGH上極易發生結垢現象，所以對石灰石漿液以及石膏質量必須及時進行分析，掌握CaSO4·2H2O、CaCO3、CaSO4、1/2H2O及石膏的含水率等指標，通過分析這些數據，有助于運行人員科學、合理地調節脫硫運行參數。

第二，利用機組檢修機對機組除霧器進行清理，并在清理之后保持除霧片的干凈、清潔、光滑；保證下部排水管道暢通，無堵塞現象，徹底清理除霧器噴嘴，防止噴嘴堵塞。

第三，利用大小修機對#7、8爐GGH進行改造：在保證換熱效果的前提下，將原緊湊型波紋板的蓄熱元件更換為大波紋直通道、易吹掃的L形波形板的蓄熱元件，如圖2所示：

圖2

第四，GGH設備加裝高強聲波吹灰系統，由3臺ENSG-G-III型可調頻高聲強聲波發生器組成：凈煙氣側冷端安裝2臺高聲強聲波吹灰器，原煙氣側熱端安裝1臺高聲強聲波吹灰器，喇叭開口均順氣流方向，工作時間每間隔120s，進行一次吹掃時間同為120s，聲功率在10000～50000聲瓦間調節，聲波頻率在10～10000Hz間調節，積灰和結垢清除率達90%以上，有效作用半徑在15m以上，從而保證蓄熱元件積灰得到控制，提高脫硫GGH系統安全運行可靠性能。聲波吹灰器工作原理是驅動氣體經過濾、減壓后進入管道，控制系統內PLC接收到氣路系統壓力開關的信號后，把電磁閥打開向高聲強發生器供應氣體，與此同時利用單片機把已設定好的頻率、幅值信號傳遞給功率放大器，經功率放大器放大后輸入給高聲強發生器發出聲波。高聲強聲波吹灰器的除垢機理是高強聲波的推拉作用可使換熱器表面的硬垢因疲勞而松動、脫落，同時降低灰垢在換熱器表面的附著力。原理如圖3所示：

圖3

第五，加裝兩臺高壓柱塞泵（型號：JC3200）以及高壓水槍2套（型號：IK-525-DM3），并將槍管噴嘴數量由12只改造為8只，擴大噴嘴直徑，根據運行狀況進行在線水沖洗。

4 應用效果

圖4 治理前原凈煙氣GGH壓差

圖5 治理后原凈煙氣GGH壓差

根據以上對策的綜合治理，從而減少四期GGH變速箱、上下軸承以及風機缺陷發生次數，提高轉子運行穩定性，減少檢修費用，降低機組非計劃停運風險。治理前，GGH壓差在機組負荷900MW時最高可達1500Pa以上，風機電流最高600A左右，治理后機組負荷900MW時壓差最高400Pa，風機電流460A左右，節能效果明顯。

5 結語

目前根據環保要求，對脫硫系統的要求很高，然而GGH的安全穩定運行起著至關重要作用。經過上述綜合治理之后，GGH壓差保持在要求范圍之內，從而提高了機組的安全長周期運行，并且為同類型設備提供借鑒。

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作者簡介：袁鶴（1972-），男，山東鄒城人，華電國際鄒縣發電廠工程師，研究方向：火力發電廠技術管理；宋凱（1988-），男，山東菏澤人，華電國際鄒縣發電廠助理工程師，研究方向：火力發電廠設備檢修、技術管理；董強（1989-），男，山東滕州人，供職于華電國際鄒縣發電廠，研究生，研究方向：火力發電廠設備檢修。

（責任編輯：黃銀芳）