锅炉烟气脱硫系统ggh防堵塞探究

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1、锅炉烟气脱硫系统GGH防堵塞探究摘要：本文针对粤电集团公司沙角A电厂#5锅炉脱硫GGH堵塞情况进行研究，通过对垢样成份进行分析，探讨其来源，分析堵塞的原因，并寻求解决办法，以达到延缓GGH堵塞、提高FGD投运率及脱硫率的目的。关键词：脱硫；GGH；堵塞；研究中图分类号：TF704.3文献标识码：A文章编号：引言粤电集团公司沙角A电厂#5机组是广东省第一台对现役锅炉进行烟气脱硫改造的发电机组，其脱硫设备由美国常净工程公司设计安装，采用石灰石-石膏湿法工艺，于2004年3月投产运行，投产后设备存在的问题较多，其中最为主要的问题是气-气热交换器（GGH）存在严重的堵

2、塞情况，严重影响到烟气脱硫系统（FGD）的投运率。为此，沙角A电厂于2009年9月开始开展GGH防堵塞可行性的研究，通过对GGH垢样成分进行分析，追综其来源，对除雾器效率的可靠性、吸收塔进出口烟道的布置合理性、喷淋层的液滴分布、脱硫塔的浆液性质及参数、静电除尘器的除尘效率等进行了详细的试验和研究，为沙角A电厂脱硫系统GGH防堵塞改造提供了建议和依据，以达到延缓GGH堵塞、提高FGD投运率及脱硫率的目的。8１沙角A电厂脱硫设备概况及GGH堵塞情况沙角A电厂#5机组脱硫系统GGH由ALSTON（阿尔斯通）公司设计生产，原烟气设计温度是120℃，转子直径12389m

3、m，采用搪瓷换热元件，换热元件高1066mm，在GGH转子原烟气侧进口和出口端分别布置有蒸汽＋高压水双介质全伸缩式吹灰器，吹灰蒸汽压力为1.1MPa，高压冲洗水压力可达12MPa，在吸收塔上部布置有折线型层式除雾器。该炉脱硫系统在投运不久后GGH便开始出现堵塞现象，虽经加强吹灰但堵塞情况仍未见好转，严重影响到系统的正常运行，2009年10月曾对GGH换热元件波纹板进行了更换，但运行约半年后又开始出现堵塞现象。图1、图2显示了GGH的堵塞情况。GGH新波纹板情况（2009年10月）运行约半年后GGH堵塞情况（2011年5月）2GGH堵塞原因分析2.1GGH垢样成

4、份分析对造成GGH堵塞的垢样进行详细的成份分析，结果以下表所示：以上垢样成份分析结果清晰表明，GGH垢样的成份主要有来自吸收塔的石膏和石灰浆液，以及来自原烟气中的烟尘。2.2GGH堵塞的原因分析8GGH垢样的来源虽然十分清楚，但导致GGH堵塞的原因十分复杂，结合现场试验和研究，发现GGH结垢及堵塞的原因主要有以下几点：（1）脱硫吸收塔出口净烟气携带浆液在GGH上沉积结垢，这是引起GGH堵塞的最根本的原因。脱硫系统连续运行时，吸收塔内弥漫着大量含有石灰石浆液和石膏浆液混合物颗粒的雾状液滴，锅炉烟气经过吸收塔后，烟温降低、水分饱和，虽然在除雾器正常工作条件下，可以

5、除去大部分液滴，但由于烟气总量大、GGH连续运行时间较长，携带的石膏浆液总量很大，这些浆液通过GGH时会粘附在换热元件上，当GGH回转到原烟气侧时，在原烟气的高温作用下使得部分浆液中的水分蒸发，留下溶质或固形物粘结在换热元件表面，并逐渐加厚形成恶性循环，最终形成结垢并堵塞换热元件烟气流通通道。（2）除雾器性能恶化和堵塞加重了GGH结垢和堵塞。试验过程中发现，该脱硫系统除雾器除雾性能不佳，除雾器烟气流速偏离设计值，除雾器不能有效去除烟气中携带的液滴，导致除雾器出口的净烟气将大量水分和浆液携带进入GGH；同时，由于除雾器的除雾效果不理想，一部分浆液还会粘附在除雾器

6、表面上导致除雾器堵塞，造成其通流面积大大减少，烟速加快，高速烟气更容易将含有固体的液滴带到GGH，形成恶性循环，最终造成GGH的快速堵塞。8（3）原烟气中灰份是引起GGH结垢和堵塞的另一重要原因。试验过程中发现，脱硫吸收塔出口净烟气湿度处于饱和状态，并携带一定量的水分，净烟气流经GGH，会使GGH换热元件表面比较潮湿。当GGH回转到原烟气侧时，由于原烟气温度由GGH入口的130℃左右降低到出口的80℃左右（烟气酸露点约为120℃左右），在GGH原烟气侧的出口端（冷端）的潮湿表面会产生大量粘稠的浓酸液，这些酸液不但对GGH的换热元件和壳体具有很强的腐蚀作用，而且

7、会粘附大量烟气中的飞灰。另外，飞灰具有水硬性，飞灰中的CaO可以激活飞灰的活性，烟气中SO3以及塔内浆液等与飞灰相互反应会形成类似水泥的硅酸盐。从GGH垢样成份分析结果可以看出，垢样主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，即为水泥的主要成份，这些成份在高温原烟气作用下易水硬结块，随着运行时间的累积，硬化的结垢即使采用高压水也难以清除干净，从而引起GGH的堵塞。当燃烧高灰份煤或锅炉静电除尘器故障等原因引起原烟气灰尘含量高时，会进一步加剧GGH的堵塞。8（4）GGH前后的烟气流通通道设计对GGH结垢及堵塞也有重要影响。该机组GGH净烟气出口的水平烟道直

8、段仅有8950mm，当净烟气从脱硫塔出