火電機組脫硫GGH壓差高原因剖析

李興敏

(華電國際電力股份有限公司 鄒縣發(fā)電廠， 山東鄒城 273522)

火電機組脫硫GGH壓差高原因剖析

李興敏

(華電國際電力股份有限公司 鄒縣發(fā)電廠， 山東鄒城 273522)

針對煙氣回轉(zhuǎn)再生式氣-氣換熱器(GGH)壓差高造成風煙系統(tǒng)阻力大幅升高，繼而影響機組正常運行的情況，從脫硫GGH運行狀況分析，探討了GGH堵塞的原因，得出解決GGH壓差高的方法。

氣-氣換熱器； 壓差； 除霧器； 噴淋； 沖洗

我國火電機組脫硫系統(tǒng)部分火電廠設(shè)有煙氣回轉(zhuǎn)再生式氣-氣換熱器(GGH)，GGH壓差高會造成風煙系統(tǒng)阻力大幅升高，風機電耗高，嚴重時會出現(xiàn)風機喘振、機組帶負荷受限，甚至會造成機組被迫停運。脫硫系統(tǒng)大旁路封堵后，GGH一旦壓差高甚至堵塞，必須停爐沖洗。所以，防止GGH壓差高、堵塞是急待解決的問題。筆者以華電國際鄒縣電廠5號機組脫硫系統(tǒng)為例進行分析和探討。

1 運行情況

該電廠5號鍋爐脫硫GGH投運以來因壓差高帶來的異常情況較多，威脅機組的安全、經(jīng)濟環(huán)保運行。

以2013年為例，5號鍋爐脫硫GGH因積灰造成電機過電流跳閘一次，造成增壓風機及吸風機喘振一次；機組帶負荷受限及降負荷沖洗，共影響發(fā)電量846.5×104kW·h；脫硫大旁路共開啟12次，其中因GGH積灰堵塞原因開啟大旁路6次，占總次數(shù)的50%。所以脫硫GGH壓差高、堵塞是影響脫硫系統(tǒng)可靠運行的重要因素，必須尋找解決辦法。

圖1為脫硫大旁路開啟次數(shù)分類匯總。

圖1 機組脫硫大旁路開啟次數(shù)

2 GGH壓差高的原因分析

脫硫GGH壓差高的主要原因是煙氣攜帶漿液量大，附著在GGH蓄熱元件上的漿液粘灰，若吹灰方式不合適，會造成GGH堵塞。隨著長時間運行，堵塞情況會越來越嚴重。

造成脫硫GGH堵塞的主要原因一般有：

(1) 電除塵效率低,電除塵不能達到預(yù)期的除塵效率。

脫硫進口煙塵含量就是煙塵進入脫硫系統(tǒng)的數(shù)量。大量的煙塵進入脫硫系統(tǒng)會造成除霧器和GGH的堵塞。

電除塵出口煙塵設(shè)計質(zhì)量濃度小于150 mg/m3，目前電除塵出口實際煙塵質(zhì)量濃度在140 mg/m3左右?！渡綎|省火電廠大氣污染物排放標準》規(guī)定，自2013年9月1日起，煙塵排放質(zhì)量濃度要低于30 mg/m3。雖然該鍋爐電除塵出口煙塵含量低于設(shè)計標準，但是仍然偏高，遠遠沒有達到政府要求的排放標準，有待進一步降低煙塵排放量，減輕GGH粘灰程度。

(2) 吸收塔液位控制過高或漿液起泡。

吸收塔長期處于高液位運行時,漿液表面會產(chǎn)生大量的泡沫,而液位測量儀無法反映出液面上虛假的部分,造成泡沫從吸收塔原煙氣入口倒流回GGH(或煙氣攜帶漿液量大),導(dǎo)致GGH堵塞。高溫原煙氣穿越GGH時,原煙氣中的粉塵吸附在泡沫上,隨著泡沫水分被蒸發(fā)進而粘附在換熱元件表面；此外,泡沫中攜帶的石灰石和石膏顆粒粘附在換熱元件表面結(jié)成硬殼。

脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)初期，吸收塔液位在10.5 m左右，目前控制范圍為9.1～9.5 m。由于脫硫入口SO2質(zhì)量濃度一般在2 000～2 900 mg/m3，長期高于設(shè)計值(校核煤種為1 916 mg/m3)，高負荷期間經(jīng)常運行3臺漿液循環(huán)泵，造成漿液攜帶量大，GGH容易堵塞、壓差高。

(3) 除霧器除霧效果差。

除霧器除霧效果不佳的表現(xiàn)為：

①除霧器出現(xiàn)沖洗水壓力低、沖洗閥不嚴等缺陷時，容易造成除霧器折角處積液結(jié)垢、堵塞。煙氣偏流攜帶石膏漿液進入GGH凈煙氣側(cè),換熱元件加熱蒸發(fā)掉水分后粘附在換熱元件表面,時間長了就結(jié)成硬垢。

②除霧器噴淋層的噴嘴損壞或積液結(jié)垢、堵塞等,除霧器表面清潔效果差,煙氣攜帶石膏漿液經(jīng)過除霧器時,有部分石膏漿液堆積在除霧器折角處結(jié)垢、堵塞;還有部分偏流的煙氣攜帶石膏漿液進入GGH凈煙氣側(cè),在換熱元件加熱蒸發(fā)掉水分后粘附在換熱元件表面,時間長了就結(jié)成硬垢。

2013年8月開啟脫硫大旁路、退出脫硫系統(tǒng)，檢查發(fā)現(xiàn)吸收塔上層一噴淋支管(對應(yīng)5A漿液循環(huán)泵)上部破損一孔洞，尺寸約200 mm×100 mm。脫硫系統(tǒng)運行過程中脫硫漿液向上噴出，同時該噴淋支管對應(yīng)下層除霧器損壞4塊、上層除霧器1塊局部損壞，上層北側(cè)4排除霧器表面局部積存漿液，煙氣攜帶的石膏漿液量增加，這些漿液通過GGH時會粘附在蓄熱元件上，加劇了蓄熱元件通道的堵塞。

除霧器運行故障情況見圖2。

圖2 除霧器故障情況

(4) GGH吹灰效果差。

GGH吹灰壓力低、吹灰次數(shù)少時,會造成吹灰效果差,GGH積灰結(jié)垢會越來越嚴重。

目前該廠5號鍋爐脫硫GGH設(shè)有壓縮空氣吹掃和高壓沖洗水，無蒸汽吹灰器和高聲強吹灰器，GGH吹灰效果就相對差一些。

(5) 脫硫系統(tǒng)若長期不能正常出廢水,造成CL-含量超標,會嚴重威脅到脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

鈣離子、氯離子和硫酸根離子不利于石灰石的溶解。氯離子通過煙氣和回流水進入吸收塔系統(tǒng)，鈣離子由吸收塔帶入系統(tǒng)，而硫酸根離子則由亞硫酸氧化而來，漿液中氯離子含量由廢水排放量加以控制。應(yīng)加強廢水排放控制塔內(nèi)泡沫的量，減少漿液攜帶進入GGH的可能。

(6) 煤質(zhì)差，燃煤量大，導(dǎo)致煙氣流速高，漿液攜帶量大。

2013年，入爐煤熱值接近設(shè)計煤種，不存在煤質(zhì)差造成煙氣體積流量大的問題。5號機組滿負荷運行時煙氣流量在160×104m3/h左右，遠低于設(shè)計值289×104m3/h。

(7) 其他原因。

如GGH換熱元件偏高、過于緊湊、pH值超范圍、高壓沖洗水壓力低等問題，都會引起GGH堵塞。

GGH蓄熱元件為2013年2月更換的大波紋、易沖洗的蓄熱元件。

(8) 增壓風機入口負壓與脫硫GGH壓差高的關(guān)系。

2013年5月20日進行了增壓風機入口負壓調(diào)整試驗，將增壓風機入口負壓由-466 Pa降至-200 Pa后，煙氣流量無變化。增壓風機、吸風機為串聯(lián)運行，在機組負荷不變的情況下，增加任一臺風機的出力、降低另一臺風機的出力，都不會影響煙氣流量。因煙道截面積為一定值，煙氣流速也不會改變，不會增加漿液攜帶量。所以，GGH壓差高與增壓風機入口負壓設(shè)定應(yīng)該沒有太大的關(guān)系。

3 脫硫GGH壓差高解決辦法

解決脫硫GGH壓差高、易堵塞的問題的措施為：

(1) 電除塵改造，降低煙塵排放量[1]。

鑒于該廠600 MW機組電除塵后煙塵質(zhì)量濃度較高(140 mg/m3左右)，脫硫系統(tǒng)大約吸收煙塵110 mg/m3，提高電除塵效率、降低煙塵含量是解決GGH壓差高的關(guān)鍵。

(2) 增加高聲強吹灰器、蒸汽吹灰器。

高聲強吹灰器通過共振作用，能夠有效去除GGH蓄熱元件表面的浮灰。蒸汽吹灰器能夠較好地吹走GGH蓄熱元件上的粘附物。5號機組計劃利用封堵脫硫大旁路的機會，增加高聲強吹灰器和蒸汽吹灰器，改善GGH的吹灰效果，降低發(fā)生堵塞的機率。

(3) 做好設(shè)備維護工作。

機組運行期間，應(yīng)做好GGH吹灰器、除霧器噴淋、高壓沖洗水系統(tǒng)等設(shè)備的檢修維護工作，降低故障率，提高附屬設(shè)備可靠性，保證GGH的沖洗、吹灰效果。

機組停運后，要制定周密的檢修計劃，對吸收塔內(nèi)部除霧器、GGH等設(shè)備進行徹底排查，不留檢修死角，消除設(shè)備缺陷，確保機組啟動能夠長期連續(xù)運行。

(4) 嚴密監(jiān)視GGH、除霧器壓差變化趨勢，根據(jù)情況適當增加吹灰頻次和沖洗時間。

GGH高壓水沖洗時要開啟煙道放水門，放掉存水；GGH高壓水沖洗后要投入壓縮空氣吹掃，吹干蓄熱元件上的存水，減少粘灰，保證沖洗效果。

(5) 改善吸收塔除霧器的除塵效果，在吸收塔出口增加一級除霧器(如靜電除霧器)，減少漿液攜帶。

(6) 提高吸收塔噴淋效果，控制燃煤硫分，使煙氣中的SO2與漿液充分反應(yīng)，減少啟動第3臺漿液循環(huán)泵的次數(shù)。

4 結(jié)語

目前，漿液循環(huán)泵運行臺數(shù)與煤質(zhì)有很大關(guān)系，鍋爐燃煤硫分越低、脫硫系統(tǒng)入口SO2含量越低，就可以減少漿液循環(huán)泵運行臺數(shù)。因此，嚴格執(zhí)行摻配摻燒方案、保證脫硫系統(tǒng)低硫運行，對延緩GGH壓差升高也有很大幫助。

[1] 何育東. 脫硫裝置運行節(jié)能技術(shù)[M]. 西安：西安熱工研究院有限公司，2008.

Cause Analysis on High Differential Pressure of GGH in Desulfurization Unit of a Thermal Power Unit

Li Xingmin

(Zouxian Power Plant, Huadian Power International Co., Ltd., Zoucheng 273522,Shandong Province, China)

To solve the problem of high differential pressure existing in rotary regenerative gas-gas heater (GGH) of a power plant, which had greatly raised the resistance in the gas-air system and subsequently affected the normal operation of the unit, an analysis was carried out to the GGH operation conditions, so as to study the blockage reasons and obtain a solution for the high differential pressure of GGH.

gas-gas heater; differential pressure; demister; spray; flushing

2015-02-13

李興敏(1977—)，男，高級工程師，從事火電廠運行管理工作。

E-mail: zdlixm@163.com

X701.3

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1671-086X(2015)04-0297-03