湿法脱硫GGH结垢问题探讨

【摘 要】介绍了GGH在运行中极易结垢、堵塞等问题，对本厂3×660MW机组烟气脱硫装置中结垢进行分析，指出了GGH结垢产生的原因并提出防止GGH结垢的对策与措施。

【关键词】GGH;结垢;脱硫装置

脱硫系统中GGH换热元件的作用是将烟气换热气从热的未处理烟气中吸收热量，再热来自脱硫塔的清洁烟气。原烟气通过GGH降低了其进入吸收塔的温度，利于烟气中SO2的吸收，同时利用原烟气放出的热量加热净化后的低温烟气，提高烟气脱硫装置出口的排烟温度，以利于烟温提升和污染物的运输扩散。但在实际运行中GGH本身极易结垢，大大影响了FGD的可利用率，是整个FGD的故障点，已成为FGD的最大维护问题之一。就此问题，特对本电厂脱硫系统的GGH结垢进行了详细的分析，指明结垢的原因并提出改善措施。

一、GGH结垢分析

本厂3×660MW机组烟气脱硫装置，采用石灰石---石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔，在设计燃煤含硫量为1.5%、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量条件下脱硫装置的脱硫率大于95%。该脱硫装置配套的系统主要包括有工艺系统、控制系统（DCS）和电气系统。其中工艺系统包括：a）石灰石浆液制备系统；b）烟气系统；c）SO2吸收系统；d）石膏脱水系统；e）工艺水系统；f）压缩空气系统；g）工业水系统；h）事故浆液排放系统。烟气中SO2的脱除在系统的核心设备吸收塔内完成，每台吸收塔包括四层喷淋层和一套除雾器系统，每台浆液循环泵对应一层喷淋层，一套除雾器配有两层水平布置的模块和三层冲洗水系统。从GGH出来的原烟气进入吸收塔后折流向上与喷淋下来的浆液充分接触，使原烟气中的SO2、SO3、HCL、HF等酸性成分被浆液充分吸收，之后烟气再流经两层据齿形除雾器而除去所含雾滴。经洗涤和脱硫后的烟气流出吸收塔，通过GGH加热后进入烟气排放。自投运以来因GGH换热元件结垢导致系统阻力不断增加，严重时迫使机组降负荷运行或停机冲洗GGH内部波纹板。

造成GGH结垢的因素有很多方面；包括设计方面、设备方面、运行方面等，通过对结垢进行分析后,总结出以下几点主要原因：（1）吸收塔浆液循环泵在工作时，整个吸收塔内弥漫着含有石灰石和石膏混合物颗粒的雾状液滴，烟气从吸收塔通过，就不可避免地携带浆液雾滴。同时，在负荷高低变动时，吸收塔浆液循环泵没有及时启停，在低负荷时烟气量减小而浆液量没有变，这就增加了净烟气的湿度和携带石膏石灰石混合物颗粒的机会，至使净烟气侧携带的石膏石灰石混合物颗粒，在换热元件表面的积累。（2）运行时吸收塔内难免会出现液位高，而且由于氧化空气的鼓入，液位有一定的上升，在液面上常会产生大量泡沫，出现虚假液位，造成泡沫从吸收塔原烟气入口处倒流到GGH。（3）除雾器除雾效果不好。当除雾器没有有效地去除烟气中携带的液滴，使得净烟气进入GGH时携带大量水分和浆液杂质，粘附在 GGH换热元件上，较高温度的原烟气使水分蒸发，石灰石和石膏成分则粘附在换热元件上，如此反复，使得换热元件上的结垢越来越多，最终致使GGH堵塞。（4）原烟气中灰尘的浓度大，除尘器未除净的尘粒与净烟气附带水分一起附着在换热元件上，久而久之，越积越多。如果吸收塔浆液产生泡沫时，原烟气中的灰尘首先被吸附在泡沫上，随着泡沫水分的蒸发进而粘附在换热片表面，造成结垢加剧。

二、GGH结垢造成的影响

1、经济性影响：首先，GGH结垢造成换热效率降低，净烟气不能达到设计要求的排放温度，结垢越严重换热效率就越差，净烟气对外排放温度就越低，对出口烟道造成低温腐蚀。其次，结垢会造成吸收塔耗水量增加。由于结垢GGH换热元件与高温原烟气不能有效进行热交换又未得到有效降温，就会导致吸收塔蒸发而带走大量的水。第三，结垢后将增加增压风机的出力运行，加大电耗，增加了厂用电量。2、安全性影响：GGH换热元件结垢严重可能会造成增压风机喘振，因为GGH结垢后，换热面表面粗造度增大，烟气通流面积减小，致使阻力增大。如果结垢特别严重，极易造成风机喘振，引起增压风机跳闸、脱硫系统退出运行。更为严重的是，如果烟道旁路挡板没有正常连锁快开或者机械机构卡死，将威胁机组的安全运行，造成严重的事故。3、环保影响：GGH结垢严重或堵塞后，为保证系统安全经济运行，旁路烟气挡板门长期处于开启状态，只能部分烟气脱硫，排放浓度偏高，总排放量也很难控制。随着国家环保政策的日益严格，开启旁路运行方式已经不被接受，因此主机运行将会受到影响，要求脱硫系统和主机同步运行已成必然趋势。脱硫系统逐渐成为与锅炉、汽轮机相提并论的主要系统。脱硫系统能否长期、稳定、高效运行，是保证发电厂安全稳定运行的重要条件之一。

三、对策及措施

（1）根据GGH差压情况加强对其进行蒸汽吹扫，当GGH差压过大时需加大对其进行在线高压水的冲洗频率，直到差压值降到正常范围，在高压水冲洗期间可适当减少FGD进烟量，若经高压水多次冲洗效果不明显，可考虑申请退出FGD烟气系统处理；（2）严格控制吸收塔浆液液位，加强废水排放，控制塔内泡沫量，避免浆液倒流进入GGH；（3）加强除尘器的运行监控，严格控制脱硫入口的粉尘含量，当粉尘含量超过脱硫设计值时，应及时把增压风机动叶开度调小或将FGD退出运行；（4）若吸收塔进口烟气温度升高，应限制其温度不超过140℃，否则应停止FGD运行；（5）根据锅炉负荷及时调整循环泵的投运数量 ,达到良好的液气比及脱硫效率；（6）GGH主/辅电机停运后延时1分钟增压风机将跳闸，因此GGH主/辅电机停运后无法再启动时，应做好增压风机跳闸的准备，如手动快开烟气旁路挡板，并尽快查明故障原因；（7）采取充分的吹灰措施，根据实际情况选择适合的吹扫设备和方式，掌握其运行规律，确定经济合理的吹扫时间和周期，掌握高压冲洗水投运的时机和持续时间，积累防止GGH结垢的经验。

四、结语

石灰石---石膏湿法烟气脱硫工艺是目前技术成熟、运行可靠性好，脱硫效率较高，适用于大机组，应用广泛的一种湿法脱硫技术。GGH结垢、堵塞已成为烟气脱硫系统的主要故障源之一。要解决这个问题就要从设计、选型、运行和维护多方面着手，加强设备运行参数的调整控制及设备的运行维护，及时发现问题、解决问题，使脱硫系统保持在一个良好的运行状态 ,以提高设备的可靠性和烟气脱硫装置的投入率。