火力发电厂烟气脱硫系统中安装GGH的优劣分析

【摘要】

目前火力发电厂烟气脱硫系统对吸收塔尾部净烟气的处理一般采用的两种方法：一是通过GGH(烟气换热器)对净烟气进行再热处理后进行排放；二是将烟囱设计为湿烟囱，直接排放净烟气。笔者曾先后担任过不同火力发电厂四台百万级燃煤发电机组的脱硫工程专业监理工程师，通过长期积累的实践经验结合自身的专业知识，对火力发电厂烟气脱硫系统中安装GGH的优劣进行一些简要的分析。

【关键词】

火电厂，脱硫，GGH ，优劣分析

【 abstract 】

At present thermal power plant flue gas desulfurization system of the absorber tail gas treatment generally USES the net of the two methods: one is through the GGH (flue gas heat exchanger) for net after heat treatment before the flue gas discharge; The other is the chimney design to wet the chimney, direct emissions net flue gas. The author has a different thermal power plant the four sets of a class of coal-fired generators desulfurization engineering supervision engineer, through the long-term accumulated experience with your own professional knowledge of thermal power plant flue gas desulfurization system installation GGH disadvantages of some brief analysis.

【 key words 】

The power plant, the desulfurization, GGH, quality analysis

中图分类号：TM62文献标识码：A 文章编号：

【前言】

火力发电厂在生产过程中，伴随燃料的燃烧会产生大量的对环境有害的烟气，硫氧化物（SxOy）是烟气中主要的有害物质之一。随着国家对环境保护的日益重视，对火力发电厂烟气排放的控制指标也越来越严格，除尘、脱硫甚至是脱硝这些环保设施已经在国内的火力发电厂基本得到普及，GGH作为火力发电厂烟气脱硫系统中一个重要的设备也相应的得到了广泛的应用。但由于安装GGH后会出现烟气阻力增加、GGH检修频繁等问题，部分火电厂脱硫系统取消了GGH的安装，将经过吸收塔脱硫处理的净烟气直接通过烟囱排放。不过净烟气直接排放也会带来吸收塔入口烟温提高、工艺水消耗增加和地面污染物浓度增加等问题。本文将对火电厂烟气脱硫系统安装GGH的优劣进行分析比较，并提出几点关于优化GGH运行条件的设想。

【正文】

目前国内火电厂脱硫技术已经得到广泛应用，较为经典的火电厂烟气脱硫系统工艺流程如下：

图1火电厂烟气脱硫系统工艺流程

如上图所示，GGH在烟气脱硫系统中起到降低原烟气温度和升高净烟气温度的作用，可以有效的减少吸收塔的工艺水蒸发量，减少工艺水的消耗，并且可以提高烟囱排烟温度，抬高烟气排出高度，减少地面污染物浓度等。不过GGH设备本身及其辅助系统在运行中也存在一些不足，这也是部分火电厂烟气脱硫系统选择不安装GGH的原因。

一、 GGH的工作原理

GGH的结构与回转式空气预热器相似，由于运行中长期接触腐蚀性介质，GGH内换热模块的材质与空气预热器不同，且GGH在投运前必须做好内部的防腐工作。GGH的内部隔开形成原烟气侧和净烟气侧，转子转动时带动布置于其上的换热模块穿行于原烟气侧和净烟气侧。由于原烟气与净烟气存在一定的温差，当温度较高的原烟气流经换热模块时温度降低，将热量贮存在换热模块内；当温度较低的净烟气流经换热模块时，换热模块释放出贮存的热量加热净烟气，净烟气温度升高后经烟囱排出。GGH的主要辅助系统包括密封系统、吹灰系统和高压水冲洗系统等。

二、 安装GGH的作用

1. 减少工艺水消耗

安装GGH后吸收塔入口烟气温度较没有GGH时可以降低30℃左右，可以有效的减少吸收塔内工艺水的蒸发量；同时由于净烟气进入GGH后可以加热升温，因此安装GGH的吸收塔出口烟气温度较不安装GGH低10℃左右，可以减少吸收塔出口净烟气中的含水量。由于吸收塔内蒸发量的减少和净烟气含水量的降低，工艺水的消耗量也相应减少，因此安装GGH后可以有效的减少工艺水的消耗。

2. 减轻烟气对烟囱的腐蚀

安装GGH后可以通过GGH对净烟气加热升温，提高烟囱的烟气温度，减少烟气中腐蚀性物质在烟囱中析出。根据资料显示，安装GGH后烟温约80℃左右，而不安装GGH时烟温仅仅稍高于50℃，远低于SO3的露点温度，因此不安装GGH时烟气对烟囱有更强的腐蚀性。尽管将烟囱设计为更加耐腐蚀的湿烟囱，但是国内湿烟囱被腐蚀的案例仍然存在。

3. 增加烟气抬升高度

由于安装GGH后可以提高烟气排放温度，因此可以有效的抬升烟气从烟囱中排出的高度，增强污染物的扩散。根据资料显示，对于2×300MW机组合用一个烟囱，烟囱高度210m，环境湿度未饱和的条件下，安装和不安装GGH的烟气抬升高度分别为524m和274m，安装GGH后烟气抬升高度增加效果相当明显。

4. 减轻地面污染物浓度

由于安装GGH后排烟温度升高，烟气携带的液滴等较重物质的含量减少，同时烟气抬升高度增加，地面污染物的浓度也相应减少。不安装GGH时甚至会由于烟气中含有的液滴和石膏雾等物质而在烟囱附近产生近地污染，安装GGH后不仅有效的降低了各类主要污染物对地面的污染浓度，而且污染物最大落地浓度点据烟囱的距离也较不安装GGH时增加了近一倍。

5. 减轻烟囱出口冒白烟的现象

由于从吸收塔出来的净烟气含有大量的水蒸气，从烟囱排出时随温度降低水蒸气凝结形成大量白色的烟羽。安装GGH后一方面由于吸收塔出口烟气含水量降低，另一方面由于排烟温度升高，烟囱排出的烟气形成白色烟羽的现象可以得到一定程度的减轻，在南方地区气温较高时，安装GGH甚至可以基本解决形成白色烟羽的问题。

三、 安装GGH存在的问题

1. 增加投资成本和运行成本

GGH的设备成本及安装成本在脱硫系统中占有约10%~20%的投资比重；同时安装GGH后烟气阻力增加，增压风机在设备选型上的投入和运行能耗上的投入也有所增加。再加上GGH的日常维护费用，安装GGH所增加的投资和运行成本相当可观。

2. GGH易积灰和结垢，影响脱硫系统安全可靠持续运行

由于吸收塔除雾器除雾效果不理想及GGH吹灰器布置及出力等原因，GGH积灰和结垢现象在很多火电厂的脱硫系统中普遍存在。而且由于GGH工作温度低于酸露点温度，因此在GGH内部会形成大量酸液滴，这些酸液滴很容易吸附烟气中的飞灰和吸收塔内的石膏雾等形成更加难以清除的固体物质。

这些固体物质会结垢在换热原件表面，堵塞烟气流通，不仅进一步增加了烟气阻力还会导致GGH换热效率降低。由于GGH积灰和结垢的问题在系统运行中无法得到有效的解决，所以这也成为了一个影响脱硫系统安全可靠持续运行的重要问题。而且清理GGH结垢所需要的费用也会增加脱硫系统的运行成本。

3. 降低系统脱硫效率

GGH与空预器一样存在漏风率，即使采用低泄漏风机等密封措施，仍然存在着一定的漏风率，而且随着设备的老化等问题漏风率也会有所增加。由于原烟气侧的压力大于净烟气侧的压力，所以部分未经过脱硫处理的原烟气直接进入净烟气侧，这样就降低了脱硫系统的脱硫效率。

四、 安装GGH的优劣对比

火电厂烟气脱硫系统安装GGH的优劣对比

优点 缺点

1. 降低工艺水的消耗；

2. 提高烟气余热利用率；

3. 减少烟气对烟囱的腐蚀从而节约了部分防腐成本和烟囱维护费用；

4. 抬高烟气排放高度，降低地面污染物浓度；

5. 减轻烟囱出口冒白烟现象。 1. 增加了GGH设备的投资成本和相关的运行成本；

2. GGH易积灰、结垢，影响系统持续稳定运行

3. 降低系统脱硫效率

由上表可以看出，安装GGH虽然增加了GGH相关的投入成本，但是相应的减少了工艺水消耗、烟气余热损失和烟囱防腐投入等方面的成本，同时能够带来更好的环保效益。安装GGH后脱硫效率虽然略有降低，但是目前大部分电厂仍然可以达到96%以上，部分电厂甚至达到98%以上，能够满足国家标准。若能够解决或减轻GGH在运行中容易积灰、结垢的问题，则火电厂脱硫系统安装GGH利大于弊。

五、 关于优化GGH运行条件的设想

解决GGH积灰和结垢的问题应该要从源头上想办法，我认为首先应优化吸收塔除雾器设计，减少进入GGH的石膏雾。其次合理布置GGH吹灰器及设置合理的吹灰器参数，使吹灰器运行参数满足GGH的吹灰需求并尽可能消除吹灰器的吹灰死角。优化GGH高压水冲洗系统，避免积灰形成结垢物。

六、 结语

以上介绍了在实践工作中总结的一下关于火电厂脱硫系统安装GGH的优劣对比，并提出了一些优化GGH运行条件的设想，对火力发电厂脱硫系统是否选择安装GGH及优化GGH运行条件的研究具有一定的参考价值。

【参考文献】

[1] 王新刚.烟气换热器在电厂脱硫系统中的应用 [J].山西建筑，2008,34(15):162-163

[2] 卢仲颐.GGH和“湿烟囱”在FGD系统中的应用比较[J].电气工业，2008,(1):57-61

[3] 陈文强.燃煤电厂湿法烟气脱硫系统中GGH设置与否的比较分析[J].广东科技，2009(14):158-160

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。