2×220mW機組煙氣脫硫GGH換熱元件技術(shù)改造

王傳棟，梁福建，時世明

國華徐州發(fā)電有限公司，江蘇徐州 221166

1 概述

國華徐州發(fā)電有限公司#7、8爐2×2 20mW機組煙氣脫硫工程，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，處理2臺220mW機組的鍋爐100%煙氣量.FGD裝置由上海龍凈環(huán)保科技有限公司設(shè)計，采用濕式強制氧化、石灰石-石膏回收工藝，為兩爐一塔制。吸收塔采用三層噴淋兩級除霧，脫硫GGH由豪頓華生產(chǎn)，換熱元件波型為DU 型，傳熱表面積：10 524m2（單面），氣流布置：原煙氣向下，凈煙氣向上。每爐設(shè)一臺增壓風機與兩臺引風機配套運行來克服FGD系統(tǒng)阻力，風機出口緊靠GGH的緊湊布置，采用“兩爐一塔”型式的脫硫裝置，于2006年11月27日投產(chǎn)。

自脫硫投運以來，即存在GGH換熱元件易堵灰，GGH差壓大等問題，嚴重影響了脫硫投運率和效率。雖然采取了一些補救措施，但無法從根本上解決問題。2010年6月1日至2010年6月14日利用脫硫小修機會對GGH進行化學清洗除垢。在檢查中發(fā)現(xiàn)，GGH大部分換熱元件已經(jīng)變得松散和波紋板下滑錯位，一部分換熱元件已經(jīng)變得凌亂和塌陷，65%的換熱元件發(fā)生嚴重腐蝕，并且隨著時間的推移，換熱元件的破壞和腐蝕會進一步加劇。

換熱元件損壞、堵塞情況

2 GGH堵塞的危害

由于我公司脫硫系統(tǒng)為兩爐一塔布置，GGH換熱元件堵塞后，輕者造成增壓風機阻力增大、兩臺增壓風機并列運行困難，曾發(fā)生增壓風機嚴重“喘振”現(xiàn)象，脫硫電耗增加；堵塞嚴重時會造成增壓風機失速，振動超標，風機無法并列運行，導致旁路擋板門不能關(guān)閉，脫硫投運率降低、脫硫效率無法保證，甚至造成風機軸承體損壞或葉片疲勞損壞，對鍋爐爐膛負壓影響較大，威脅鍋爐安全穩(wěn)定運行。

3 GGH換熱元件堵塞的原因分析及改造

3.1 GGH換熱元件波形的分析

早期投運的GGH為了考慮傳熱效率普遍采用D波形 - 緊密形使得進入GGH石膏和少量飛灰粘結(jié)在換熱元件經(jīng)沖洗后在直紋與斜紋交接處殘留物較多無法清洗，而采用L波形-大通道就較容易清洗，以下波形圖及沖洗效果圖說明GGH加熱元件波形的選擇也是至關(guān)重要的。

a. 波形圖D波形-緊密型 L波形-大通道

b. L波形-大通道換熱元件與D波形-緊密形換熱元件沖洗效果對比圖

緊密形換熱元件沖洗后在直紋與斜紋交接處殘留物較多無法清洗干凈，隨著沖洗次數(shù)的增加，每次的殘留物沉積越來越厚越來越凝固至堵塞全部空間，當高壓水沖洗起不到清除效果時就會嚴重影響機組的正常運行。

選用的L型大通道換熱元件，沖洗動能可保持較長的時間沖洗效果好.

3.2 GGH換熱元件波形選型

在進一步對GGH換熱元件進行分析中表明：原設(shè)計中由于過多地考慮了GGH的換熱量，使凈煙氣溫度達到要求（脫硫系統(tǒng)凈煙氣排出溫度在95℃左右），過多地重視了加熱元件的換熱效率采用原換熱波型也不利于元件的清洗，不適用于煙塵及雜質(zhì)較多的煙氣加熱。國華徐州發(fā)電有限公司通過多方調(diào)研與實地考察，最終確定了選用江蘇金羊能源環(huán)境工程有限公司引進德國專利的L波形 －大通道換熱元件，改造從保證出口煙溫、GGH壓差能長期穩(wěn)定運行并確保換熱元件壽命的可行性考慮：

1）適當增加GGH換熱元件的高度，增加煙氣流道通路面積，保證凈煙氣出口溫度達到設(shè)計要求，增加GGH的有效可投入率，最終達到節(jié)能減排的目的；

2）換熱元件鋼板采用干法靜電噴涂工藝確保加熱元件邊緣及各面涂搪的均勻、光滑，從而使石膏和飛灰粘結(jié)加熱元件的面積減少，降低堵塞的幾率。從L波形剖面圖可以看出該項設(shè)計及制造工藝使的石膏和飛灰粘結(jié)換熱元件的面積明顯減少。

4 GGH換熱元件改造實施

1）更換大波紋直通道（L型）換熱元件將原來的緊湊型換熱元件（DU 型）更換為大波紋直通道（L 型）換熱元件。其特點為：采用日本新日鐵生產(chǎn)的涂搪專用鋼板及進口的優(yōu)質(zhì)釉粉；

2）采用日本新日鐵生產(chǎn)的涂搪專用零碳鋼板(含碳量低于0.0015%)；

3）進口的國際優(yōu)質(zhì)品牌釉粉-FERRO；

4）干法靜電噴涂工藝生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品；

5）GGH改造數(shù)據(jù)。

（1）元件波形：L型（大通道型）；

（2）換熱元件高度：460mm；

（3）換熱面積：10 462m2（單面）；

（4）元件重量：約80t；

（5）總壓降：＜800Pa；

（6）凈煙氣排煙溫度：≥ 80℃。

2011年3月23日～2011年4月2日，對GGH換熱元件進行了改造。本工程歷時11天，完成了#2脫硫島GGH換熱元件改造工作，主要更換GGH搪瓷傳熱元件一套，共計336箱，重約87噸。更換GGH換熱元件上部徑向密封片一套，含螺栓、螺母、墊圈。并對徑向、軸向、環(huán)向密封間隙進行了調(diào)整，共計花費成本208萬元。

更換后的大通道（L型）換熱元件

5 改造后要達到的主要目標

1）在設(shè)計煤種100%負荷工況參數(shù)下，入口原煙氣溫度在大于或等于設(shè)計溫度時，煙氣換熱器出口凈煙氣溫度在80℃以上。通過優(yōu)化設(shè)計，以確保經(jīng)濟適用的加熱系統(tǒng)；

2）設(shè)計工況100%負荷，煙氣換熱器凈煙氣、原煙氣側(cè)壓降和≤800Pa。能長期穩(wěn)定運行，無需進行停機人工沖洗；

3）凈煙氣排煙溫度：煙氣換熱器的凈煙氣出口煙溫在設(shè)計工況機組100%負荷條件下＞80℃；

4）換熱元件必須能承受溫度350℃，壓力為1.5MPa的蒸汽由

上、下槍同時進行每天不少于六次（每次1小時）在線吹掃以及必要的15Mpa高壓水清洗；

5）換熱元件設(shè)計使用壽命大于60 000小時。在設(shè)計使用壽命內(nèi)，應(yīng)保證換熱元件無嚴重腐蝕；

6）GGH改造后的性能參數(shù)：設(shè)計工況（100%工況）。

換熱元件波紋形式 大波紋直通道、易吹掃、不堵塞的波形原煙氣入口流量（NM3/h） 1753842凈煙氣入口流量（NM3/h） 1860081原煙氣入口溫度（℃） 133凈煙氣出口溫度（℃） 80原煙氣側(cè)壓差（Pa） 344Pa凈煙氣側(cè)壓降（Pa） 441Pa

6 改造效益

6.1 改造后效果

1）改造后GGH 壓差降至原來的50%，單側(cè)壓差在400Pa以下，保證了GGH和脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；

2）脫硫系統(tǒng)投運率保證在95%以上。在系統(tǒng)正常運行的情況下，不需要進行離線人工 高壓水沖洗，如果半年中鍋爐有停爐時間，可利用停爐機會進行檢查沖洗；

3）改造后脫硫系統(tǒng)能耗明顯降低，而且能保證增壓風機運行穩(wěn)定、安全。滿負荷時增壓風機的電流由原來的220A降至180A；

4）無需進行停機人工沖洗，脫硫系統(tǒng)運行維護成本大大降低。

6.2 經(jīng)濟性分析

增壓風機節(jié)能（計算）：

改造后2 臺增壓風機運行在180A，改造前2臺增壓風機電流220A（滿負荷）增壓風機電流下降約40A。

按照每年運行5500 小時計算，每度電0.43元計算：

節(jié)約能耗公式：P =V 'DI ' 3Cosj V：【風機電壓（6 000V）DI：改造后下降電流（40A）】。

2*6000*40*1.732*0.9*5500*0.43/1 000=177萬元

每年可節(jié)約177萬元。

7 結(jié)論

將原來的緊湊型換熱元件（DU 型）更換為大波紋直通道（L型）

換熱元件，從根本上解決了GGH換熱元件易堵灰，GGH差壓大等問題；提高了GGH運行的可靠性和使用壽命；提高了脫硫投運率和效率；脫硫GGH換熱元件技改的經(jīng)濟效益和社會效益是顯著的。

[1]李繼蓮.煙氣脫硫?qū)嵱眉夹g(shù)[M].中國電力出版社，2011(4).

[2]郭東明.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備[M].化學工業(yè)出版社，2007(5).

[3]孫克勤.電廠煙氣脫硫設(shè)備及運行[M].中國電力出版社，2007(4).