減緩脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器堵塞的改造方案

王喜林，陳 凱，魏 鵬

(中電投河南電力有限公司開(kāi)封發(fā)電分公司，河南 開(kāi)封 475002)

0 引言

國(guó)內(nèi)某電廠2×600 MW超臨界機(jī)組配套的脫硫裝置為石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)，2套FGD系統(tǒng)于2009-05-01正式投入運(yùn)行。FGD系統(tǒng)裝有煙氣旁路煙道，每臺(tái)爐單獨(dú)裝設(shè)1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，除霧器選用DV880型平板式，煙氣換熱器(GGH)選用32.5 GVN 580型雙速兩分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式，換熱元件采用高度為580 mm的HS8e波形鍍搪瓷，吹灰器采用低壓水、高壓水及蒸汽3種介質(zhì)全伸縮式吹灰，高壓水泵設(shè)計(jì)壓力為10 MPa。FGD系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)一直存在GGH堵塞頻繁的問(wèn)題。2013年12月，取消了1號(hào)FGD系統(tǒng)旁路擋板后，GGH堵塞問(wèn)題直接威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行，因此對(duì)GGH堵塞問(wèn)題的治理迫在眉睫。

1 設(shè)備改造經(jīng)歷

2009年12月至2013年12月先后多次對(duì)1，2號(hào)FGD系統(tǒng)GGH及吹灰器進(jìn)行了如下改造。

1.1 吹灰器汽源改造

原吹灰器設(shè)計(jì)蒸汽汽源引自輔汽聯(lián)箱，在機(jī)組高負(fù)荷時(shí)基本能夠滿足吹灰器壓力及溫度的要求；但在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)由于管路較長(zhǎng)，導(dǎo)致到吹灰器處的蒸汽壓力不足0.5 MPa。為提高吹灰蒸汽參數(shù)，于2009年12月將吹灰器汽源改由冷再提供。同時(shí)，為防止蒸汽壓力過(guò)高，損壞換熱元件，增加了自動(dòng)壓力調(diào)整門(mén)，并設(shè)定壓力為1.1 MPa。

吹灰器汽源改造前后參數(shù)對(duì)比如表1所示，由表1可知，改造后的吹灰器汽源即使在50 %負(fù)荷下，也能滿足吹灰蒸汽參數(shù)的要求。

表1 汽源改造前后參數(shù)對(duì)比

1.2 增大換熱元件間隙

該GGH共計(jì)7圈24個(gè)扇區(qū)。為了增大換熱元件間隙，2010年6月，將GGH中心筒向外數(shù)第3圈的24個(gè)扇區(qū)(48箱)換熱元件中彎曲弧度較小的換熱板取出，將其裁成寬度為100～120 mm的長(zhǎng)條后，再重新加入換熱箱兩側(cè)，并用專(zhuān)用夾具將換熱箱長(zhǎng)度恢復(fù)為原始尺寸。此外，為增加緊力，再在每箱中添加4～8片換熱片。

1.3 增加聲波吹灰器

2011年5月，對(duì)2號(hào)GGH增加ENSG-30000-125型可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波吹灰器。該聲波吹灰器使用雜用壓縮空氣作為驅(qū)動(dòng)氣體，壓縮空氣流經(jīng)截止閥、過(guò)濾器、減壓閥后進(jìn)入高聲強(qiáng)氣動(dòng)發(fā)生器，作用于積灰表面，氣耗量為25 m3/m in。該聲波吹灰器具有功率大、頻帶寬、能耗低、免維護(hù)、全自動(dòng)控制的特點(diǎn)。

1.4 更換GGH換熱元件及吹灰器

2012年5 月，將1號(hào)GGH高度為580 mm的HS8e波形鍍搪瓷換熱元件更換為高度為550 mm的L型大通道搪瓷換熱元件，并將原全伸縮式吹灰器改造為半伸縮式吹灰器。更換后的換熱元件增大了通道，減小了高度，有效緩解了堵塞。半伸縮式吹灰器具有體積小巧、設(shè)備簡(jiǎn)化、系統(tǒng)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，同時(shí)在相同的一個(gè)周期吹灰時(shí)間下，延長(zhǎng)了同一部位的吹掃時(shí)間。

GGH及吹灰器改造前后的主要參數(shù)對(duì)比如表2所示。

表2 1號(hào)GGH及吹灰器改造前后主要參數(shù)對(duì)比

1.5 改造除霧器及吹灰器高壓水噴嘴

2013年12月，為滿足國(guó)家環(huán)保要求，同時(shí)結(jié)合工期等因素，最終確定1號(hào)FGD系統(tǒng)改造方案為：引增合一，取消旁路，保留GGH，并將除霧器由平板式改為屋脊式。為提高高壓水沖洗效果，對(duì)吹灰器的高壓水噴嘴也進(jìn)行了改造：經(jīng)測(cè)量，原吹灰器高壓水噴嘴至換熱片的距離為300 mm，以不碰觸徑向密封片為基本原則，現(xiàn)增加高壓水噴嘴長(zhǎng)度，使其至換熱片的距離為180 mm；同時(shí)將1.5 mm的噴嘴口徑縮小至1.2 mm，以增加射流力度。

2 歷次改造后的運(yùn)行效果

(1) 吹灰器汽源改造后，機(jī)組在任何負(fù)荷下，均能保證合格的吹灰器汽源，可在運(yùn)行中加強(qiáng)連續(xù)吹灰，有效緩解了GGH換熱元件的堵塞。

(2) 對(duì)部分換熱元件進(jìn)行抽稀，以增大換熱元件間隙。因僅試驗(yàn)性地改造了GGH的第3圈，故GGH運(yùn)行壓差及換熱效果均無(wú)明顯變化；但卻導(dǎo)致第3圈煙氣流速增大，形成煙氣走廊，且在3個(gè)月后夾在兩側(cè)的條形換熱片出現(xiàn)脫落，使整片換熱元件發(fā)生傾倒，影響了GGH的正常運(yùn)行。

(3) 增加聲波吹灰器后，結(jié)合過(guò)熱蒸汽及高壓水沖洗，使得2號(hào)GGH因壓差高被迫離線沖洗的周期由3個(gè)月延長(zhǎng)至4個(gè)月。

(4) 將換熱元件由HS8e波形更換為L(zhǎng)波型后，1號(hào)GGH的運(yùn)行壓差顯著降低，堵塞情況明顯緩解，最長(zhǎng)被迫離線沖洗周期達(dá)到4個(gè)月。但同時(shí)也降低了GGH的換熱能力，導(dǎo)致在冬季低負(fù)荷時(shí)凈煙氣出口煙溫僅為75 ℃。將吹灰器由全伸縮式改為半伸縮式后，由于PLC控制部分不夠完善且高壓水泵未進(jìn)行改造，因此改造效果不夠明顯。

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(5) 將除霧器由平板式改為屋脊式，且對(duì)除霧器沖洗的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化后，除霧器運(yùn)行壓差較改造前明顯降低，不僅降低了電耗，還減少了攜帶的殘余霧滴，有效延緩了GGH的堵塞時(shí)間。增加吹灰器高壓水噴嘴長(zhǎng)度并縮小其口徑后，雖然提高了高壓水沖洗的效果，但也導(dǎo)致噴嘴更易堵塞。

歷次設(shè)備改造前后參數(shù)對(duì)比如表3所示。

表3 GGH歷次改造前后主要參數(shù)對(duì)比

3 取消煙氣旁路后GGH堵塞的解決措施

2013-12-01，1號(hào)FGD系統(tǒng)取消煙氣旁路后投入運(yùn)行，為減緩GGH堵塞，制定了多項(xiàng)運(yùn)行措施，不間斷、多介質(zhì)吹灰。因高壓水泵設(shè)計(jì)壓力僅為10 MPa，根據(jù)投運(yùn)高壓水后的煙氣溫度，判斷高壓水噴嘴有堵塞現(xiàn)象。2014-03-16，1號(hào)GGH在機(jī)組滿負(fù)荷下，原/凈煙氣側(cè)的壓差高達(dá)1 050/1 250 Pa，造成引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)喘振，GGH堵塞已嚴(yán)重威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行。

為解決GGH堵塞的問(wèn)題，提出了在線不停運(yùn)高壓水與不停運(yùn)低壓水結(jié)合的沖洗方案。

(1) 在GGH凈煙氣側(cè)人孔門(mén)外側(cè)搭設(shè)操作平臺(tái)，制作7 m×0.25 m的專(zhuān)用長(zhǎng)方形軌道和7 m長(zhǎng)的專(zhuān)用沖洗車(chē)和拉桿,用于架設(shè)高壓水及低壓水臨時(shí)管道。

(2) 依據(jù)圖紙合理確定出高壓水及低壓水的噴嘴長(zhǎng)度，以不碰觸GGH徑向密封片為基本原則。

(3) 采用德國(guó)KAMAT公司生產(chǎn)的超高壓設(shè)備，清洗用噴頭為直噴、前沖式，調(diào)整壓力為30～50 MPa，水流量為60 L/m in；低壓水則采用消防水。

(5) 將沖洗車(chē)高壓水槍頭及低壓水槍頭固定牢固后，推入GGH本體距離中心筒約0.3 m處，自內(nèi)向外逐步?jīng)_洗。高壓水主要用于擊碎表層硬垢，低壓水則用于軟化并及時(shí)帶走擊碎的垢片。

(6) 以上全部準(zhǔn)備完畢后，封閉GGH人孔(僅留軌道處間隙)，以減少煙氣泄漏。

(7) 將GGH切換至半速0.625 r/m in運(yùn)行；確保槍頭大致每20 m in后移45 mm。

(8) 在沖洗過(guò)程中確保凈煙氣底部煙道疏水暢通，并嚴(yán)密監(jiān)視風(fēng)量、溫度、GGH電流等參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停止沖洗。

2013-04-04—14，經(jīng)過(guò)連續(xù)10天的沖洗，徹底解決了1號(hào)GGH壓差大的問(wèn)題。沖洗前后參數(shù)對(duì)比如表4所示。

表4 在線沖洗前后參數(shù)對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

減緩GGH堵塞是脫硫系統(tǒng)運(yùn)行需常抓不懈的工作，為此，不僅要學(xué)習(xí)借鑒成功實(shí)踐的改造經(jīng)驗(yàn)，也要注重各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。對(duì)于取消旁路后仍保留GGH的脫硫系統(tǒng)，可采用外接高壓水與低壓水結(jié)合的在線沖洗方式。這種方法不僅能消除風(fēng)機(jī)的喘振，避免機(jī)組停機(jī)；也能滿足環(huán)保需求，為發(fā)電企業(yè)帶來(lái)巨大的安全及經(jīng)濟(jì)效益。

1 方忠華，楊曉良，吳 凡．GGH在線不停運(yùn)清洗阻垢工藝及裝置設(shè)計(jì)探討[J]．電力科技與環(huán)保，2013，29(1)：40-42.

2 胡秀麗，劉麗梅，傅文玲．北京熱電公司1號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)GGH換熱元件改造[J]．熱力發(fā)電，2013，42(8)：153-155.

3 趙景輝．脫硫系統(tǒng)GGH堵塞原因分析及處理[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(4)：11-12.

4 馬巖昕，馬 越．脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[J]．電力安全技術(shù)，2013，15(5)：6-8.