MGGH技術(shù)在600MW機(jī)組中應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性分析

劉尚前（內(nèi)蒙古岱海發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布，013700）

MGGH技術(shù)在600MW機(jī)組中應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性分析

劉尚前
（內(nèi)蒙古岱海發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布，013700）

針對傳統(tǒng)濕法脫硫系統(tǒng)中煙氣-煙氣再熱器（GGH）能耗高、阻力大、維護(hù)量大等問題，本文引入了MGHH技術(shù)，介紹了其工藝原理，并以600MW機(jī)組為例，將其與傳統(tǒng)的GHH進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性的應(yīng)用比較，結(jié)果表明采用MGGH技術(shù)進(jìn)行煙氣處理系統(tǒng)改造，能夠有效優(yōu)化脫硫效率、余熱回收，實現(xiàn)煙氣零泄漏、節(jié)能降耗，滿足了國家環(huán)保高要求。

MGGH技術(shù)；600MW機(jī)組；工藝原理；優(yōu)勢

0 引言

當(dāng)前，在濕法脫硫系統(tǒng)中常設(shè)氣-氣換熱器(GGH)裝置，其在低硫煤電廠使用效果尚可，但漏風(fēng)率達(dá)1-3%，無法達(dá)到現(xiàn)階段的超低排放要求；在中高硫煤電廠使用的GGH普遍出現(xiàn)了漏風(fēng)、腐蝕、堵塞甚至導(dǎo)致跳機(jī)，既不能達(dá)到超低排放，也影響電廠安全運行，且自從“史上最嚴(yán)”的中國火電大氣污染排放新標(biāo)準(zhǔn)開始執(zhí)行之后，頭頂這一環(huán)保“緊箍咒”，不少煤電企業(yè)開始探路煙氣的超低排放。

MGGH技術(shù)作為超低排放技術(shù)，是一種基于熱媒體為載體的煙氣余熱利用氣氣換熱裝置，具有煙氣余熱回收和脫硫后冷煙氣再熱相互獨立完成的優(yōu)勢，能夠提升SO3去除率，解決SO3腐蝕的難題，不存在冷熱延期短路造成SO2泄露等問題，更表現(xiàn)出良好的節(jié)能、環(huán)保效果，是當(dāng)前電廠進(jìn)行脫硫系統(tǒng)改造的主要發(fā)展方向。基于此，本文以600MW機(jī)組為應(yīng)用實例，對比分析了MGGH與GHH的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性，以此為電廠煙氣處理工序的的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。

1 MGGH技術(shù)的工藝原理

MGGH熱媒體氣氣換熱裝置，分為煙氣冷卻器和煙氣加熱器，其原理是利用原煙氣的熱量通過煙氣冷卻器的換熱管加熱熱媒介質(zhì)（多以水為熱媒介質(zhì)），再利用加熱后的熱媒介質(zhì)循環(huán)至煙氣加熱器的換熱管以加熱凈煙氣，通過提高凈煙氣的排放溫度，減少煙氣冷凝結(jié)露，提高煙氣抬升力，促進(jìn)煙氣擴(kuò)散，能有效消除“冒白煙”現(xiàn)象，解決“石膏雨”問題，其具體工藝原理如圖1.

圖1 MGGH技術(shù)的工藝原理

圖2 MGGH技術(shù)的工藝流程

圖3 電廠MGGH工藝布置方案

利用MGGH技術(shù)的除塵+濕法煙氣脫硫工藝方式中，通常降溫?fù)Q熱器設(shè)置在鍋爐空氣預(yù)熱器后，升溫?fù)Q熱器設(shè)置在脫硫吸收塔出口，先用原煙氣加熱工作液體，通過熱煤密封循環(huán)流動，工作液體再利用自身攜帶的熱量加熱脫硫塔出來的凈煙氣，使其溫度從50℃左右升到80℃以上，以此實現(xiàn)余煙再利用和高效除塵、脫硫多種功能，其工作流程如圖2。

2 MGGH技術(shù)在600MW機(jī)組中應(yīng)用設(shè)計

2.1 MGGH技術(shù)在600MW機(jī)組中的設(shè)置方案

MGGH 總體布置采用雙煙道錯列管排逆布置，在空氣預(yù)熱器和電除塵器之間的水平保管煙道上布置MGGH熱回收器(MGGH—H/E，第一級換熱器)，將煙氣溫度從158℃降至95℃，在脫硫吸收塔與煙囪之間的水平煙道上設(shè)置再加熱器(MGGH—R/H，第二級換熱器)，將煙氣溫度從30℃至80℃。煙氣從空氣預(yù)熱器出口進(jìn)入兩個水平煙道，煙氣不斷沖刷省煤器蛇形管束，由凝結(jié)水系統(tǒng)流來的低壓加熱器主凝結(jié)水，經(jīng)布置在上方的熱回收器入口集箱進(jìn)入，經(jīng)蛇形管排流入布置于下方的出口集箱，通過一根凝結(jié)水母管匯集后，在經(jīng)循環(huán)水泵增壓后引入脫硫出口煙道在加熱器降溫，最終凝結(jié)水在除塵器入口煙道與脫硫出口煙道之間形成一個封閉式的循環(huán)系統(tǒng)。通過此工藝方式，可實現(xiàn)煙氣余熱利用、高校除塵和脫硫，有效提升SO3去除率，緩解電除塵下游設(shè)備及煙囪等設(shè)備的腐蝕的問題。

2.2 相關(guān)技術(shù)方案說明

（1）防止磨損的技術(shù)措施：首先，針對煙塵濃度較高的情形，在全部換熱管排迎風(fēng)面的前端逐排布置專用防磨與導(dǎo)流穩(wěn)流裝置，在換熱管所有瓦頭位置加設(shè)防損瓦，提升抗磨性能；其次，可采用CFD計算機(jī)氣流分布分析+物模試驗的方法，確保受熱面煙氣流暢均勻，避免出現(xiàn)局部高風(fēng)速、高濃度磨損區(qū)等。

（2）防止積灰措施：設(shè)置合理的煙氣流速；結(jié)合煙氣中飛灰粘度指數(shù)的分析，可采用不同間距、形式的換熱翅片；采用清灰輔助手段，如煙氣流速較低以及停機(jī)檢修時，可利用輔助吹掃方法（壓縮氣體、聲波吹掃或蒸汽吹灰）清除換熱管上殘余積灰，且依需要，停機(jī)時可以水輔助沖洗，實施徹底清掃。

（3）防腐蝕措施：控制換熱管的進(jìn)水溫度達(dá)到水露點（約為40℃，具體數(shù)據(jù)由計算確定）+20℃以上，可避免換熱管發(fā)生低溫腐蝕；依照有限腐蝕法設(shè)計選型，合理選取腐蝕余量，所有換熱管管壁均應(yīng)滿足特殊設(shè)計壽命要求；針對不同區(qū)域、工況，進(jìn)行換熱管選材，高溫區(qū)段換熱管可選擇中厚壁、20號鋼材，低溫區(qū)段的換熱管可選擇ND鋼等優(yōu)質(zhì)的抗腐蝕材料，以提升抗腐蝕性能。

3 MGGH與GGH在600MW機(jī)組運行中的性能比較

3.1 技術(shù)優(yōu)勢分析

（1）降低能耗，節(jié)約運行成本：在除塵器之前布置MGGH放熱段，入口煙氣溫度由135℃降至90℃左右，煙氣流量降低8%，引風(fēng)機(jī)電耗也隨之下降8%，THA工況下每臺引風(fēng)機(jī)電耗能夠降低516KW；同時，煙氣溫度的降低，降低了煙氣流量，可保證除塵效率、節(jié)省脫硫用水，從而提升脫硫效率及脫硫塔內(nèi)零部件的使用壽命。

（2）解決了濕法脫硫工藝中SO3腐蝕難題，在除塵入口煙氣溫度降低后，煙氣中的SO3可以與煙氣中的水分融合成煙酸（H2SO4）小液滴，經(jīng)由高濃度的飛塵吸附之后較易被除塵器捕捉并除掉，有效避免了SO3對下游設(shè)備的腐蝕。

（3）零煙氣泄漏，能有效利用回收的熱量。MGGH工藝采用管式煙氣加熱器，無泄漏，同時，可將回收的煙氣余熱用于煙氣再熱系統(tǒng)、煙氣余熱回收加熱凝結(jié)水系統(tǒng)、采暖供熱系統(tǒng)，降低發(fā)電煤耗，提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。

綜合所述MGGH與GGH的技術(shù)對比分析如表1

表1 MGGH與GGH的技術(shù)對比分析

3.2 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢分析

（1）機(jī)組循環(huán)熱效應(yīng)

MGGH工藝中換熱過程采用凝結(jié)冰開式循環(huán)方式，換熱介質(zhì)擬采用低壓加熱器出口的凝結(jié)水，其經(jīng)由換熱過程升溫后可再返回凝結(jié)水系統(tǒng)，同時考慮在MGGH—H／E熱回收器及MGGH—R／H再熱器進(jìn)出水段增設(shè)旁路，經(jīng)由旁路切換，可實現(xiàn)低溫省煤器功能轉(zhuǎn)換。

運用MGGH工藝，在滿負(fù)荷工況狀態(tài)下，MGGH熱鍛煙氣和冷鍛煙氣分別從135℃降至90℃，50℃升至80℃，以全部冷卻水（2100t/h）進(jìn)入MGGH系統(tǒng)的換熱工藝，鑒于換熱器換熱效率及過程熱損耗，熱段冷卻水吸收煙氣余熱后由82.3℃升至103℃，冷卻冷水釋放余熱后由102℃降至85℃，經(jīng)換熱冷卻水溫升余量為2.7℃，實現(xiàn)了環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)和余熱再利用的雙贏。初步估算，與GGH相比，MGGH機(jī)組熱耗可降低7kJ/(KW·h),依機(jī)組滿負(fù)荷運行600MW，年利用小時5500h,燃煤價格為300元/t估算，MGGH可實現(xiàn) 38.5530萬元/年。

（2）運行成本

MGGH與GGH運行成本對比分析如表2

表2 MGGH與GGH運行成本運行成本分析

由表4分析可知，采用MGGH工藝后降低了電、煤、水耗，這些能耗年運行費用約減少326萬，經(jīng)濟(jì)效益明顯，如通過旁路切換，全部實現(xiàn)低溫省煤器功能，節(jié)能降耗效益將會更加明顯。

4 結(jié)語

結(jié)合上述MGGH技術(shù)在600MW機(jī)組中的應(yīng)用分析，利用MGGH技術(shù)的除塵+濕法煙氣脫硫工藝方式融合了余熱回收利用、高效脫硫及除塵等多種功能于一體，且突破了傳統(tǒng)GGH漏風(fēng)、腐蝕和擁堵難題，具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，是未來電廠脫硫系統(tǒng)改造的必然發(fā)展方向。

[1]龍輝，MGGH技術(shù)在1000MW超超臨界機(jī)組應(yīng)用展望[J].中國電力工程顧問集團(tuán)公司，研發(fā)中心，北京，2009.11.1-20.

[2]陳文理. MGGH技術(shù)在1000MW機(jī)組中應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 電力建設(shè),2014,05:103-107.

[3]龍輝,王盾,錢秋裕. 低低溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)在1000MW超超臨界機(jī)組中的應(yīng)用探討[J]. 電力建設(shè),2010,02:70-73.

Technical and Economic Analysis Of MGGH Technology Application in 600MW Units

Liu Shangqian
(Imer Mongolia Daihai Electric Power Generation Co. Ltd,Inner Mongolia Wulanchabu,013700)

Due to GGH has high energy consumption,large resistance,heavy workload,this paper promotes MGHH technology，introduce its process principle,taking a 600MW units as an example,through compare with GGH,it proved that application of MGGH technology can effectively optimize the desulfurization efficiency, waste heat recovery, no gas leakage, energy saving , satisfy the high requirements of environmental protection.

MGGH technology; 600WM units; Process principle; Advantages

TM621

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