降低1000MW機(jī)組脫硫GGH壓差高的可行性研究

袁鶴 宋凱 董強(qiáng)

摘要：1000MW機(jī)組脫硫GGH系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后因蓄熱元件堵塞造成壓差逐漸增大，最高超過(guò)2000Pa，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)電流升高、能耗增大，甚至使上短軸固定螺栓斷裂，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為改善GGH運(yùn)行狀況，提高脫硫系統(tǒng)投運(yùn)率，降低脫硫系統(tǒng)能耗，對(duì)GGH進(jìn)行了綜合治理。

關(guān)鍵詞：GGH壓差；蓄熱元件；蓄熱元件堵塞；1000MW機(jī)組；脫硫系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：X701 文章編號(hào)：1009-2374（2016）10-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.016

1 概述

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠1000MW脫硫GGH系統(tǒng)是無(wú)錫巴克杜爾技術(shù)有限公司制造，型號(hào)：CVOP18.0/0.700E，工作原理是利用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，緩慢地載著傳熱元件旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)流入煙氣再熱器的原煙氣和凈煙氣，而完成交換。而傳熱元件從原煙氣的熱煙氣中吸收熱量，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，把已加熱傳熱元件中的熱量，不斷傳遞給凈煙氣進(jìn)來(lái)的冷煙氣，從而加熱凈煙氣。

2 脫硫GGH運(yùn)行中的壓差高的問(wèn)題以及形成機(jī)理

第一，脫硫GGH隨著機(jī)組長(zhǎng)周期的運(yùn)行，壓差逐漸增高，根據(jù)記錄最高達(dá)到2000Pa，存在嚴(yán)重的安全隱患，結(jié)合華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠四期檢修檢查發(fā)現(xiàn)蓄熱元件堵塞嚴(yán)重，如圖1所示：

圖1

第二，GGH壓差高形成的機(jī)理是凈煙氣流經(jīng)除霧器除霧元件的流速應(yīng)在合適的范圍，即6.27±30%m/s，除霧器才能獲得較高的除霧效率，目前凈煙氣帶走的液滴會(huì)隨著流速的增大而逐漸增多與增大。一旦大粒徑的液滴被帶走后，除霧效果必然會(huì)受到嚴(yán)重影響，除霧器堵塞影響除霧器效率，除霧器投入運(yùn)行后，不進(jìn)行徹底清理，造成下部排水管道堵塞，清洗除霧器上黏附的石膏不能及時(shí)流入吸收塔，沉淀在除霧器下部，影響除霧器效率，則造成較多的水汽通過(guò)除霧器進(jìn)入GGH蓄熱元件中參與堵塞化學(xué)反應(yīng)。

第三，運(yùn)行中吸收塔液位過(guò)高，漿液從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH，在吸收塔運(yùn)行的過(guò)程中氧化空氣會(huì)鼓入液位變化出現(xiàn)持續(xù)上升的現(xiàn)象，另外在吸收塔運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)有大量泡沫出現(xiàn)在液面上，泡沫中含有石灰石和石膏混合物顆粒，對(duì)液面上出現(xiàn)的物質(zhì)液位測(cè)量裝置根本無(wú)法測(cè)量，這樣就會(huì)造成GGH中倒流入吸收塔原煙氣的泡沫，原煙氣穿過(guò)GGH時(shí)，泡沫在原煙氣高溫作用下，水分蒸發(fā)，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒會(huì)黏附在換熱片表面。

第四，整個(gè)GGH運(yùn)行過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是煙氣中含有大量金屬氧化物，對(duì)SO2均有吸收能力，溶于水之后形成亞硫酸的同時(shí)極易與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成亞硫酸鹽，然后亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的O2氧化成硫酸鹽，由于凈煙氣中帶有石灰石漿液，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，與原煙氣中的SO2形成CaSO4·2H2O，產(chǎn)生大量黏稠的濃酸液，并且黏附大量煙氣中的飛灰（含有CaO），遇水發(fā)生熱反應(yīng)形成Ca（OH）2，附著在蓄熱元件上形成結(jié)垢物，加劇GGH壓差升高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子傾斜，變速箱損壞等重大缺陷。

3 針對(duì)GGH壓差高問(wèn)題的相應(yīng)對(duì)策

第一，運(yùn)行期間，濕法脫硫系統(tǒng)工藝控制核心便是吸收塔漿液pH值情況，若漿液pH值過(guò)高、密度過(guò)大，除霧器以及GGH上極易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，所以對(duì)石灰石漿液以及石膏質(zhì)量必須及時(shí)進(jìn)行分析，掌握CaSO4·2H2O、CaCO3、CaSO4、1/2H2O及石膏的含水率等指標(biāo)，通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，有助于運(yùn)行人員科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)脫硫運(yùn)行參數(shù)。

第二，利用機(jī)組檢修機(jī)對(duì)機(jī)組除霧器進(jìn)行清理，并在清理之后保持除霧片的干凈、清潔、光滑；保證下部排水管道暢通，無(wú)堵塞現(xiàn)象，徹底清理除霧器噴嘴，防止噴嘴堵塞。

第三，利用大小修機(jī)對(duì)#7、8爐GGH進(jìn)行改造：在保證換熱效果的前提下，將原緊湊型波紋板的蓄熱元件更換為大波紋直通道、易吹掃的L形波形板的蓄熱元件，如圖2所示：

圖2

第四，GGH設(shè)備加裝高強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)，由3臺(tái)ENSG-G-III型可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波發(fā)生器組成：凈煙氣側(cè)冷端安裝2臺(tái)高聲強(qiáng)聲波吹灰器，原煙氣側(cè)熱端安裝1臺(tái)高聲強(qiáng)聲波吹灰器，喇叭開(kāi)口均順氣流方向，工作時(shí)間每間隔120s，進(jìn)行一次吹掃時(shí)間同為120s，聲功率在10000～50000聲瓦間調(diào)節(jié)，聲波頻率在10～10000Hz間調(diào)節(jié)，積灰和結(jié)垢清除率達(dá)90%以上，有效作用半徑在15m以上，從而保證蓄熱元件積灰得到控制，提高脫硫GGH系統(tǒng)安全運(yùn)行可靠性能。聲波吹灰器工作原理是驅(qū)動(dòng)氣體經(jīng)過(guò)濾、減壓后進(jìn)入管道，控制系統(tǒng)內(nèi)PLC接收到氣路系統(tǒng)壓力開(kāi)關(guān)的信號(hào)后，把電磁閥打開(kāi)向高聲強(qiáng)發(fā)生器供應(yīng)氣體，與此同時(shí)利用單片機(jī)把已設(shè)定好的頻率、幅值信號(hào)傳遞給功率放大器，經(jīng)功率放大器放大后輸入給高聲強(qiáng)發(fā)生器發(fā)出聲波。高聲強(qiáng)聲波吹灰器的除垢機(jī)理是高強(qiáng)聲波的推拉作用可使換熱器表面的硬垢因疲勞而松動(dòng)、脫落，同時(shí)降低灰垢在換熱器表面的附著力。原理如圖3所示：

圖3

第五，加裝兩臺(tái)高壓柱塞泵（型號(hào)：JC3200）以及高壓水槍2套（型號(hào)：IK-525-DM3），并將槍管噴嘴數(shù)量由12只改造為8只，擴(kuò)大噴嘴直徑，根據(jù)運(yùn)行狀況進(jìn)行在線水沖洗。

4 應(yīng)用效果

圖4 治理前原凈煙氣GGH壓差

圖5 治理后原凈煙氣GGH壓差

根據(jù)以上對(duì)策的綜合治理，從而減少四期GGH變速箱、上下軸承以及風(fēng)機(jī)缺陷發(fā)生次數(shù)，提高轉(zhuǎn)子運(yùn)行穩(wěn)定性，減少檢修費(fèi)用，降低機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。治理前，GGH壓差在機(jī)組負(fù)荷900MW時(shí)最高可達(dá)1500Pa以上，風(fēng)機(jī)電流最高600A左右，治理后機(jī)組負(fù)荷900MW時(shí)壓差最高400Pa，風(fēng)機(jī)電流460A左右，節(jié)能效果明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

目前根據(jù)環(huán)保要求，對(duì)脫硫系統(tǒng)的要求很高，然而GGH的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要作用。經(jīng)過(guò)上述綜合治理之后，GGH壓差保持在要求范圍之內(nèi)，從而提高了機(jī)組的安全長(zhǎng)周期運(yùn)行，并且為同類型設(shè)備提供借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：袁鶴（1972-），男，山東鄒城人，華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠工程師，研究方向：火力發(fā)電廠技術(shù)管理；宋凱（1988-），男，山東菏澤人，華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠助理工程師，研究方向：火力發(fā)電廠設(shè)備檢修、技術(shù)管理；董強(qiáng)（1989-），男，山東滕州人，供職于華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，研究生，研究方向：火力發(fā)電廠設(shè)備檢修。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）