火電廠LGGH系統運行維護簡析

俞忠勇

(望亭發電廠，江蘇 蘇州 215155)

0 引言

目前，國內許多燃煤機組在煙氣超低排放改造中采用低低溫煙氣換熱器(LGGH) 系統，LGGH系統主要由煙氣余熱回收裝置(以下稱作降溫器)和煙氣余熱再熱裝置(以下稱作升溫器)組成。

LGGH系統的降溫器和升溫器一般采用H型翅片擴展受熱面結構，該結構具有受熱面換熱系數高，空氣側阻力適中等特點[1]。降溫器及升溫器均采用模塊化設計，換熱管排、集水箱、框架等均在一體化后出廠，這樣方便現場安裝，可保證安裝質量。

LGGH系統是一個閉式循環系統,主要由降溫器和升溫器，配套蒸汽輔助加熱器、循環水泵、熱媒水膨脹箱、清灰裝置、加藥罐及其他輔助系統組成。

降溫器和升溫器間的傳熱媒介為除鹽水，在循環水泵的作用下，除鹽水流經降溫器吸收煙氣放出的熱量，然后將熱量帶至升溫器中，加熱脫硫后的煙氣，除鹽水經升溫器冷卻后，再回到循環泵入口。

LGGH系統降溫器的布置方式目前主要有2種：如電廠采用純靜電除塵器，降溫器可布置在除塵器前，降低除塵器進口煙溫及煙氣流速，提高除塵器比表面積及收塵效果；如電廠采用電袋除塵器，降溫器可布置在除塵器出口，降低飛灰顆粒對降溫器換熱管束的磨損。

LGGH系統的升溫器布置在脫硫吸收塔出口與煙囪之間的煙道上，其作用是通過熱媒介質吸收熱量，傳遞給吸收塔出口的低溫煙氣，將煙氣的排煙溫度提高到80 ℃以上進行排放。

望亭發電廠2臺660 MW燃煤機組(#3，#4)采用純靜電除塵，4個降溫器布置在除塵器入口煙道上。在設計工況下，降溫器可將煙氣溫度從120～160 ℃降至90～110 ℃，吸收的熱量滿足將升溫器的煙氣溫度從47～50 ℃升至80 ℃以上的要求。

1 LGGH系統目前普遍存在的問題

(1)LGGH系統降溫器換熱管磨損、泄漏、堵塞(如圖1a所示)。

(2)LGGH系統升溫器換熱管及翅片低溫腐蝕(如圖1b所示)。

(3)LGGH系統升溫器換熱管及翅片表面積垢。

圖1 目前普遍存在的問題

2 原因分析

望亭發電廠660 MW機組LGGH系統降溫器及升溫器差壓設計值為450 Pa和800 Pa，經過1年運行，差壓分別達到770 Pa和1 080 Pa。在機組停爐檢修時發現，降溫器換熱管存在局部吹損、積灰，煙道堵塞及升溫器換熱管表面有積垢、腐蝕現象。

(1)流場不均，產生煙氣走廊、煙氣偏流和煙氣渦流，造成局部磨損、泄漏。

(2)風煙系統阻力大，煙氣流速快。

(3)煙氣中飛灰含量高，偏離原設計值。

圖2 導流板優化處理方案

(4)升溫器換熱管及翅片選用的材質不當，特別是升溫器的高溫段若采用ND鋼，長期處于低溫及較大濕度的環境中運行，極易產生低溫腐蝕。

(5)吸收塔出口煙氣中霧滴含量大，造成升溫器換熱管表面結垢。

3 LGGH系統泄漏的常見危害

(1)運行中降溫器換熱管泄漏，煙道內會大量積灰，使煙道截面減小，煙氣阻力增大，造成風機電流增加，嚴重時影響機組負荷，使機組經濟性能指標下降。

(2)換熱管泄漏造成煙道堵塞，煙氣流速加快，煙道及換熱管磨損加劇，縮短設備使用壽命，增加檢修維護成本。

(3)降溫器換熱管漏水，如未及時發現，一旦熱媒水進入除塵器倉泵后，造成倉泵堵塞無法送灰，迫使電場停用，給機組安全運行及煙氣超低排放帶來嚴重安全隱患。

(4)由于換熱器泄漏，煙道堵塞，煙氣流速加快，除塵器除塵效率下降。

4 采取的措施

(1)由于原設計的導流板引流段與換熱管距離太近，形成局部射流，所以對降溫器進口導流板的引流段進行優化處理。處理方案：對圖2圓圈內的導流板割除1 m，另外兩塊導流板不處理，以降低煙氣偏流對換熱管的磨損。在圖2中，1，2，3，…，9為導流板編號。

(2)利用機組檢修機會，對空氣預熱器(以下簡稱空預器)、煙氣換熱裝置、吸收塔除霧器等設備進行高壓水沖洗，降低整個風煙系統的阻力及煙氣流速。

(3)檢修時對降溫器換熱管及防護瓦定期進行測厚檢查[1]，并記錄磨損量，評估磨損速率。

(4)對降溫器入口的假管表面進行陶瓷防磨處理。

(5)檢修結束，對換熱器進行嚴密性查漏試驗。

5 運行注意事項

(1)運行每班需監視并記錄換熱器進出口的差壓、煙氣溫度、流速、風機電流及熱媒水溫等參數。

(2)在LGGH系統運行過程中，換熱管一旦泄漏，需及時做出正確排查并對泄漏模塊進行隔絕處理。每天記錄熱媒水系統運行的相關參數(見表1)，如膨脹箱液位、補水周期及熱媒水泵進、出口壓力等。以望亭發電廠#3，#4機組煙氣換熱裝器為例，相關參數見表1。

表1 熱媒水系統運行參數

(3)運行中如發現補水周期縮短，熱媒水泵入口壓力下降等異常情況，需及時通知檢修人員排查處理。排查判斷方法：打開降溫器進、出口煙道上的輸水閥，觀察有無熱媒水流出，如果泄漏小而不能直觀判斷，則逐個關閉換熱器模塊進、出口閥門，觀察每個換熱器模塊進口管上的就地壓力表(如圖3a所示)，如壓力下跌，可判定換熱器模塊泄漏，隔絕該模塊的進、出口門并打開旁路門，待機組檢修時再對模塊換熱管進行查漏、封堵(如圖3b所示)。

圖3 排查及處理

(4)根據不同的運行工況，需及時調整循環水量，提高進入升溫器的熱媒水溫度。在低負荷等工況下，特別是冬季，應盡早投用輔助加熱器，提高排煙溫度(不低于80 ℃)，防止升溫器換熱管及尾部設備低溫腐蝕。

(5)運行中如發現熱媒水泵出口壓力及流量波動大，應及時打開膨脹箱排氣門排氣，防止超壓運行損壞換熱裝置。

6 建議

(1)升溫器由低溫段、中溫段和高溫段換熱管組組成，換熱管及翅片的材質，升溫器低溫段為SUS444，2205或等同以上材質，中溫段為2205或316L或等同以上材質，高溫段材質一般選用ND鋼。望亭發電廠2臺300 MW機組升溫器的高溫段換熱管翅片經過2年多運行，檢修時發現高溫段換熱管組的翅片因長期處于低溫、高濕度的環境中，局部已腐蝕脫落。建議：升溫器的高溫段換熱管及翅片應選用316L或等同以上材質，防止低溫腐蝕。

(2)定期對吸收塔除霧器及濕式除塵器(若有)進行維護、檢修，運行中加強沖洗，確保進入升溫器的煙氣霧滴濃度滿足設計值，減少升溫器換熱管及翅片表面結垢。

(3)在采用LGGH技術時，煙氣的熱平衡一定要計算正確，換熱面積要有20%以上的裕量，對材質的要求也要充分考慮。

7 結束語

望亭發電廠2臺660 MW燃煤機組和2臺300 MW燃煤機組，在煙氣超低排放改造中全部安裝了LGGH系統。660 MW機組采用靜電除塵，降溫器布置在除塵器前，主要問題是降溫器換熱管的磨損、泄漏及煙道的積灰堵塞；300 MW機組采用電袋復合除塵，降溫器布置在除塵器后，主要問題是升溫器換熱管及翅片的腐蝕。經過2年多的運行，針對低低溫換熱裝器磨損、泄漏、堵塞、腐蝕等缺陷,在日常運行、維護及檢修中，嚴格執行上述的技術措施和運行注意事項，發現異常情況及時進行排查、分析、處理，確保LGGH系統和尾部設備正常運行。