火電廠濕法煙氣脫硫改造工程配置氣-氣換熱器GGH利弊的再探討

1、火電廠濕法煙氣脫硫改造工程配置氣 -氣換熱器( GGH)利弊的再探討(1)火力發(fā)電關(guān)鍵詞:火電廠氣換熱器濕法煙氣脫硫0、前言在脫硫系統(tǒng)中，為避免吸收塔排出的低溫濕煙氣腐蝕煙道和煙囪內(nèi) 壁，同時(shí)提高煙囪排出煙氣的抬升高度以利于污染物的擴(kuò)散，避免排煙 降落液滴，常設(shè)氣 -氣換熱器 氣換熱器(簡稱 GGH)裝置。我國火 力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 (2004) 規(guī)定，煙氣系統(tǒng)宜裝設(shè)煙氣換 熱器 氣換熱器。；在歐洲、日本，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求煙囪排煙溫度不低于 75，因此，其煙氣脫硫系統(tǒng)基本上都設(shè)置了 GGH。我國自 2006 年以來，大量的火電機(jī)組在短短兩、三年的時(shí)間內(nèi)集 中進(jìn)行了加裝脫硫系統(tǒng)的改造。當(dāng)初

2、根據(jù)國內(nèi)有些專家和學(xué)者的意見， 參照美國 20世紀(jì) 80年代中期以后安裝的脫硫系統(tǒng)基本不設(shè)置 GGH的情 況，同時(shí)取消 GGH可節(jié)省脫硫系統(tǒng)建設(shè)投資，經(jīng)濟(jì)性顯著，因此，國內(nèi) 絕大部分火電廠 火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)都取消了 GGH。由于火電廠 火電廠煙氣脫硫技術(shù)在我國起步晚，缺乏運(yùn)行管理經(jīng) 驗(yàn)，對一些潛在的技術(shù)問題認(rèn)識不全面。從近幾年的實(shí)際運(yùn)行情況看， 老機(jī)組脫硫改造取消 GGH后煙囪防腐問題難以解決，即影響到了脫硫系 統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也影響到了煙囪的長期安全運(yùn)行。1、業(yè)界關(guān)于配置和取消 GGH的觀點(diǎn)在我國進(jìn)行大規(guī)模脫硫改造階段的初期，配置和取消 GGH兩家流派 進(jìn)行了長時(shí)間的爭論和交鋒，普遍認(rèn)為應(yīng)配

3、置和和取消 GGH的理由是：配置 GGH的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）可提高煙囪排出煙氣的抬升高度以利于污染物的擴(kuò)散，防止 NOX落地濃度超標(biāo)。（2）解決煙囪冒 白煙 問題，無視覺污染。避免排煙降落液滴問 題。3）煙囪防水防腐問題較單一（4）安裝 GGH后，由于 GGH部件的腐蝕和換熱元件的堵塞會(huì)降低 FGD系統(tǒng)的可用率，增加 GGH的維修費(fèi)用。取消 GGH的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）無論安裝 GGH與否，經(jīng)石灰石 - 石膏濕法脫硫工藝處理后的煙 氣均存在對煙囪和煙道的腐蝕問題，煙道和煙囪防腐措施仍必不可少。認(rèn)為安裝 GGH是多余的（2）取消 GGH，由于不存在 GGH的腐蝕和堵塞問題，可提高 FGD 系統(tǒng)的可靠性和可

4、用率。（3）取消 GGH，脫硫煙氣系統(tǒng)得以簡化，減少了與 GGH相配套的 蒸汽吹掃系統(tǒng)、壓縮空氣、沖洗水系統(tǒng)?？晒?jié)省脫硫系統(tǒng)建設(shè)投資和 GGH的維護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性顯著。4）煙囪防水防腐環(huán)境復(fù)雜、優(yōu)良的防腐材料價(jià)格高昂不少文獻(xiàn)指出，取消 GGH后對大氣環(huán)境的不利影響是增加的。同時(shí) 很顯然，煙囪防腐是近期才被人們所認(rèn)識的問題，以前取消GGH更多的不是從環(huán)保的訴求和本質(zhì)改善來考慮的，可降低脫硫建設(shè)的直接成本 （不含煙囪防腐的成本和維護(hù)費(fèi)用）才是主要的。2、老機(jī)組脫硫改造中取消 GGH實(shí)際運(yùn)行中遇到的主要難題我公司某廠有 300MW機(jī)組和 600MW機(jī)組各 2 臺，2006 年全部進(jìn)行 煙氣脫硫改造，配

5、備了 GGH。后來，我公司其他機(jī)組的脫硫改造中，參 照國內(nèi)的普遍做法，都取消了 GGH。經(jīng)過幾年的脫硫?qū)嶋H運(yùn)行，我們發(fā) 現(xiàn) GGH堵塞對脫硫設(shè)施的投運(yùn)率有較大的影響，但每年的老煙囪防腐對 脫硫設(shè)施投運(yùn)率也有很大的影響，詳見下表 2-1 。表 2-1GGH沖洗時(shí)間和煙囪防腐脫硫停運(yùn)時(shí)間對脫硫投運(yùn)率的影響分析因?yàn)樵谌∠?GGH的脫硫機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中 , 一方面是進(jìn)入脫硫塔的煙 溫偏高 （一般高于 150）, 因蒸發(fā)使煙氣攜帶的水汽大幅增加，煙囪內(nèi) 凝結(jié)水酸的濃度有時(shí)高、有時(shí)低，同時(shí)煙氣中含有 F、CL 等離子，滲透 性較強(qiáng)，腐蝕性很強(qiáng)。另一方面是大部分老機(jī)組脫硫前煙囪結(jié)構(gòu)形式一 般都是錐體單筒磚內(nèi)襯

6、結(jié)構(gòu) , 從外及內(nèi)分別是混凝土筒體、巖棉類保溫 層、耐酸磚或保溫磚，錐體結(jié)構(gòu)的煙囪使無 GGH脫硫后的煙囪內(nèi)部全年 呈微正壓（最大可達(dá) 200Pa），因而煙囪防腐、防水問題十分棘手。目前采用各種防腐涂料如 OM、美國薩偉真、膠泥涂料等對老煙囪進(jìn)行防腐處理，都因材料性能不佳和施工質(zhì)量難以控制而效果不理想， 大約在半年至一年時(shí)間左右防腐涂料就會(huì)失效，煙囪防腐費(fèi)時(shí)費(fèi)力且效另外，抬升高度的降低，凝結(jié)水近距離形成的酸性降水造成電廠設(shè) 備的腐蝕問題也較突出。3、GGH堵塞的主要原因分析及防止堵塞的根本途徑圖 3-1 是某廠 1 號機(jī)組 GGH嚴(yán)重積灰的圖片。配置 GGH存在的主要 問題是除塵器效率不高、積

7、灰嚴(yán)重導(dǎo)致 GGH易堵塞，同時(shí)也降低脫硫系 統(tǒng)投運(yùn)率。從圖 3-1 和運(yùn)行實(shí)際情況看， GGH積灰結(jié)垢后，垢樣與換熱 元件的結(jié)合較松散，對垢樣的初步分析，發(fā)現(xiàn) 85%以上的成分是粉煤 灰。圖 3-1 ，GGH積灰情況圖12火力發(fā)電關(guān)鍵詞:火電廠氣換熱器濕法煙氣脫硫一般情況下，在火電廠 火電廠脫硫除塵運(yùn)行中，我們采取以下減 少主要措施來 GGH堵塞：（1）減少吸收塔和除霧器出口的攜漿量。通過優(yōu)化噴淋層設(shè)計(jì)、除霧器及煙道設(shè)計(jì)，提高除霧器的除霧效果，減少進(jìn)入 GGH的漿液量；（2）在 GGH設(shè)計(jì)制造方面，選擇容易吹透的換熱元件形式，設(shè)置充分的吹灰措施（包括高壓水沖洗、壓縮空氣吹掃、蒸氣吹灰等）；（3

8、）運(yùn)行中嚴(yán)格定期吹灰，定期檢查，發(fā)現(xiàn)有結(jié)垢先兆就應(yīng)進(jìn)行 處理，處理時(shí)一定沖洗干凈，不留余垢。但以上辦法未能從根本上解決 GGH堵塞的技術(shù)難題，要解決 GGH堵 塞的難題只能另辟蹊徑。 2009年 5月我們將某廠 1號機(jī)組的電除塵器 改為了布袋除塵器，情況出現(xiàn)根本性的變化。表 3-1 是某廠不同機(jī)組和除塵器效率情況和 GGH沖洗頻次情況，圖 3-2 是 2010年 1 月某廠布袋除塵與電除塵出口煙塵濃度曲線 DCS紀(jì)錄 對比。從圖表中可看出，除塵效率越高，煙塵排放濃度越低， GGH的沖 洗頻次大幅下降。 1 號機(jī)組改布袋除塵器后， GGH幾乎不發(fā)生堵塞，全 年運(yùn)行 4300 小時(shí)， GGH不用停

9、機(jī)清洗。表 3-1 除塵效率對 GGH堵塞的影響圖 3-22010 年 1 月某廠布袋除塵與電除塵出口煙塵濃度曲線 DCS紀(jì) 錄對比（-1 號機(jī)組布袋除塵， -2 號機(jī)組電除塵， 1 號機(jī)組的煙塵濃 度比 2 號機(jī)組低一倍多）新增 GGH和老煙囪脫硫后的防腐費(fèi)用的簡要比較分析：如果每 1 年進(jìn)行一次煙囪防腐處理，按國內(nèi)最低的 OM涂料計(jì)，大 約需 450 萬元費(fèi)用；配置 GGH，300MW機(jī)組脫硫改造增加費(fèi)用約 15001800 萬元。所以長期來看，進(jìn)行布袋改造和配置 GGH總體費(fèi)用更低一因此，我們認(rèn)為火電廠 火電廠采用布袋除塵 +GGH的系統(tǒng)配置， 主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）布袋除塵可適用不同性

10、質(zhì)的煤種，不受飛灰比電阻的影響， 可節(jié)約廠用電，運(yùn)行維護(hù)簡單，除塵效率高，可滿足國家新的排放標(biāo)準(zhǔn) 的要求；（2）布袋除塵效率提高后從根本上解決了 GGH堵塞的問題，提高 了脫硫裝置的投運(yùn)率；（3）加裝 GGH脫硫后煙氣無冷凝水流出，運(yùn)行中煙囪可長時(shí)間保 持負(fù)壓運(yùn)行，單筒煙囪防腐問題較簡單。一般采用膠泥和涂料防腐處理 即可，防腐材料的使用壽命得到明顯延長。鑒于效果良好， 2010年 6 月，我們又將 2號機(jī)組的電除塵器改為 了布袋除塵器。4、結(jié)論與建議（1）我們認(rèn)為，火電廠采用布袋除塵 +GGH的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以從根本 上很好地解決煙塵達(dá)標(biāo)排放、 GGH堵塞、脫硫后老煙囪防腐等棘手的難 題。隨著國家

11、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，電除塵器全部改布袋或電袋除塵 是必然的趨勢。在火電廠脫硫除塵改造可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。（2）從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度看，改布袋除塵器和配置 GGH，對脫硫系 統(tǒng)運(yùn)行的長期的可靠性、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢十分明顯。已配置 GGH的脫硫機(jī)組建議不宜取消 GGH，應(yīng)盡早進(jìn)行布袋或電袋改造；未配 置 GGH的脫硫機(jī)組，如煙囪防腐問題無法有效解決，建議增設(shè)GGH，同 時(shí)提前進(jìn)行布袋或電袋改造。(3) 隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展和進(jìn)步，今后脫硫系統(tǒng)不得 設(shè)置煙氣旁路，除塵系統(tǒng)不設(shè)置旁路也是必然趨勢，因此提高袋式除塵 器的可靠性十分重要。建議今后在 600MW及以上的大容量新機(jī)組的設(shè)計(jì) 建設(shè)中，采用分體式電除塵 +布袋除塵的方式，這樣可進(jìn)一步提高除塵 器系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的可靠性。參考文獻(xiàn)：1 郭芳芳 ,FGD系統(tǒng)取消 GGH對大氣污染物擴(kuò)散的影響研究 A 安徽理工大學(xué)碩士論文 ,2009 年。GGH可行性研究分析 J2 施淑芳, 電廠煙氣脫硫機(jī)組改造取消 能源環(huán)境保護(hù) ,2008,VOL.22(6) 。3 郭得鋒. 袁布景, 關(guān)于濕法脫硫系統(tǒng)取消 GGH的研究J, 環(huán) 境工程 ,2007,NO.Z1,P40-43 。4 李七九,濕法煙氣脫硫系統(tǒng)取消煙氣 -煙氣再熱器( GGH)的可行 性分析 J, 云南電力技術(shù) ,2007,VOL.22(6),P20-23 。