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脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器堵塞原因分析及改造措施

文檔作者：李萬倉，甘成順，王海平文檔來源：青海橋頭鋁電股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月17日
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2013年第31卷第3期
內(nèi)蒙古電力技術(shù)
INNER M0NGOLIA ELECTRIC P0WER 79
doi：10．3969／j．issn．1008-6218．2013．03．013
脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器堵塞原因分析及改造措施
李萬倉，甘成順，王海平
(青海橋頭鋁電股份有限公司，青海 大通810100)
摘要：對青海橋頭鋁電股份有限公司1號脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器(簡稱GGH)在運(yùn)行中頻繁
堵塞、壓差大、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流偏大等原因進(jìn)行分析。分析認(rèn)為，GGH換熱元件波形較密，
吹灰器吹灰壓力、溫度偏低是GGH頻繁堵塞的主要原因，而煙氣中粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)、運(yùn)行
參數(shù)調(diào)整不當(dāng)加速了GGH的堵塞。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，提出GGH換熱元件換型、吹灰器改
裝蒸汽吹掃、優(yōu)化電除塵器及吸收塔運(yùn)行參數(shù)的改造方案。方案實(shí)施后，1號脫硫系統(tǒng)GGH
頻繁堵塞現(xiàn)象得到有效解決，在節(jié)能降耗及提升系統(tǒng)綜合效率方面取得了明顯的效果，確保
了脫硫系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：煙氣脫硫系統(tǒng)；煙氣換熱器堵塞；換熱元件；蒸汽吹掃；運(yùn)行參數(shù)調(diào)整
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 中圖分類號：TM207
文章編號：1008—6218(2013)03—0079—04
Analysis of Desulfurization System GGH Clogging and Its
Improvement Measures
Li W ancang，Gan Chengshun，W ang Haiping
(Qinghai Qiaotou Aluminum Co．，Ltd．，Qinghai Datong 810100)
Abstract：Clogging，large pressure diference，and bigger current frequently occured on
the 1st desulfurization system GGH in Qinghai Qiaotou Aluminum Co．，Ltd．．The cause of
the clogging was that GGH heat exchanger components waveform was dense， sootblowers
pressure and temperature were lower．What S more，excessive dust content in flue gas，and
improper adjustment of operating parameters accelerate the clogging．Combining with the
actual situation， the author proposed to change the type of heat exchanger components，
modify the steam purging，optimize the operating parameters of electrostatic precipitator and
desulfurization system． After the transformation，the ~equent clogging of the GGH in the
1 st desulfurization system has been solved． And it is efective in energy saving and
improving the system efficiency，which ensure the desulfurization system S security，stability
and economic operation．
Key words I flue desufurization system；GGH clogging；heat exchanger components；steam
purging；running parameter adjustment
1 脫硫系統(tǒng)及煙氣換熱器系統(tǒng)概述
青海橋頭鋁電股份有限公司5x125 MW機(jī)組1
號煙氣脫硫(Flue Gas Desulphurization，簡稱FGD)
系統(tǒng)(結(jié)構(gòu)圖見圖1)投產(chǎn)于2009年底，采用2爐1塔
工藝。l號、2號鍋爐原煙氣匯合進(jìn)入1號增壓風(fēng)
【收稿日期】2013—02—20；【修改日期】2O13—04—24
【作者簡介】李萬倉(1973一)，男，青海人，助理工程師，從事火電廠熱控、脫硫?qū)I(yè)檢修工作。
內(nèi)蒙古電力技術(shù) 2013年第31巷第3
機(jī)，煙氣經(jīng)過升壓后進(jìn)人煙氣換熱器(Gas Gas Heat．
el"，簡稱GGH)原煙氣側(cè)，冷卻后的原煙氣進(jìn)入吸收
塔進(jìn)行脫硫反應(yīng)。脫硫后的凈煙氣經(jīng)除霧器進(jìn)入
GGH凈煙氣側(cè)，被加熱至80℃以上，再經(jīng)過煙道、凈
煙氣擋板和煙囪，排放到大氣中u。 。
煙囪
增壓風(fēng)機(jī)
圖1 煙氣脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
GGH系統(tǒng)主要設(shè)備包括煙道、膨脹節(jié)、GGH吹
灰器、低泄漏風(fēng)機(jī)、GGH密封空氣系統(tǒng)、GGH及相應(yīng)
的管道和閥門。1號FGD系統(tǒng)GGH為上海銳普電
力技術(shù)有限公司生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)再生式煙氣換熱器。
換熱元件采用D—EP01e緊密型脫碳鋼鍍搪瓷，深度
為315 mm，厚1．15 mm，單面加熱表面積5576 m 。
換熱元件正常承溫值300～330℃。GGH主要設(shè)計
參數(shù)見表1。
2 GGH堵塞現(xiàn)狀
1號FGD系統(tǒng)投產(chǎn)3 a來，經(jīng)常出現(xiàn)GGH堵塞、
壓差增大等問題，引起1號增壓風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，
FGD系統(tǒng)阻力增大，耗電量增大，甚至導(dǎo)致整個脫
硫系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。
2011年8月一11月，1號FGD系統(tǒng)GGH堵塞嚴(yán)
重，換熱元件表面結(jié)垢為蜂窩狀，且兩邊厚、中間
薄，如圖2所示。1號增壓風(fēng)機(jī)出口壓力最高上升至
3050 Pa，接近增壓風(fēng)機(jī)設(shè)計上限值。GGH原、凈煙
表1 1號FGD系統(tǒng)GGH主要設(shè)計參數(shù)
參數(shù) 數(shù)值
熱煙氣入口流量／m h
冷煙氣人口流量／m h
原煙氣入口溫度／℃
原煙氣出口溫度代
凈煙氣人口溫度／℃
凈煙氣出口溫度／℃
泄漏率／％
圖2 GGH換熱元件表面積灰
氣側(cè)壓差經(jīng)常達(dá)到1150 Pa，最高達(dá)1500 Pa。期間
運(yùn)行人員曾采用增加壓縮空氣和高 水在線沖洗
次數(shù)措施，但堵塞狀況仍未解決。因GGH堵塞導(dǎo)致
l號FGD系統(tǒng)停運(yùn)3次，被迫進(jìn)行高壓水離線沖洗，
最長70 d清洗1次，最短1個月清洗1次，嚴(yán)重影響
了FGD系統(tǒng)的正常投運(yùn)率。201 1年8月一1 1月，1
號FGD系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)平均值統(tǒng)計如表2所示。
3 GGH堵塞原因分析
3．1 GGH吹灰器吹掃介質(zhì)壓力、溫度偏低
1號GGH吹灰器設(shè)計有高壓和低壓2套吹掃系
統(tǒng)，分別為在線高壓水沖洗和壓縮空氣吹掃，其中
高壓水主要用于GGH壓差上升至設(shè)計值的1_3倍及
以上時沖洗，不能長時間投運(yùn)。因此，壓縮空氣是
GGH常態(tài)吹掃介質(zhì)，設(shè)計吹掃壓力為0．7 MPa。而
實(shí)際運(yùn)行中，壓縮空氣經(jīng)過長管線輸送后，吹掃壓
力只有0．5 MPa，明顯低于設(shè)計值，吹掃效果差；而且
表2 2011年8月一11月1號FGD系統(tǒng)運(yùn)行各參數(shù)平均值統(tǒng)計
23一 18一 邶 一
2013年第31卷第3期 李萬倉，等：脫硫系統(tǒng)煙氣換熱器堵塞原因分析及改造措施8 J
換熱元件表面結(jié)垢成分多為石膏和亞硫酸鈣，低溫
吹掃介質(zhì)對其吹掃效果差，不能滿足現(xiàn)場需求 。
3．2 GGH換熱元件選型不合理
GGH換熱元件采用D—EP01e緊密型換熱元件，
該元件波形對吹掃介質(zhì)動能有較大的衰減作用，導(dǎo)
致沖洗存在死角，進(jìn)入GGH的粉塵及漿液在換熱元
件通道內(nèi)殘留較多，無法徹底沖洗干凈。隨著運(yùn)行
時間的增加，換熱元件通道的殘留物越來越厚、且
發(fā)生凝固，甚至堵塞整個GGH換熱空間(見圖3)，造
成GGH壓差大幅增大、增壓風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，隨之
會出現(xiàn)GGH振動加劇甚至FGD旁路門聯(lián)開現(xiàn)象，進(jìn)
而導(dǎo)致整個FGD系統(tǒng)運(yùn)行障礙，無法正常運(yùn)行。
圖3 清洗后的1號GGH換熱元件
3-3 煙氣中粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)
煙氣經(jīng)除霧器后仍攜帶大量的水分，造成GGH
換熱元件表面比較潮濕，原煙氣中的粉塵顆粒易黏
附在換熱元件的表面。因1號、2號鍋爐配套的電除
塵器運(yùn)行時間已超過15 a，設(shè)備老化嚴(yán)重，加之實(shí)際
燃煤煤質(zhì)偏離設(shè)計煤質(zhì)，灰分較大導(dǎo)致電除塵器出
口煙氣中粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)，平均值達(dá)362 mg／m ，
最高800 mg／m ，已經(jīng)大大超出不大于200 mg／m 的
設(shè)計要求。
3．4 電除塵器及吸收塔運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不當(dāng)
3．4．1 電除塵器
由于操作人員對電除塵器的運(yùn)行控制不夠熟
練，過于依賴于電除塵器的自動控制功能，不能及
時、有效調(diào)整二次電壓等運(yùn)行參數(shù)，導(dǎo)致電除塵器
運(yùn)行效率偏低。此外，新增電場陰極螺旋線頻繁斷
裂造成電場接地故障，也是制約電除塵器高效運(yùn)行
的原因之一。
3．4．2 吸收塔
由于FGD系統(tǒng)投產(chǎn)時間較短，運(yùn)行人員經(jīng)驗不
足，吸收塔常年在高液位下運(yùn)行(最高達(dá)12．5 133)，造
成漿液上部的泡沫攜帶大量石膏、亞硫酸鈣進(jìn)入
GGH，并與粉塵凝結(jié)后變硬，逐漸形成難以清除的
結(jié)垢。
通過上述分析可知，GGH換熱元件波形較密，
吹灰介質(zhì)壓力、溫度偏低是GGH頻繁堵塞的主要原
因，而煙氣中粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不
當(dāng)加速了GGH的堵塞。只有消除上述原因，才能解
決GGH堵塞問題。其中煙氣中粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)
在現(xiàn)階段無法解決，可以從其余3個方面進(jìn)行改造。
4 改造方案
為解決1號FGD系統(tǒng)GGH堵塞問題，對GGH
改造進(jìn)行了可行性分析：多方收集國內(nèi)GGH換熱元
件廠家的資料，從換熱元件的波形、搪瓷的鍍搪工
藝等方面對多家換熱元件性能進(jìn)行對比分析；通過
多方調(diào)研，了解其他電廠的設(shè)備性能及改造經(jīng)驗。
分析論證后決定采取以下改造方案。
4．1 GGH換熱元件改為大通道換熱元件
將原換熱元件改造為豪頓華公司的HC 波形
大通道換熱元件。該產(chǎn)品與原換熱元件相比，具有
煙氣流向直通、煙氣流通面大、換熱效果好的特點(diǎn)；
同時波型平滑、沒有小的波紋，在GGH運(yùn)行中不易
黏附粉塵、石膏等，且易于沖洗，因此GGH不易堵
塞，并能長期穩(wěn)定運(yùn)行 。
4．2 將吹掃介質(zhì)由壓縮空氣改為過熱蒸汽
過熱蒸汽相對于壓縮空氣來說，在同等吹掃壓
力下動能較大，如圖4所示。將吹掃介質(zhì)由壓縮空
氣改為過熱蒸汽后，吹灰器噴嘴出口動能可從3O
kW提升至100 kW。因此，以蒸汽作為吹掃介質(zhì)能
有效清除換熱元件表面及通道的結(jié)垢，減緩GGH堵
寒
口
丑
磐
螫
翡
毯
／
過熱蒸汽 ／
／
／
／
／ 壓縮空氣
／ —，一一
／ ／
／ ／
—
一
圖4 過熱蒸汽與壓縮空氣吹灰噴嘴出口動能比較
5 改進(jìn)措施
5．1 更換換熱元件
2012年6月，利用1號FGD大修機(jī)會對GGH換
82 內(nèi)蒙古電力技術(shù) 2013年第31卷第3期
熱元件進(jìn)行了改造。更換GGH為豪頓華HC哪型搪
瓷傳熱元件，同時更換上部徑向密封片1套(含螺栓
、螺母、墊圈)，并對徑向、軸向、環(huán)向密封間隙進(jìn)行
了重新調(diào)整。共更換換熱元件336件，其性能參數(shù)
見表3。
表3 改造后的1號FGD系統(tǒng)GGH換熱元件性能參數(shù)
參數(shù) 數(shù)值
高度／mm
單面換熱面積／m
板材材質(zhì)
板材厚度／mm
設(shè)計使用壽命／h
330
5742
金屬基板為零碳鋼，
外加雙面鍍搪瓷
總厚度1．05，其中金屬基
板0．75，雙面搪瓷厚0．3
5．2 吹灰器改造
(1)蒸汽汽源取自3號機(jī)除氧間二段抽氣母
管，蒸汽溫度318℃，壓力2．55 MPa，通過彈簧提升
閥二次調(diào)壓后實(shí)際吹掃壓力達(dá)到1．2 MPa。蒸汽管
線總長約210 ITI，對其進(jìn)行保溫處理。
(2)加裝蒸汽主管路手動截止閥1臺、分管路
電動截止閥2臺、疏水電動截止閥1臺等，同時更換
吹灰器槍管頭部噴嘴組件，將原設(shè)計文丘里噴嘴直
徑由9 mm．L~至1 1．5 mm，以滿足蒸汽吹灰要求。
(3)修改吹灰器下位機(jī)PLC吹灰流程及時間控
制程序，以滿足蒸汽吹灰的需求。吹掃時間由原來
的150 min／次調(diào)整至I10 min／7．．~。
5-3 電除塵器及吸收塔運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化
5．3．1 電除塵器
首先，加強(qiáng)運(yùn)行人員的技術(shù)培訓(xùn)，對電除塵器
運(yùn)行參數(shù)加強(qiáng)監(jiān)控，及時調(diào)整；其次，通過電流灼燒
法對斷裂的螺旋線及時進(jìn)行處理，提高電除塵器的
投運(yùn)率。
5．3．2 吸收塔
首先，降低吸收塔運(yùn)行液位，保持在8 m左右，
并嚴(yán)格執(zhí)行除霧器沖洗制度，保證沖洗效果；其次，
購置消泡劑，定期加入吸收塔中，消除泡沫。
6 改造效果
6．1 系統(tǒng)運(yùn)行情況
1號FGD系統(tǒng)GGH改造工作于2012年7月完
成，7月4 Et 11：00系統(tǒng)啟動，截至l2月19日(19 Et
18：00，1號FGD停運(yùn)消缺，循環(huán)泵嚴(yán)重漏漿，更換
A、B循環(huán)泵大小頭)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時間達(dá)3916 h，
已超過164 d。與改造前(最長70 d)相比，系統(tǒng)穩(wěn)定
運(yùn)行周期延長了200％以上，停運(yùn)時GGH換熱元件
表面如圖5所示。
圖5 改造后運(yùn)行5個月的GGH換熱元件表面
GGH改造后，1號FGD系統(tǒng)在目前的運(yùn)行方式
下，測得GGH原、凈煙氣側(cè)壓差以及系統(tǒng)主要參數(shù)
如表4所示?？梢钥闯觯珿GH原、凈煙氣側(cè)壓差大幅
下降，與改造前壓差相比，下降800 Pa左右，F(xiàn)GD系
統(tǒng)阻力明顯減小。同時，增壓風(fēng)機(jī)電流平均下降60
A左右，振動減弱，耗電量明顯降低，達(dá)到了節(jié)能減
排的預(yù)期效果。
6．2 經(jīng)濟(jì)效益
1號FGD系統(tǒng)GGH改造后，相同工況下，1號增
壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流降低60 A。除去檢修、消缺(按65 d
計算)時間，F(xiàn)GD系統(tǒng)年投入運(yùn)行時間按7200 h計
算。l號增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率4300 kW，額定電壓
6000 V，額定電流501 A，功率因數(shù)0．87，轉(zhuǎn)速743 r／
min。根據(jù)公式W=I．732UI(cosq~)h，l號增壓風(fēng)機(jī)年
降低耗電量3900 MWh。若按廠用電 0 ：
表4 2012年8月一11月1號FGD系統(tǒng)運(yùn)行各參數(shù)平均值統(tǒng)計
內(nèi)蒙古電力技術(shù) 2013年第31卷第3期
(4)關(guān)閉齒輪箱底部出油開關(guān)(K2)，拆解與原
熱交換器兩端相連的循環(huán)油管道，并立即堵塞原熱
交換器兩端的進(jìn)油口和出油口，以免熱交換器內(nèi)殘
留的油泄漏到機(jī)艙。將油管接頭連接到散熱器的
進(jìn)油口和回油口。注意散熱器上進(jìn)油口和出油口
箭頭標(biāo)志，將齒輪箱出油管與散熱器進(jìn)油口相連，
散熱器的出油口與齒輪箱回油管相連，不得接反。
(5)風(fēng)扇散熱器電動機(jī)電源的連接。該電動
機(jī)電源為三相交流400 V，將電動機(jī)的三相電源線
并聯(lián)到油循環(huán)泵的接線端子上，以實(shí)現(xiàn)油循環(huán)泵和
風(fēng)扇散熱器電動機(jī)同步工作。
(6)接線完畢后，先調(diào)整油循環(huán)泵保護(hù)開關(guān)的
過電流整定值，以免油循環(huán)泵在與冷卻風(fēng)扇同時工
作時過流跳閘；然后對機(jī)組控制參數(shù)設(shè)置值進(jìn)行修
改，調(diào)低油循環(huán)泵啟動參數(shù)，使油循環(huán)泵和風(fēng)扇散
熱器均啟動運(yùn)行。
(7)檢查油循環(huán)管路有無滲漏，若有滲漏則立
即進(jìn)行緊固處理。觀察風(fēng)扇散熱器電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)
方向是否和標(biāo)志一致，如旋轉(zhuǎn)方向相反，則需調(diào)整
風(fēng)扇電動機(jī)的電源線相序。油循環(huán)管路必須確保
無滲漏，風(fēng)扇散熱器電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向也必須與標(biāo)志
一致，以免影響散熱效果。
(8)確認(rèn)循環(huán)正常后，恢復(fù)控制系統(tǒng)內(nèi)油循環(huán)
泵啟動參數(shù)的設(shè)置值。
3．5 改造效果
將風(fēng)電機(jī)組原有的熱交換器冷卻系統(tǒng)改為2套
獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)后，機(jī)組經(jīng)過大風(fēng)、高負(fù)荷運(yùn)行工
況的考驗，運(yùn)行效果良好。改造后，齒輪箱油溫、發(fā)
電機(jī)溫度均能維持在正常范圍內(nèi)，徹底消除了齒輪
箱油溫度高的問題。
4 結(jié)語
對輝騰錫勒風(fēng)電場2臺Micon 600 kW風(fēng)電機(jī)
組進(jìn)行了試驗性改造，工作取得了滿意效果，改造
冷卻系統(tǒng)后，徹底消除了冷卻系統(tǒng)缺陷，提高了設(shè)
備可利用率，增加了發(fā)電量，降低了檢修和維護(hù)成
本。目前，該改造方案已在輝騰錫勒風(fēng)電場同類型
機(jī)組上開始推廣應(yīng)用。
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制冷與空調(diào)，2012(6)：46—49，75．
編輯：白永軍
◇ +一一+ ?～一一+一+一? 。+一+一一一+??一+一 一一 一+一 ◇◇
一一”。 1 ： 成本價0．28元JkWh計算，1號FGD系
統(tǒng)年節(jié)省電費(fèi)109萬元。
2012年1號FGD系統(tǒng)GGH共沖洗6次，與2011
年相比，減少GGH離線沖洗4次，節(jié)省沖洗費(fèi)用12
萬元
7 結(jié)束語
青海橋頭鋁電股份有限公司對1號FGD系統(tǒng)
GGH進(jìn)行改造后，從根本上解決了GGH易堵塞及
壓差大的問題，取得了較大的社會環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)
效益。與2011年相比，系統(tǒng)綜合效率提高17％，減
少SO 排放量837 t。從而達(dá)到了節(jié)能減排的預(yù)期效
果，確保了脫硫系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，具有
較好的推廣價值。
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編輯：張俊英

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