三河电厂脱硫系统GGH堵塞情况及治理

三河电厂脱硫系统GGH堵塞及治理魏书洲，刘海龙，温卫嘉（三河发电有限责任公司河北燕郊065201）DesulfurizingSystemGGHstoppageandGovernanceinSanHePowerPlantShu-zhouWEI，Hai-longLIU,Wei-jiaWEN(SanHePowerPlantCo,LTD.HeBeiYanJiao065201)ABSTRACT:ThearticlehadanalyzedthereasonsforthestoppageofGGHinthefirststagedesulfurizingsystemininGuoHuaSanHepowerplant,putforwardtheeffectiveharnessschemewhichresultedinaSignificantlyeffect,containingsomeguidingsignificance.KEYWORD:GGH;stoppage;Differentialpressure；Governance摘要：本文针对国华三河发电厂一期脱硫系统GGH运行中出现的堵塞情况进行原因分析，提出有效的治理方案，并取得了较好的效果，具有一定的实际指导意义。关键词：GGH；堵塞；差压；治理1引言三河电厂一期脱硫属于改造项目，在原有2×350MW燃煤机组上加装两套石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统，主体工程采用德国比晓夫喷淋塔，一炉一塔，分别设有增压风机和烟气换热器（简称GGH），#1、2机组脱硫系统分别2007年6月和7月正式投入运行。锅炉尾部烟气增压风机进入GGH原烟气侧，经GGH降温后进入吸收塔，脱硫后的烟气由GGH净烟气侧通过，经GGH升温后通过烟囱排向大气。GGH使用上海锅炉厂设计生产的30.5-V-450型两分仓回转式烟气加热器，采用DNF型搪瓷表面换热元件，换热元件高350mm，换热器框架高度600mm，并配套高压水冲洗、蒸汽吹灰。2GGH投产后运行情况#1、#2GGH投产以后，保证每天3次蒸汽吹扫，开始时差压上升不快，但蒸汽吹扫效果不佳，吹扫前后GGH压差无变化，运行一个月，差压达到1500Pa，第一次使用在线高压水冲洗，差压降至700Pa，此后差压持续升高，在线高压水冲洗效果亦不明显，当差压上升到1400Pa时，高压水冲洗后差压降到1000Pa。2007年8月28日，#1脱硫系统停运，进入#1GGH内部检查发现，GGH换热元件结垢、堵塞严重，其中中心半径约1.5米范围以及最外圈约200－300MM范围已基本完全堵塞，中间区域堵塞也非常严重。图1GGH换热元件堵塞情况及沿转子径向分布情况为降低GGH差压，保证系统正常运行，2007年8月末第一次对GGH进行离线高压水冲洗，冲洗后差压下降到700Pa,此后每运行一段时间就要根据差压情况对GHH进行离线高压水冲洗，冲洗水的压力从最初的40MPa逐渐提高到最后的55MPa，冲洗的周期也有最初的两个半月缩短到后来的一个月，但是冲洗后的效果越来越差，冲洗后的差压从最初的700Pa上升到最后的1100Pa（以上所说差压均为满负荷时值）。３GGH堵塞对脱硫系统的影响（1）GGH差压增大，流动阻力增大，轻微时影响增压风机出口烟气的正常流通，严重时造成增压风机喘振、失速，增压风机喘振增大还会引起共振，导致叶片折断、主轴变形断裂等严重后果。（2）增压风机出力受阻，会影响引风机的正常运行，影响炉膛负压，严重时还有可能造成旁路挡板自行打开，影响脱硫系统的正常投运。（3）GGH结垢会使GGH换热效果下降，导致吸收塔入口烟气温度升高，不利于SO2的吸收，影响吸收塔的脱硫效率。同时烟气温度升高还有可能造成吸收塔防腐层的破坏。（4）GGH换热效果下降，还会导致脱硫系统出口烟气温度降低，加剧了烟气对出口烟道和烟囱的腐蚀。（5）GGH堵塞，需经常对GGH进行离线高压水冲洗，使得脱硫系统频繁退投，影响了脱硫系统的投运率，同时增加了大量的检修费用。４GGH堵塞原因分析（1）由于除雾器最上层没有冲洗水，导致除雾器上层结垢严重，除雾器效果差，烟气中的一些细小的浆液颗粒被烟气携带通过GGH时，附着在GGH换热元件表面，水分蒸发，而固体物质则黏附在换热元件表里，在转到原烟气侧时再经过反复高温，若不得到及时吹扫，就会在换热元件表面形成结垢。（2）电除尘器运行效果欠佳，导致烟气中含尘量高，且吸收塔出口烟气处于饱和状态，并含有除雾器未除尽的水分，换热元件经过净烟气侧后表面会比较潮湿，原烟气中的烟尘会附着在GGH换热元件表面，造成换热元件的结垢堵塞。（3）脱硫吸收塔入口烟道设计较短，启停脱硫系统时，由于先启浆液循环泵后启增压风机，导致喷淋层喷下的小液滴越过GGH出口烟道，飘入GGH内部，粘结在换热元件表面形成结垢（如下图2所示）。GGH吸收塔图2浆液飘入GGH示意图同时由于GGH出口烟气流场分布不均，导致GGH出口水平烟道下侧出现“卷吸”现象，吸收塔内部部分烟气“回流”，夹杂的小液滴飘落在换热元件上或顺出口烟道流到换热元件上形成结垢（如下图3所示）。吸收塔GGH图3GGH出口烟道“卷吸”示意图（4）GGH换热元件采用DNF型式，其波形特点为中间波浪，易积垢，不易吹扫，并且换热元件设计间隙小，加剧了结垢堵塞。（5）原设计在线高压水冲洗压力为10Mpa，单次冲洗时间为3.5小时，压力偏低，且冲洗时间过短，造成GGH换热元件冲洗不彻底，久而久之，造成内部积垢越来越多，形成堵塞。（6）GGH换热元件设计高度为450mm，而GGH框架设计为600mm高，导致蒸汽和高压水吹灰枪距离换热元件距离较远，影响了吹扫效果。（7）吸收塔运行时在液面上产生大量泡沫，造成吸收塔的“虚假液位”，当“虚假液位”超过GGH原烟气侧出口烟道高度时，造成泡沫从吸收塔原烟气出口烟道倒流入GGH，泡沫中水分被蒸发，浓缩干燥的固体物质粘附在换热片表面，形成结垢。５GGH堵塞治理情况及效果5.1初步治理由于要保证脱硫系统的投运率，设备无法长期停止，因此，07年至08年对GGH的治理是在保证脱硫系统投入率的基础上，主要集中在运行方式的优化和简单的检修处理措施。５.1.1优化运行方式：（1）加强在线高压水冲洗力度，将高压水冲洗每月一次改为每天一次，并根据差压变化情况实时调整高压水冲洗的投运频率。延长吹灰器步进停留时间，增加吹灰器总前进步数，并在每次吹扫时将GGH运行方式改为辅电机驱动（GGH转速由1.05r/min降低为0.5r/min），以提升每次的吹灰强度，增强吹灰效果。（2）缩短吸收塔除雾器的冲洗周期，并适当延长每次冲洗的时间，以优化除雾器的运行条件，提高除雾器的除雾效果。（3）保证蒸汽吹扫气源的温度和压力，适当延长蒸汽吹扫前的疏水时间，以保证蒸汽吹扫效果。表1GGH换热元件清洁装置运行优化情况项目优化前优化后蒸汽吹扫吹扫频率3次/天3次/天吹扫前疏水时间5min15min步进时间1s0.5s停留时间50s60s总步数80160总时间1.13h2.02h高压水冲洗冲洗频率1次/月1次/天高压水压力10MPa15Mpa步进时间1s0.5s停留时间150s300s总步数8080总时间3.56h6.68h转子转速1.05rpm0.5rpm（4）合理控制吸收塔液位，定期在吸收塔中添加消泡剂，以防止吸收塔“虚假液位”的产生。（5）优化脱硫系统设备启停顺序，脱硫系统启动时先启动增压风机，再启动浆液循环泵，浆液循环泵启动之前用事故喷淋水给烟气降温。脱硫系统停运时先停浆液循环泵，再停增压风机，同样用事故喷淋水给烟气降温。５.１.２检修初步治理（1）定期对吸收塔除雾器积灰进行清理，以保证除雾器的除雾效果，降低出口烟气的含液量。（2）更改高压冲洗水泵水源，提高在线高压冲洗水品质，定期更换GGH高压水冲洗喷嘴，定期检查高压冲洗水管路滤网，避免在线高压冲洗水喷嘴故障，在严格监视管线承压能力的前提下将高压冲洗水泵压力由10MPa提高到15MPa，以改善在线高压水冲洗效果。（3）定期对GGH换热元件进行离线高压水冲洗，可根据换热元件堵塞情况适当调整冲洗水压力（40—55Mpa）。（4）为增大换热元件流通面积，对#1GGH部分换热元件进行拆除，拆除时保证GGH转子质量对称，并用打有合适孔眼的碳钢堵板代替拆除的换热元件，换热元件拆除顺序及位置如图4所示。更换孔板后，GGH差压下降不太明显，随后又对部分孔板进行拆除（图5所示），从而加大GGH转子的截面流通面积，拆除孔板换热元件和孔板后，经监测GGH净烟气出口烟温符合出口烟道和烟囱防腐要求（满负荷时大于80℃）。（5）将高压水和蒸汽吹灰喷嘴加长，缩短喷嘴出口与换热元件之间的距离，保证蒸汽和高压水的吹扫效果，以消除因喷嘴与换热元件的距离过大造成的吹扫不足。5.2深度治理经过初步治理后，GGH运行条件有所改善，但是总体仍不能达到安全稳定运行的要求，特别是2008年末到2009年初这段时间，GGH堵塞问题趋于严重，离线高压水冲洗前后差压基本无变化（通过后边的治理知道GGH换热元件内部积垢太多，不解包离线高压水冲洗时，无法冲透整个换热元件，还有可能加剧换热元件中间部分的堵塞程度），增压风机振动和噪音增大，脱硫系统安全运行受到很大威胁，于是决定利用#1机组C级检修机会，对#1GGH堵塞问题进行深度治理。图4用孔板代替换热元件位置分布图（其中○为加孔板位置）图5拆除孔板位置分布图（其中○为加孔板位置，×为孔板拆除位置）图6治理前GGH堵塞情况照片（1）为解决原除雾器上层清洗不足，除雾器结垢，除雾效果差的问题，在除雾器最上层加设一层冲洗水（如图7所示），定期对除雾器上层进行冲洗（启动该层冲洗时可开启旁路挡板以避免冲洗期间吸收塔出口烟气带水），从而保证除雾器的运行效果。改造前改造后图7除雾器冲洗水改造示意图（2）为提高电除尘器的除尘效率，降低脱硫烟气含尘量，将电除尘器一电场的螺旋线更换为芒刺线，同时对振打装置进行了改进。图8电除尘器一电场阳极线改造前后对比照片（3）对换热元件进行化学清洗，在清洗期间对一组换热元件进行解包，发现内部垢块已板结，药水无法渗透，于是对换热元件逐包进行解包，先将板结的垢块进行初步去除，再进行化学清洗，同时，为了增大换热片之间的间隙，在回装时每包取出部分换热片。图9换热元件内部堵塞情况及化学清洗后效果（4）在GGH出口烟道加装导流板，以保证GGH出口烟气流场分布均匀，消除GGH出口水平烟道“卷吸”现象的发生（如图10所示）。吸收塔GGH图10GGH加装导流板示意图（5）为防止吸收塔喷淋层喷出的浆液飘落到GGH内部，在GGH出口水平烟道上部与吸收塔连接处加装挡浆沿，同时在GGH水平烟道入口处加装挡浆板，以有效防止因吸收塔“虚假液位”造成的浆液倒流（如图11所示）。GGH吸收塔挡浆板挡浆沿图11GGH加装挡浆板和挡浆沿示意图６治理效果经过对#1GGH的初步和深度治理，通过两个月的监视，#1GGH各项运行参数均达到设计要求，满负荷时原烟气侧差压在600～700Pa，净烟气侧差压在250～350Pa（治理前原烟气和净烟气侧差压最高均达到2100Pa），并且运行两个月来差压没有明显的上升趋势，在线吹扫效果明显，表2是#1GGH治理前后运行参数随负荷变化情况对比（时间区间为1个月）。表2治理前后GGH运行参数随负荷变化情况对比参数机组负荷治理前（Pa）治理后（Pa）原烟气侧差压180MW1380350240MW1700500300MW2000650350MW2100740净烟气侧差压180MW900400240MW1350480300MW1650550350MW17506007结束语（1）三河电厂#1GGH经过治理后安全稳定运行，GGH堵塞问题基本得到解决；（2）GGH积灰、结垢是一个复杂的综合性问题，原因多种多样，因此我们在预防和治理的时候要结合各厂的实际情况，深入分析，找出问题的症结，对症下药，综合治理；（3）在GGH结垢堵塞的预防和治理中，运行操作和运行方式的优化是一个非常重要的环节，对减缓结垢堵塞速度和增强治理效果有着至关重要的作用；（