发电厂脱硫烟气换热器改造及其经济性

赵耀俊，崔红亮，郭恒

神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司

发电厂脱硫烟气换热器改造及其经济性

赵耀俊，崔红亮，郭恒

神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司

本文根据锅炉的具体使用状况，分析了脱硫烟气换热器结垢造成的不良影响，并且分析了原因及危害，最终制定了改造方案，降低其运行的阻力，提高整个设备在脱硫系统中的安全性和经济性，并且达到了节能的理想效果。

发电厂；脱硫；换热器；改造

发电厂脱硫系统中，热换器是否正常运行直接影响着机组脱硫系统的能耗指标以及机组的安全运行效果，特别是出现了堵塞之后，导致通流面积逐渐减少，并且使得风机处增压甚至抢风的现象，在遇到旁路封闭时，增加了锅炉设备运行的机组能耗，浪费资源，并且威胁到整个设备的安全性，因此本文根据该现象制定了方案加以改造，提高设备的运行效果，提高发电厂的安全效益以及经济效益。

一、烟气换热器介绍

烟气换热器也称GGH，在发电厂使用中能够将原烟气的热量吸收贮存，在一定条件下降低进入吸收塔的烟气温度至80-120摄氏度左右。吸收塔的净烟气在经过GGH时，将其本身的温度加热到80摄氏度以上，并且通过烟囱排出。然而来自锅炉引风机出口的原烟气在经过GGH低温侧降温之后引入到吸收塔中，并且能够将排出来的烟气通过GGH升温之后通过烟囱排入大气中。该设备在运行中，由于时常会出现堵塞现象，当最高单侧压差超过1000Pa时，造成引增风机电流不断升高，这就增加了机组的能耗，严重影响了脱硫系统的正常运行。因此在设计GGH时需要按照规定的参数进行，确保各项指标合格。

烟气换热器在使用中一旦出结垢就必然会出现堵塞，造成这种结果的原因与该设备的设计以及具体运行有着很大的关系，其具体状况在于：(1)GGH换热元件板形方面：该设备在进行选型以及换热板方面，主要设计的参数是传热的效率。（2）原烟气含尘浓度问题。脱硫系统的原烟气灰尘是通过GGH换热元件时吸附在换热元件表面上，当其转向净烟气侧时，与吸收塔过来的潮湿烟气混成一团，这就造成了灰垢的形成，发生堵塞现象。（3）入炉煤含硫量超标所引起的堵塞。（4）除雾器效果造成堵塞。脱硫烟气在运行中由于吸收塔会使氧化空气进入，并且在吸收塔上面还可能会覆盖一层泡沫。泡沫中容易携带石灰石和石膏等混合颗粒，将其带入烟道中进入到GGH净烟气侧。在遇到GGH回转到原烟气侧时，受到高温条件影响，液滴水分蒸发，石灰石以及石膏混合物颗粒就很容易粘结在换热片表面，造成堵塞。

二、脱硫烟气换热器出现堵塞后的影响

发电厂中GGH设备在出现了堵塞现象时，设备的结垢影响到脱硫系统的经济性和安全性，其中在经济方面：GGH结垢之后造成净烟气不能按照具体的设计标准排放温度，在温度降低时，在烟道中就容易形成腐蚀现象。GGH结垢之后会使得吸收塔的耗水量增加，当进入吸收塔的烟气温度上升时，就容易将水分从中带出。同时GGH还会加强引增风机的运行出力，加大了电量的消耗，提高了发电厂的用电效率，这就增大了一定的经济效益。安全方面：在湿法烟气脱硫系统中，由于烟气需要两次经过GGH，因此当脱硫换热器在出现了元件堵塞之后，烟气的阻力就上升，使得压差增大。脱硫系统在使用中GGH出现结垢现象时，烟气通流的面积就会减小，阻力增大，并且使得风机出口的压力升高。GGH烟气通流量与风机出口压力处于风机失速区时，在遇到压头工况运行中，就会导致风机出现喘振现象，造成增引风机跳闸，然而旁路挡板封闭时，整个机组的安全性受到影响，容易引发不安全事故的发生。

三、脱硫烟气换热器的大通道改造

通过分析脱硫烟气换热器在发电厂中容易出现结垢或者堵塞现象，从设计以及运行过程中对该设备的工作原理进行研究，为了改善其运行效果，就需要制定科学的方案，对该设备加以改造，减少结垢现象发生，提高脱硫烟气换热器的使用性。对其最重要的是进行大通道改造，具体内容分析：换热元件改用为波形，促进其运行的通畅性，避免在通道内出现结垢或者是堵塞现象，大大降低GGH的压差，达到长期稳定运行效果。将大通道选用直波形，促使烟气流通的方向直通进行，不受小波纹影响。设备改造后的特点是：烟气流通截面大，波形平滑，并且在高温中不容易吸附石灰石以及石膏等颗粒，便于清理。在长期稳定运行中，当压力损失时不会出现上升状况。另外对GGH设备在元件改造中，还要对GGH热力进行重新计算，调整径向封片以及调整换热元件的位置等，避免出现不流通。

GGH大通道改造后的效果分析，在进行改造之后，将原有的通道更换成直波形的换热元件之后，GGH原烟气压差基本上稳定在430Pa左右，增引风机的电流相应的降低了。在改造之后，压差变小，大大降低了电流耗量，提高了经济效益。通过计算：1年节省的电量为：0.7x6KV x110A x24h x300d x95%≈330万Kw.h倘若发电厂的供电是0.5元/Kw.h，1年下来节省的电能耗费用是：330万x0.5=165万元。在对锅炉改造之后，增引合一风机电流降低了40%左右，而压差比去年也降低了40%左右，这就足以说明，脱硫系统具有了一定的稳定性，在使用中降低了结垢或者是堵塞现象，提高了使用价值，促进GGH净烟气设计达标，在合理的排放温度下，提高了净烟气排放温度，降低出口烟道的腐蚀现象，同时降低了水量的带出，促进经济效益在原有的基础上得到上升。

四、总结

通过分析脱硫系统中烟气换热器元件的作用以及运行效果，对该设备的具体参数进行规格对照，在查明GGH发生堵塞的原因之后，进行具体的改造。本文主要对大通道进行改造，采用直波形元件，促进通道流通性提高，有效的降低了脱硫烟气换热器的压差，促进整个设备能够长期在相对低压状况下运行，增大气流的通截面积，防止石灰石以及石膏等混合颗粒在其表面吸附，同时在清理效果中也有了明显的效果，这些对于降低脱硫系统的阻力，降低电耗有着巨大的促进作用，保证了锅炉设备运行的经济效益以及安全可靠效益。在高标准的发电厂脱硫系统中，增强了脱硫技术，促进机组脱硫系统的能耗达标，在烟气顺利流通中，降低了机组能耗，提高整个设备运行的可靠性，同时节省了能源消耗，促进经济性大大提高。

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