节能减排是落实资源节约这一基本国策和建设资源节约型、环境友好型社会的主要措施，电力行业节能减排工作成为我国环境资源工作的关键所在。从设备运行实际出发，有重点、有针对性地积累一些在实践中接触到的节能技术，旨在为热力发电行业各方面开展节能减排工作提供实用技术方面的信息支持和实践帮助。
国家对火力发电厂的脱硫要求越来越严,国家发展改革委和国家环保总局于2007年联合制定的《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)》中的第十九条明确规定了脱硫率与脱硫电价的关系。因此,一旦脱硫率达不到相关要求或脱硫系统出现事故停运严重影响了电厂的经济效益。
GGH是脱硫系统的重要设备,从目前国内电厂运行经验来看,GGH常常容易出现堵塞现象。GGH一旦堵塞,必然导致脱硫系统阻力增加,电耗增大,严重时还可能导致增压风机喘振现象、FGD旁路烟气挡板被迫打开,甚至可能威胁到锅炉的安全运行。因此,必须重视GGH堵塞问题,需采取措施予以解决。
一、GGH设备状况及运行问题
在电厂我们接触到的5号组脱硫系统GGH为豪顿华工程有限公司生产的产品，型号为32.5GVN480,换热面积14431m?2,转子直径16080mm,转子共48个小扇区,每个小扇区为单层元件盒,径向分布,每1个小扇区由内往外数共8圈,最外圈有2盒换热元件。每个大扇区包含18换热元盒(每个小扇区9个换热元盒),换热元件高度480mm,共432个,上吹灰器喷嘴距换热元件300mm。
GGH安装有1台上海克莱德贝尔格曼有限公司生产的全伸缩式吹灰器。上枪行程6.647m,下枪行程6.742m,均采用压缩空气、高、低压水作为介质。吹灰器吹扫方式为步进式,枪管前进速度1.96m/min,压缩空气吹扫步进距离75mm,径向覆盖6019mm,吹扫停留时间48s,总吹扫时间约为70min。吹扫压力5～6bar,空气耗量21.7Nm?3/min。喷嘴尺寸为￠9mm,成两行三列布置共6个,喷嘴节距为25mm。运行期间,GGH堵塞问题非常严重,GGH净烟气侧差压经常在1000Pa以上,最高时达1500Pa以上。曾多次因堵塞导致脱硫系统停运,被迫进行高压水离线冲洗。运行人员曾规定提高压缩空气吹扫次数和高压水在线冲洗次数,但效果均不理想。
二、GGH设备运行堵塞原因综合分析
我认为脱硫系统GGH堵塞是多种因素共同作用的结果,具体有以下分析:
1、净烟气携带浆液的沉积结垢引起的堵塞,这是最根本的原因。
锅炉烟气经过吸收塔后,烟温降低、水分饱和,虽经除雾器除下大部分液滴,但因烟气总量大、GGH连续运行的时间长,携带的石膏浆液和粉尘总量很大,这些浆液通过GGH时会粘附在换热元件上,烟气的冷热交替通过,使得部分水分蒸发,留下溶质或固形物并逐渐加厚形成恶性循环,最终堵塞换热元件通道。这是GGH堵塞最根本的原因。
2、吹扫气源压力及温度低,不能达到吹扫效果。
红海湾电厂#2脱硫系统GGH的压缩空气吹扫压力为5～6ar,压力明显低于设计要求,导致吹扫效果不好。
3、GGH吹扫或冲洗不正常。
毫无疑问,运行时GGH不吹扫自然会结垢,由于红海湾电厂投产时间较短,运行人员操作水平还有待提高。有的运行班次并未严格按运行规程进行GGH的定期吹扫,或吹扫的周期长、每次吹扫的时间较短,不能及时去除积灰/垢而形成累积;当GGH差压高时未采用高压水在线冲洗、或没有冲洗干净,粘积物板结成硬垢,造成结垢越来越严重等。
4、原烟气灰份引起的GGH堵塞。
因吸收塔出口烟气处于饱和状态,并携带一定量的水分,GGH加热元件表面比较潮湿,在GGH原烟气侧特别是冷端,烟气中粉尘会粘附在加热元件的表面。另外,飞灰具有水硬性,飞灰中的CaO可以激活飞灰的活性,烟气中的SO?3(在有SCR时量更大)以及塔内浆液等与飞灰相互反应形成类似水泥的硅酸盐,随着运行时间的累积硬化,即使高压水也难以清除,这同样引起堵塞问题,在烟尘量大时堵塞更快。
三、GGH堵塞技术改造及实际应用
针对脱硫系统GGH堵塞严重问题,提出技术改造。综合分析上述4个原因,其中净烟气携带浆液的沉积结垢引起的堵塞以及吹扫气源压力、温度低引起堵塞是最重要的原因。尽管净烟气携带浆液的沉积结垢引起的堵塞是最根本原因,但从目前的技术水平来看,很难解决这一问题。而提高吹扫介质的参数,相对容易实现很多。因此,提出增加两台GGH吹灰器吹灰介质为蒸汽。技术要点如下:
使用蒸汽作为介质,蒸汽汽源取自#5锅炉空预器吹灰蒸汽母管,蒸汽参数为350℃、1.3MPa,蒸汽汽源与GGH吹灰器距离约为200m,在蒸汽母管上加装执行器对蒸汽压力进行调节，保持在1MPa左右。从锅炉本体到GGH吹灰器的蒸汽管道铺设。蒸汽管道采用￠89×4.5无?钢管铺设，蒸汽汽源取自＃5锅炉A、B空预器下枪吹灰蒸汽母管处。蒸汽管道向下延伸，与省煤器输灰管道作相同走向布置，直至＃5机级电除尘。随后沿着至灰库走向的管廊延伸至GGH烟道处，最后向上布置直至GGH吹灰器。
运行实践证明，5号锅炉脱硫GGH吹灰器改造完成后，经过热工检修人员细心调试、试验，调整误差符合检修技术要求，程控、超时试验全部合格，经过三级质量验收和运行人员现场验收合格，在5号机级投入脱硫系统后试运行。至今，未发生因控制逻辑、信号反馈装置异常导致的吹灰器控制失灵、程控投不上造成的GGH堵塞。缺陷发生率较改造前大大降低。通过六个月时间的运行，验证了此项改造达到了预期的目的。
参考文献：
〔1〕GGH蒸汽吹灰器改造方案.
〔2〕5号机级运行规程.
〔3〕GGH说明书.