脱硫系统GGH堵塞原因分析及处理

赵景辉

(秦皇岛发电有限责任公司，河北 秦皇岛 066003)

1 概述

烟气加热器GGH(Gas-Gas-Heater)是利用FGD 上游高温烟气(120～135 ℃)的原烟气，加热经过吸收塔喷淋洗涤后的低温(45～50 ℃)湿饱和净烟气，使出口净烟气温度高于80 ℃以上后排放，从而实现烟气热交换的目的。

烟气加热器按照传热方式可分为两大类，即传热式和蓄热式，传热式烟气加热器是管式加热器，蓄热式加热器是回转式烟气加热器。某公司采用的蓄热式加热器在运行中经常出现堵塞，且传热元件冷端出现腐蚀现象。腐蚀部位搪瓷脱落，大量传热元件基材已腐蚀损坏，最严重的部位已腐蚀脱落300 mm 以上。传热元件冷端堵灰较严重，影响脱硫投运率和脱硫效率。

2 GGH 结构及工作原理

回转式烟气加热器由多个单元篮子组成，一个篮子里有多个波形板。波形板由低碳钢钢板做成，厚度一般为0.7 mm 左右，表面涂0.15 mm 的优质耐热搪瓷，高度一般为400～600 mm。GGH 的工作原理(见图1)：通过连续转动的转子，使装在转子的传热元件缓慢地旋转，传热元件从原烟气侧的热烟气中吸取热量，随后在净烟气侧把热量传递给冷烟气，从而完成热交换过程。

在GGH 转子中，传热元件紧密排列在篮子框架中。传热元件间具有一定的流通通道，原烟气和净烟气可以从通道中通过。由于转子的转动，传热元件交替经过原烟气侧和净烟气侧，使得原烟气的热量可以持续不断地交换给净烟气，以达到加热净烟气的目的。

图1 GGH 工作原理

3 GGH 存在的问题及其影响

脱硫系统GGH 存在的主要问题是换热元件堵塞和腐蚀，但目前尚没有很好的解决手段。国内GGH 存在问题对机组安全运行的影响主要表现在以下几个方面。

(1)换热元件结垢堵塞，造成系统压差增大，电耗升高，严重时造成增压风机喘振。

(2)GGH 泄漏量过大，原烟气进入净烟气。其主要原因是密封片间隙超标或密封片腐蚀变形，将造成脱硫效率下降，出口排放超标。

(3)GGH 辅机故障率高，轴承异音，密封间隙不均、卡涩等。

(4)降低换热效果，换热片积灰过多，结垢板结，难以清除。

(5)换热片腐蚀严重，特别是换热片下部腐蚀得较多，造成换热片脱落，严重的脱落达300 mm以上，致使换热面积减少，影响净烟气温度。

4 GGH 堵塞原因分析

4.1 结垢堵塞机理

回转式GGH 的换热片通常为表面搪瓷的低碳钢波纹板，换热片厚度为0.7 mm 左右，搪瓷厚度为0.15 mm，换热片之间的间隙很小。运行中，GGH 一侧与原烟气直接接触，烟气中含有的粉尘会粘附在换热片表面并逐渐累积；另一侧与从脱硫吸收塔出来的湿饱和净烟气接触，粉尘接触到湿烟气后必然会在换热片表面粘附。随着运行时间的增加，换热片表面积灰越来越厚，造成换热器表面结垢堵塞。

4.2 原因分析

4.2.1 换热元件积灰堵塞的原因

(1)烟气中粉尘含量超标。脱硫系统要求烟气中的粉尘含量小于100 mg/m3，实际运行中粉尘含量往往大于100 mg/m3。特别是在当前煤炭市场紧张的形势下，煤种品质差，灰分含量高，烟气虽经除尘其粉尘含量仍然较高，致使积灰严重。

(2)换热片波形设计不合理，容易积灰。

(3)换热元件的高度设计不合理。目前国内回转式GGH 换热元件的设计高度为400～600 mm，并配置相应的吹灰和高压冲洗装置。GGH 的高度以450 mm 为界限：当小于450 mm 时，一般配置1 套吹灰装置；当大于450 mm 时，需上下各配置1 套吹灰装置，交替进行吹灰。该发电公司GGH设计高度为650 mm，因而更容易积灰。经现场检查发现，积灰严重的地方集中在换热片的下部区域。

(4)运行维护不当也会导致结垢堵塞，包括定期吹扫不足、吹扫压力不够等，都会造成GGH 积灰。一般来说，蒸汽吹灰压力要求达到1 MPa 以上。如果积灰时间长灰会板结变硬，用高压水也难以冲掉，所以要保证定期及时吹灰。

4.2.2 腐蚀的原因

(1)由于吸收塔烟气经过的是海水，所以净烟气中会带有一定量的盐分，造成换热片腐蚀。

(2)由于用高压水冲洗，有时冲洗压力可达到60 MPa，使换热片搪瓷受到损坏，造成换热片腐蚀。

5 预防措施

5.1 检修方面

(1)对于GGH 系统，一般要求每年至少进行1次检修，确保换热片能够得到及时清理。另外，有临停机会也应及时安排清理。

(2)用除垢液进行冲洗，一般加入除垢液后应浸泡12～24 h，浸泡时间越长效果越好。

(3)用高压水枪在线冲洗，冲洗压力一般控制在20 MPa 左右，防止压力太高对换热片造成损伤。

5.2 运行方面

(1)控制煤种的灰分含量，确保电除尘高效运行，严格控制原烟气中的粉尘含量在100 mg/m3以下，并对烟尘进行定期化验。

(2)按要求定期投入蒸汽吹灰装置，同时确保吹灰器的吹灰压力不小于1 MPa。当有结垢迹象时，应反复进行吹扫，必要时投入高压水在线冲洗。否则，积灰停留时间越长，结垢板结就越严重。

5.3 设备方面

(1)合理选择换热层高度，尽可能选择500 mm以内的换热元件。

(2)应配置上下2 个吹灰器，宜采用蒸汽吹灰。

(3)合理选择换热片波形。

6 结束语

据了解，目前国内投运的GGH 普遍存在着堵塞现象。为防止GGH 因堵塞和腐蚀而影响脱硫效率和机组的安全运行，尤其是对于烟气海水脱硫的电厂，应采取以下预防措施。

(1)控制煤种的灰分含量，确保电除尘高效运行，严格控制原烟气中的粉尘含量。

(2)对烟筒进行防腐处理，加强防腐等级，满足湿烟气排放要求。

(3)逐步取消GGH 系统。由于最初国内对于脱硫认识不够，国内采用的脱硫技术均引进自欧美及日本，普遍沿用国外脱硫模式。随着国内对脱硫认识的提高，逐渐认识到GGH 在脱硫上的作用与弊病，在近几年的脱硫项目上，很多已经采用无GGH 的方案。