火电厂LGGH系统运行维护简析

俞忠勇

(望亭发电厂，江苏 苏州 215155)

0 引言

目前，国内许多燃煤机组在烟气超低排放改造中采用低低温烟气换热器(LGGH) 系统，LGGH系统主要由烟气余热回收装置(以下称作降温器)和烟气余热再热装置(以下称作升温器)组成。

LGGH系统的降温器和升温器一般采用H型翅片扩展受热面结构，该结构具有受热面换热系数高，空气侧阻力适中等特点[1]。降温器及升温器均采用模块化设计，换热管排、集水箱、框架等均在一体化后出厂，这样方便现场安装，可保证安装质量。

LGGH系统是一个闭式循环系统,主要由降温器和升温器，配套蒸汽辅助加热器、循环水泵、热媒水膨胀箱、清灰装置、加药罐及其他辅助系统组成。

降温器和升温器间的传热媒介为除盐水，在循环水泵的作用下，除盐水流经降温器吸收烟气放出的热量，然后将热量带至升温器中，加热脱硫后的烟气，除盐水经升温器冷却后，再回到循环泵入口。

LGGH系统降温器的布置方式目前主要有2种：如电厂采用纯静电除尘器，降温器可布置在除尘器前，降低除尘器进口烟温及烟气流速，提高除尘器比表面积及收尘效果；如电厂采用电袋除尘器，降温器可布置在除尘器出口，降低飞灰颗粒对降温器换热管束的磨损。

LGGH系统的升温器布置在脱硫吸收塔出口与烟囱之间的烟道上，其作用是通过热媒介质吸收热量，传递给吸收塔出口的低温烟气，将烟气的排烟温度提高到80 ℃以上进行排放。

望亭发电厂2台660 MW燃煤机组(#3，#4)采用纯静电除尘，4个降温器布置在除尘器入口烟道上。在设计工况下，降温器可将烟气温度从120～160 ℃降至90～110 ℃，吸收的热量满足将升温器的烟气温度从47～50 ℃升至80 ℃以上的要求。

1 LGGH系统目前普遍存在的问题

(1)LGGH系统降温器换热管磨损、泄漏、堵塞(如图1a所示)。

(2)LGGH系统升温器换热管及翅片低温腐蚀(如图1b所示)。

(3)LGGH系统升温器换热管及翅片表面积垢。

图1 目前普遍存在的问题

2 原因分析

望亭发电厂660 MW机组LGGH系统降温器及升温器差压设计值为450 Pa和800 Pa，经过1年运行，差压分别达到770 Pa和1 080 Pa。在机组停炉检修时发现，降温器换热管存在局部吹损、积灰，烟道堵塞及升温器换热管表面有积垢、腐蚀现象。

(1)流场不均，产生烟气走廊、烟气偏流和烟气涡流，造成局部磨损、泄漏。

(2)风烟系统阻力大，烟气流速快。

(3)烟气中飞灰含量高，偏离原设计值。

图2 导流板优化处理方案

(4)升温器换热管及翅片选用的材质不当，特别是升温器的高温段若采用ND钢，长期处于低温及较大湿度的环境中运行，极易产生低温腐蚀。

(5)吸收塔出口烟气中雾滴含量大，造成升温器换热管表面结垢。

3 LGGH系统泄漏的常见危害

(1)运行中降温器换热管泄漏，烟道内会大量积灰，使烟道截面减小，烟气阻力增大，造成风机电流增加，严重时影响机组负荷，使机组经济性能指标下降。

(2)换热管泄漏造成烟道堵塞，烟气流速加快，烟道及换热管磨损加剧，缩短设备使用寿命，增加检修维护成本。

(3)降温器换热管漏水，如未及时发现，一旦热媒水进入除尘器仓泵后，造成仓泵堵塞无法送灰，迫使电场停用，给机组安全运行及烟气超低排放带来严重安全隐患。

(4)由于换热器泄漏，烟道堵塞，烟气流速加快，除尘器除尘效率下降。

4 采取的措施

(1)由于原设计的导流板引流段与换热管距离太近，形成局部射流，所以对降温器进口导流板的引流段进行优化处理。处理方案：对图2圆圈内的导流板割除1 m，另外两块导流板不处理，以降低烟气偏流对换热管的磨损。在图2中，1，2，3，…，9为导流板编号。

(2)利用机组检修机会，对空气预热器(以下简称空预器)、烟气换热装置、吸收塔除雾器等设备进行高压水冲洗，降低整个风烟系统的阻力及烟气流速。

(3)检修时对降温器换热管及防护瓦定期进行测厚检查[1]，并记录磨损量，评估磨损速率。

(4)对降温器入口的假管表面进行陶瓷防磨处理。

(5)检修结束，对换热器进行严密性查漏试验。

5 运行注意事项

(1)运行每班需监视并记录换热器进出口的差压、烟气温度、流速、风机电流及热媒水温等参数。

(2)在LGGH系统运行过程中，换热管一旦泄漏，需及时做出正确排查并对泄漏模块进行隔绝处理。每天记录热媒水系统运行的相关参数(见表1)，如膨胀箱液位、补水周期及热媒水泵进、出口压力等。以望亭发电厂#3，#4机组烟气换热装器为例，相关参数见表1。

表1 热媒水系统运行参数

(3)运行中如发现补水周期缩短，热媒水泵入口压力下降等异常情况，需及时通知检修人员排查处理。排查判断方法：打开降温器进、出口烟道上的输水阀，观察有无热媒水流出，如果泄漏小而不能直观判断，则逐个关闭换热器模块进、出口阀门，观察每个换热器模块进口管上的就地压力表(如图3a所示)，如压力下跌，可判定换热器模块泄漏，隔绝该模块的进、出口门并打开旁路门，待机组检修时再对模块换热管进行查漏、封堵(如图3b所示)。

图3 排查及处理

(4)根据不同的运行工况，需及时调整循环水量，提高进入升温器的热媒水温度。在低负荷等工况下，特别是冬季，应尽早投用辅助加热器，提高排烟温度(不低于80 ℃)，防止升温器换热管及尾部设备低温腐蚀。

(5)运行中如发现热媒水泵出口压力及流量波动大，应及时打开膨胀箱排气门排气，防止超压运行损坏换热装置。

6 建议

(1)升温器由低温段、中温段和高温段换热管组组成，换热管及翅片的材质，升温器低温段为SUS444，2205或等同以上材质，中温段为2205或316L或等同以上材质，高温段材质一般选用ND钢。望亭发电厂2台300 MW机组升温器的高温段换热管翅片经过2年多运行，检修时发现高温段换热管组的翅片因长期处于低温、高湿度的环境中，局部已腐蚀脱落。建议：升温器的高温段换热管及翅片应选用316L或等同以上材质，防止低温腐蚀。

(2)定期对吸收塔除雾器及湿式除尘器(若有)进行维护、检修，运行中加强冲洗，确保进入升温器的烟气雾滴浓度满足设计值，减少升温器换热管及翅片表面结垢。

(3)在采用LGGH技术时，烟气的热平衡一定要计算正确，换热面积要有20%以上的裕量，对材质的要求也要充分考虑。

7 结束语

望亭发电厂2台660 MW燃煤机组和2台300 MW燃煤机组，在烟气超低排放改造中全部安装了LGGH系统。660 MW机组采用静电除尘，降温器布置在除尘器前，主要问题是降温器换热管的磨损、泄漏及烟道的积灰堵塞；300 MW机组采用电袋复合除尘，降温器布置在除尘器后，主要问题是升温器换热管及翅片的腐蚀。经过2年多的运行，针对低低温换热装器磨损、泄漏、堵塞、腐蚀等缺陷,在日常运行、维护及检修中，严格执行上述的技术措施和运行注意事项，发现异常情况及时进行排查、分析、处理，确保LGGH系统和尾部设备正常运行。