趙紅文

                  (內蒙古華電包頭發電有限公司,內蒙古包頭　014013)

    摘　要：脫硫系統煙氣換熱器頻繁堵塞,嚴重影響脫硫系統正常投運,成為影響脫硫系統投用率的重大問題。對煙氣換熱器(GGH)堵塞原因進行了分析,提出了解決辦法。

    關鍵詞：煙氣換熱器;堵塞;除霧器;吹灰器

    中圖分類號：X 701. 3　　　文獻標志碼：B　　　文章編號：1674-1951(2010)05-0071-03

    0　引言

    內蒙古華電包頭發電有限公司脫硫系統投產后,煙氣換熱器(GGH)頻繁堵塞,造成增壓風機電流增大,脫硫系統經常停運。為了解決該問題,內蒙古華電包頭發電有限公司對GGH進行了技術改造。將GGH蓄熱片由DNS型改為巴克杜爾的直通型,高壓水泵由10MPa改為150MPa。投運后GGH堵塞有所好轉,但仍沒達到預期的目的。GGH堵塞是一個系統問題,與之相關的設備是電除塵設備、吸收塔除霧器、GGH本身及其清掃機構。

    1　電除塵設備

    電除塵設備對GGH的影響表現在出口含塵率上,相關規程規定:GGH入口灰塵的質量濃度應低于150mg/m3,若高于250mg/m3則要停用脫硫系統。電除塵器出口含塵率高則意味著到達GGH的煙氣所帶灰分較多,灰分碰上GGH蓄熱面(帶有水分),會和上面的石膏反應生成一種比較硬的結酸性垢物。電除塵設備出口含塵量增加,有2個方面的原因。

    1.1　電除塵設備本體狀態

    新建大型發電廠有輔機檢修管理經驗的人員較少,因此,電除塵設備的檢修管理處于邊緣狀態,每次設備的大小修都不在檢修重點范圍內,造成內部缺陷越積越多,影響到電除塵器出口含塵率,出口灰塵的質量濃度大于300mg/m3的情況比較普遍。建議在設備的管理方面要公平對待所有設備,以提高重要輔機的健康水平。華電包頭發電有限公司電除塵設備出口灰塵的質量濃度曾經約300mg/m3, 2008年、2009年大修中將電除塵設備進行單獨招標,嚴格管理大修質量,產生了很好的效果,大修后相當長一段時間內灰塵的質量濃度約150mg/m3。但由于電除塵設備運行的特殊性———各振打傳動件在塵中運行、陰陽極板長年受振打錘擊、運行中不可檢查等因素的影響,要維持電除塵長期處于高效狀態,必須每年對電除塵進行及時檢修,可根據情況確定檢修級別。

    1.2　電除塵運行調節

    電除塵控制系統設置比較簡單,振打系統及占空比(或火電率)的調節不能隨負荷及煤質產生聯動,也不能隨電場退出做相應調整。參數由運行人員手動調節,造成了出口含塵量的人為增加。技術管理部門應牽頭,聯系廠家進行程序優化。電除塵參數應自動跟蹤煤質含灰量變化,同時也要根據燃燒情況(如煙氣量)做相應自動跟蹤。如果電除塵部分電場有故障,可以手動調整電場參數,以相應第2電場充當第1電場,并依此類推,以提高除塵效率。

    2　吸收塔除霧器

    GGH結垢物的主要成分是石膏及石灰石、亞硫酸鈣(見表1),這些物質都來自吸收塔,這就說明煙氣攜帶量偏離設計值。如果煙氣帶出的這些物質比較少,結垢情況應該得到扭轉。

    吸收塔內影響攜帶量的設備是除霧器,規程規定煙氣離開除霧器時攜帶量須小于75mg/m3,事實上攜帶量遠遠超過了設計值。攜帶量加大說明除霧器沒有很好地工作,除霧器說明書上規定:除霧器運行有效范圍為35% ~100%負荷。這說明除霧器如果運行在低于35%負荷及高于100%負荷時,不能實現設計效率,即出現除霧效果差、帶漿量大的問題。

    2.1　低流速運行

    有些單位為了節電,將旁路系統打開運行,使通過增壓風機的煙氣量低于其設計煙量的35%,這時,煙氣流速不在除霧器運行的有效范圍,煙氣對除霧器板面的碰撞量減少,導致部分煙氣飄出除霧器沒有達到除霧效果,最終使除霧器出口煙氣中含水量增加,水分中的漿液也同時被帶出吸收塔到達了GGH。另一方面,高速煙氣對GGH有自清掃的作用,這個作用在煙氣量小于35%時可以認為已經削弱或者沒有了。于是霧滴中的漿液黏附在蓄熱面上,通過高溫煙氣的加熱,同煙中灰塵及煙中酸性物質迅速沉積一種成很難清理的沉積物。



    華電包頭發電有限公司GGH技改1個月后檢查蓄熱面,發現上面有一層薄薄的硬結垢物,就是上述原因造成的。所以,應該很認真地對待設備說明書的要求參數,隨意改變會造成不可想象的后果。

    2.2　高流速運行

    有資料顯示,國內電廠脫硫系統中存在設計容量嚴重不足的問題。在設計初期參照鍋爐設計煙氣量,這本身沒有錯,但沒有考慮到電廠燃燒的煤不是設計煤種,煙氣量超標十分明顯。華電包頭發電有限公司脫硫系統在高負荷運行時的煙氣量比設計煙氣量大20%。

    高負荷時由于煙氣超過設計值,GGH帶水量明顯增加(在GGH凈煙氣出口,曾出現1個腐蝕洞,從洞中噴出大量水分),會引起GGH差壓升高。由于煙氣量增大,煙氣中帶漿量將超過設計值;同時,煙氣量大會導致煙氣流速超出除霧器的設計值(華電包頭發電有限公司設計為4. 5m/s),聚集到除霧器板面上的液滴又會被高速煙氣帶走,除霧器不能有效去除煙氣中的液滴,導致煙氣帶水、帶漿量增大,下游的GGH首當其沖,成為受害者。除霧器有垂直式和水平式2種布置形式。垂直布置,設計煙氣流速不超過4. 5m/s;水平布置,設計煙氣流速可以達6m/s。

    最常見的是垂直布置(垂直煙氣流向),如果想改造可以在出口水平煙道增加一級水平布置。有資料顯示,最新型的垂直除霧器流速最高可達6.5m/s,所以,也可以增加一級高速垂直除霧器。假如有2級除霧器,第1級重點考慮低煙氣流速(如4m/s以下流速),第2級考慮高流速煙氣,設計流速可以達5m/s或以上。有3級除霧器是最好的。

    2.3　除霧器沖洗水

    如果除霧器沖洗水出現問題,除霧器將會發生部分堵塞,通流部分流速增加,導致除霧效果差。該原因引起的問題同第2. 2條。

    (1)沖洗程序。除霧器要保持高效運行狀態,沖洗是必不可少的,沖洗工作應該嚴格執行規程,同時兼顧負荷情況。沖洗可以清潔除霧器板面,副作用是沖洗水會被煙氣帶走。所以,必須嚴格執行規程,根據停機檢查情況及時調整沖洗時序。

    (2)沖洗水壓力。為使除霧器保持清潔狀態,沖洗水是唯一的手段,必須保證合適的水壓。華電包頭發電有限公司除霧器沖洗水要求噴嘴壓力為0. 2MPa,但是在沖洗水末端管道又未設壓力表,無法根據表計調節沖洗壓力,而且鋼塑復合管上也沒有辦法增加壓力表。為了解決這個問題,運行人員在停機時觀察沖洗水的沖洗效果,確定閥門開度與沖洗水的壓力關系,然后根據閥門開度、除霧器水泵出口壓力調節沖洗水壓力。檢查結果表明,改造效果非常好。

    (3)沖洗水管的檢查。除霧器沖洗水管在運行中,會出現管道斷裂或其他問題。在檢修狀態中,除霧器水管一定要列入必查項目,保證在運行狀態下良好的沖洗效果。

    2.4　除霧器差壓無法觀察,堵塞情況不明很多吸收塔未設計除霧器差壓計,沒有辦法從數據上判斷除霧器是否堵塞,不能及時進行處理,影響除霧器效果。如果有可能,應該增壓力檢測設備。

    3　GGH自身檢查

    停機時對GGH進行檢查,發現原煙氣側有大量黃色泥巴狀的東西掛滿了支撐梁,從原煙道側死角還可以看到有沉積的灰塵,可見電除塵設備的管理有需要改進的地方。

    GGH吹灰方式有壓縮空氣、高壓水、蒸汽吹灰、乙炔炮等。華電包頭發電有限公司吹灰器吹灰方式有壓縮空氣、在線高壓水、離線低壓水3種。壓縮空氣每班常吹;在線高壓水在GGH差壓上升到設計值150%時進行沖洗;低壓水在在離線方式下結合在線高壓水進行沖洗,在管線的布置上增加了高壓水防堵裝置。按設計方法,蓄熱面應該是非常干凈,但實際情況并非如此。

    GGH蓄熱面從2008年12月改造到2009年6月,未進行過人工沖洗,從這個方面講,效果還是非常不錯的。但蓄熱面結垢非常明顯,對這個現象進行了分析,歸納了以下6個方面的原因:

    (1)壓縮空氣供氣不正常,脫硫用氣量比較大因為其他地方用氣,值長經常會要求脫硫系統停止吹掃。

    (2)壓縮空氣供氣壓力為0. 6~0. 7MPa,同GGH廠家要求的1. 0MPa相比是有差距的。應該給脫硫系統設計獨立的壓縮機,出口壓力1. 0MP以上,氣量滿足2臺機組同時不間斷吹掃的要求。

    (3)在線高壓水在GGH差壓達到設計值150%時進行清掃,但從實際情況看,此時的沖洗效果非常差。根據差壓進行吹掃不太合適,應定期進行清掃同時,結合差壓情況進行沖洗。如果電除塵有電場退出或振打異常,應及時進行高壓水沖洗。

    (4)GGH差壓升高,如果高壓水沖洗不起效果要立刻檢查高壓水噴嘴,高壓水噴嘴即使在設有反吹掃空氣的情況下,堵塞情況也非常頻繁、嚴重。

    (5)吹灰方式采用高壓水還是蒸汽方式,應該根據GGH堵塞情況進行選擇。根據華電包頭發電有限公司的情況,應采用蒸汽方式吹灰,高溫高壓蒸汽在經過蓄熱面之間時會加熱周圍煙氣,令煙氣膨脹而振動板面,產生吹掃及振動2個作用,可以吹掃剛黏附上的堵塞物,也可振松沉垢。從一些使用蒸汽吹掃的電廠了解到,即使溫度略低于設計值,蒸汽吹掃的效果仍非常明顯。

    (6)日常檢查過程中發現,離線方式清洗效果比較好。如果電廠有停機時間,應安排高壓水沖洗。先用低壓水浸泡6 h以上(間斷沖洗),再用高壓水沖洗,如果時間允許,可以反復進行。

    4　結束語

    GGH的堵塞是一個必然的過程,最有效的工作就是延緩結垢的速度,保證GGH蓄熱件在使用壽命周期內能很好地工作,達到穩定運行、節約能源的效果。對GGH的堵塞原因要認真分析,及時進行檢查,對檢查出的問題結合大、小修進行處理。筆者希望在日常工作中積累的這些經驗,可以為解決GGH堵塞問題提供思路。

    

    作者簡介：趙紅文(1971—),男,陜西渭南人,工程師,從事發電廠脫硫運行方面的工作。