湿法烟气脱硫GGH换热元件结垢问题探讨

2024-09-25

湿法烟气脱硫GGH换热元件结垢问题探讨（共2篇）

1.湿法烟气脱硫GGH换热元件结垢问题探讨篇一

火电厂湿法烟气脱硫系统取消GGH的技术经济分析

摘要：简要介绍了火电厂湿法烟气脱硫装置中烟气换热器(GGH)的作用,分析了安装GGH带来的.利弊,结合工程实例对GGH作了技术经济分析.结果表明:GGH在防止尾部排烟装置的腐蚀方面作用不大,反而影响系统的稳定性,增加运行成本.作者：陈方梁杨浩余万景振涛王钦徐乔胡益李培生 CHEN Fang LIANG Zhe YANG Hao YU Wan JING Zhentao WANG Qin XU Qiao HU Yi LI Peisheng 作者单位：陈方,梁,余万,景振涛,王钦,徐乔,胡益,李培生,CHEN Fang,LIANG Zhe,YU Wan,JING Zhentao,WANG Qin,XU Qiao,HU Yi,LI Peisheng(武汉大学动力与机械学院,湖北,武汉,430072;武汉大学污淤泥研究中心,湖北,武汉,430072)

杨浩,YANG Hao(武汉龙净环保科技有限公司,湖北,武汉,430077)

期刊：水电与新能源 Journal：HUBEI WATER POWER 年，卷(期)：, “”(3) 分类号：X701 关键词：烟气脱硫烟气换热器技术经济分析

2.湿法烟气脱硫GGH换热元件结垢问题探讨篇二

烟气换热器(Gas Gas Heater,GGH)是我国燃煤发电机组湿法烟气脱硫系统的重要组成部分,其主要形式有回转式、水媒式、蒸汽换热式。目前国内火电厂采用GGH的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的约占80%以上。GGH的作用是降低吸收塔入口烟温,加热经脱硫后的烟气温度,以提高烟气抬升高度,减轻对周边大气环境的污染[1,2]。GGH热态运行状况直接影响烟气加热效果以及净烟气中SO2的排放浓度。定期进行GGH性能试验,能够为脱硫系统的运行检修提供技术依据,因此越来越受到电厂的关注和重视。但目前在实际的GGH热态性能试验测试中,还没有具体的测试标准可以参照,另外受现场空间和测点布置等条件限制,现场试验难度较大。烟道测点布置不合理等情况,直接影响测量结果的准确性和可信性。通过对现场试验方法的分析探讨,本文提出并归纳了燃煤机组脱硫GGH系统热态性能试验的内容、方法及注意事项等,以便能准确客观地指导现场试验。

1 GGH原理和主要性能考核指标

1.1 GGH的工作原理

GGH的工作原理实际上和容克式预热器基本类似,即利用装在转子中的换热元件进行蓄热和放热,吸收锅炉排出烟气的热能,将脱硫吸收塔排出的烟气加热到70～80℃以上。目前绝大多数湿法脱硫系统均采用带旋转蓄热格仓的回转式GGH。

1.2 GGH性能试验主要内容

由于GGH的工作原理与空气预热器类似,受增压风机的增压影响,原烟气侧与净烟气侧有较高的压差,因此会有部分未脱硫的原烟气经回转器泄漏到脱硫后的净烟气侧。由于泄漏量的大小直接影响脱硫效率,因此综合考虑,一般要求泄漏量不高于1%。GGH性能考核项目主要包含泄漏率、系统压力降、烟温测试等。

2 GGH性能试验方法探讨

2.1 GGH泄漏率计算方法

GGH泄漏率为考核GGH性能的主要指标之一。GGH泄漏率测试点的布置方式和空气预热器相同,测点分别布置在原烟气GGH进出口、净烟气GGH进出口,采用网格法布点测量,采样点数目执行《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》[3]。

2.1.1 GGH泄漏率理论计算方法

由于原烟气向净烟气泄漏导致净烟气中SO2含量升高,增加了SO2的排放量,降低了整个脱硫系统的脱硫效果。GGH泄漏率理论计算公式为:

式中:E1为GGH净烟气入口烟气质量,kg/h;E2为GGH净烟气出口烟气质量,kg/h。

2.1.2 GGH泄漏率现场测试方法

在现场测试时,往往通过测量GGH净烟气和GGH进、出口烟气密度和SO2含量以及原烟气GGH进口的烟气密度和SO2含量来确定泄漏率。根据GGH进、出口烟气中SO2的质量平衡,可得到如下质量平衡方程:

推导(式)2和(式)3得:

则泄漏率为:

式中:ΔQv0表示漏入净烟气侧的原烟气标干态体积流量,m3/h;Qv1、Qv2分别为GGH净烟气进口、出口标干态体积流量,m3/h;ρ0为GGH入口原烟气的标干态密度,kg/m3;ρ1为进入GGH的净烟气的标干态密度,kg/m3;C0为GGH入口原烟气中标干态SO2浓度,mg/m3;C1为进入GGH的净烟气中标干态SO2浓度,mg/m3;C2为GGH出口净烟气中标干态SO2浓度,mg/m3。

文献[4]采用下列计算公式来计算GGH泄漏率L:

笔者认为式(6)只考虑了进、出口烟气成分的变化,忽视了烟气量的改变。由于脱硫后烟气中水分明显变化,造成烟气密度的变化,因此式(6)只能大致估算GGH泄漏率,不能作为性能考核中的试验计算依据。而在泄漏率性能试验中,无论从准确性和客观性来讲,推荐采用式(5)的计算方法。

2.2 GGH系统压力降测试方法

GGH系统压力降的测点布置与泄漏率测量一致,测试方法和计算可参照《脱硫设备性能测试方法》中关于烟气阻力的测试要求和计算公式[5],分段测试原烟气侧阻力和净烟气侧阻力,用网格法测量各进、出口的烟气静压和动压值。测试时不可忽略上下游高差引起的阻力变化,应根据烟气密度变化和高差来修正GGH系统压力降。2个测试断面之间的烟气阻力计算公式如下:

式中:P1j、P2j分别为上、下游测量断面处烟气平均静压,Pa;P1d、P2d分别为上、下游测量断面处的烟气平均动压,Pa;ρ1、ρ2分别为上、下游测量断面处工况态烟气密度,kg/m3;Z1、Z2分别为上、下游测量断面处水平标高,m;g为重力加速度,9.8 m/s。

2.3 GGH烟气烟温测试

GGH热态性能考核试验中,烟气温度的考核指标主要是原烟气GGH进口烟气温度和净烟气GGH出口烟温。GGH系统烟气温度测点布置与泄漏率测点布置一致,由于GGH进、出口处的烟道面积较大,经GGH换热后,两侧烟气流场都不均衡,造成烟道内的温度分布也不均匀。由于GGH系统烟温的测量还涉及到各测试断面烟气密度及泄漏率的计算,须采用网格法布点测量,取烟道断面各测点平均值作为烟温值。

3 试验注意事项

(1)泄漏率的测试计算。泄漏率的测试计算是GGH性能测试的关键,涉及温度、烟道压力、大气压、烟气湿度、烟气成分分析等因素。由于原烟气和净烟气经过GGH后其成分发生很大变化,水分含量变高(甚至接近饱和),故需要进行烟气成分分析,需确定新的湿烟气的标准状态下烟气密度后,再进行推导计算[6,7,8,9,10]。

(2)烟气中SO2浓度的测量。由于泄漏率本身就很小,因此GGH性能试验的关键是准确测量GGH净烟气的进、出口SO2浓度差。

这里建议:在测试期间,机组和脱硫系统应稳定运行;净烟气侧应采用经现场校验的高精度红外或紫外测量仪器(如NGA2000等);按照网格法布点采样(若截面测点不理想,可采取加密测点的方法),要求采样全过程伴热,伴热温度保证在110℃以上;在数据计算时应将计算参数统一折算为含氧量6%时的SO2浓度。

(3)烟气湿度的测量。原烟气侧的湿度可以采用内置干湿球法进行测量。对净烟气侧的测量,首先要分析烟气水分是否饱和,若已经饱和,可以通过查表计算湿度;对未饱和的湿度较大的净烟气,可以采用重量法进行测量,但必须在采样装置中设置烟气加热装置,保证烟气温度达到110℃以上,防止水分在采样管中凝结,影响测量结果。

(4)安全防护。现场GGH进、出口烟道测点的布置受客观因素影响,有时并不能满足试验规程,只能采取加密测点的方法,这会给现场测试带来额外的工作量。尤其在原烟气侧,由于属于正压运行,因此测试人员必须配戴个人防护面具,做好人身防护。

(5) GGH、除雾器冲洗。GGH和除雾器的冲洗应在GGH泄漏率测试前进行,以免影响测试数据。

4 结语

脱硫系统GGH热态性能试验中最主要的是泄漏率测试,由于其涉及气体成分分析和密度计算等,因此测试和计算过程比较复杂,而且受烟道布置不理想等客观因素影响,准确测量存在一定困难,因此建议有关部门研究和制定有关GGH性能测试的方法和标准,以便更规范地指导试验完成。

参考文献

[1]韩伟.湿法脱硫设置GGH的技术经济分析及对环境影响[J].能源环境环保,2009,23(5):5-8.

[2]王文义,刘万举,张兵.脱硫系统GGH设置的技术分析[J].陕西电力,2006,34(3):47-48.

[3]GB/T 16157—1996,固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法[S].

[4]蔡明坤.FGD系统用GGH设备设计[J].锅炉技术,2004, 35(5):1-4.

[5]GB 2 1 508-2008,脱硫设备性能测试方法[S].

[6]田文华,赵勤虎.电力系统化学与环保试验[M].北京:中国电力出版社,2008.

[7]何望飞,李兴华.660 MW机组湿法烟气脱硫系统经济运行分析及优化研究[J].广东电力,2010,23(6):20-22.