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煙氣脫硫系統回轉再生式煙氣換熱器清洗裝置

點擊:1629 日期:[ 2014-04-26 22:21:59 ]
   據不完全統計,截止到2005年6月底,國內30多家環保公司總共承接了近220個電站脫硫項目,總脫硫容量達1.7億kW,約有420座脫硫塔(包括干式塔和濕式塔)。已投產的脫硫塔中有石灰石石膏洗滌塔35個,干式脫硫塔9個,總容量1355萬kW,還不到上述總脫硫容量的10%。可見,大多數脫硫項目正在建或剛剛啟動。這些項目中,約95%采用石灰石石膏洗滌脫硫法,其中又有95%濕式洗滌塔出口配有凈煙氣再熱器(一般是一對一配置)。煙氣再熱器中約90%采用回轉再生式原煙氣/凈煙氣換熱器(GGH)。4年來,我國總共約有200臺GGH的訂貨。目前,已有30多臺GGH投運。     GGH是除吸收塔(含內件)外的高耗資設備,其狀態正常與否關系到煙氣脫硫系統(FGD)能否穩定運行。在已投運的FGD中,許多用戶都碰到GGH嚴重積灰堵塞、換熱效率差、壓差遠高于設計值等問題。為此,本文對已運行的幾種GGH清洗裝置的特點和效果進行分析,探討對GGH有效清洗和保潔的方法,以防止上述問題的發生。     1 GGH的作用、原理及應達到的要求     (1)GGH的作用加熱經洗滌脫硫后的濕煙氣,使其在進入煙囪排放前升溫至80℃以上,以改善脫硫后的煙道和煙囪的腐蝕狀況,并使煙氣浮力增加。     (2)GGH換熱原理 原煙氣通過緩慢旋轉的轉子一側,凈煙氣通過其另一側,換熱元件繞垂直軸旋轉時輪流通過熱的原煙氣和冷的凈煙氣。原煙氣通過換熱元件時,將其部分熱量傳給換熱元件蓄熱;在換熱元件轉到凈煙氣側時,其釋放熱量至逆流通過的凈煙氣。該換熱器一大特點是:鍍搪瓷的薄波紋板換熱元件致密、緊湊,使總體積減小。    (3)GGH應滿足以下要求 1)FGD進口原煙氣溫度在大于或等于設計溫度時,GGH出口的凈煙氣溫度不低于80℃。GGH中原煙氣到凈煙氣側的泄漏率小于1%。GGH原煙氣側和凈煙氣側的壓力總損失低于1000Pa。2)使用壽命大于50000h,并且具有容易清潔的表面(GGH的蓄熱傳熱元件大多采用表面涂耐熱搪瓷的薄低碳鋼板)。3)GGH清掃裝置應為全伸縮式或半伸縮式,并能保證換熱設備的壓降值在設計允許范圍內。為保證GGH的換熱性能和避免堵灰,GGH清洗裝置的正常運行及其效果尤為重要。為此,需在GGH的原煙氣側上部(原煙氣出口)或下部(原煙氣入口)安裝可伸縮的清潔裝置(吹灰器)。     2 GGH的清洗清洗GGH有3種方式:     (1)蒸汽/壓縮空氣吹灰 大多數積灰可通過壓縮空氣(0.8MPa)或具有一定過熱度的蒸汽(1.0MPa,300℃~350℃)在線吹掃,清掃頻率一般每天3次或更多。     (2)高壓水沖洗 長期積累下來的不能通過正常干式清除的黏附物,導致煙氣阻力升高達到原設計值的1.5倍時可以進行在線高壓水(10MPa)沖洗,以大幅降低GGH阻力。     (3)低壓水沖洗 GGH長期停機前,必須采用低壓水(0.5MPa)沖洗,沖去轉子上黏附的松散酸性沉積物。這時,FGD停機,GGH仍維持低轉速(0.3r/min)。沖洗水可通過與壓縮空氣共用的噴槍步進移動吹掃,也可通過固定在原煙氣側進出口處的大流量沖洗水管(上海鍋爐廠(上鍋)的GGH加此裝置)噴出。     可伸縮清洗裝置的動作原理為前進間歇式和后退直動式。電動機驅使清洗裝置沿加熱器轉子的徑向從外側向內移動。每前進一步,裝有數個噴嘴的噴槍停下來對旋轉著的換熱元件作環狀吹掃。如此逐步前進,一環一環地吹掃,直至整個換熱元件。壓縮空氣(或低壓蒸汽)吹灰和低壓水沖洗用的是同一噴嘴,但不同時使用。高壓水沖洗用另外更細小的噴嘴(直徑1.5mm~2mm),該噴嘴和高壓水管安置在伸縮式噴槍內。     當GGH原煙氣側上下安置2臺清洗裝置時,它們可同時運行,也可分開運行,主要取決于介質的流量和壓力。豪頓華公司的清洗裝置和上鍋的主要不同在于:前者的噴槍是全伸縮式,后者是半伸縮式。前者的優勢是:(1)槍桿在不工作時(每天約20h),完全置于煙氣外待機狀態,不受煙氣的腐蝕和煙氣中固體顆粒的堵塞;(2)無需用壓縮空氣對噴嘴進行清洗;(3)可在FGD運行中對其維護和更換。     3 各種清洗裝置的特點和使用情況     從目前已投運的GGH運行情況來看,其堵灰狀況嚴重,有時甚至停FGD專門對GGH做清洗維護。GGH故障并非其機械性能所致,而主要是GGH的積灰和結垢使換熱元件阻力太大造成。GGH換熱元件上灰粒沉積的原因有多種:        (1)GGH主軸和煙道一般垂直布置,即氣流方向為原煙氣向上(去吸收塔),凈煙氣向下(去煙囪排放)。原煙氣中所含飛灰沉積在換熱元件上。    (2)吸收塔出口處的除霧器除霧效果不好,或除霧器元件有石膏沉積使通道變窄,致使飽和濕煙氣攜帶石膏漿。當這種煙氣進入GGH的凈煙道,水分被加熱蒸發(額外耗用熱量),灰粒即殘留在換熱元件上形成積污。    (3)吸收塔內漿液位太高或泡沫太多而溢流,溢流管如排漿不暢,會使漿液反流到GGH原煙道。這種反流即便瞬間發生,也會造成較嚴重的積污。     總之,隨著運行時間的推移,GGH中的固體沉積物將越積越多。實際上,在全國已投運的30多臺GGH中,大多數GGH壓差都大大高于設計值(一般單側450Pa~500Pa)。3個已運行1年以上的GGH清洗裝置使用情況如表1所示。     4 GGH清洗效果     以北京第一熱電廠2號機組運行數據為例,列舉GGH污垢積累過程和每次吹灰效果。     (1)每班一次的壓縮空氣吹灰,雖在運行數據上看不出GGH壓差的降低,但它可使壓差不明顯走高,所以不能忽視這一環節。     (2)當壓差大到原設計值的1.5倍甚至更多時,即使在線高壓水沖洗也無濟于事。例如,2005年5月12日前,GGH凈煙氣側壓差在高煙氣流量(標準狀態,下同)(270m3/s)時達960Pa(圖3),這時增壓風機電流達135A(接近額定電流)。5月12日人工用移動式高壓水槍沖洗(FGD停機,壓力30MPa),未沖干凈;后將水壓調到50MPa再沖洗才達到較好效果。投運后類似煙氣流量下的壓差降到560Pa,增壓風機電流降到98A(圖4)。在此需要說明,圖3中顯示的僅是GGH單側壓差,實際上應考慮原煙側和凈煙側的總壓差。一般,凈煙側比原煙側的壓差稍大。
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