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石灰石湿法烟气脱硫取消烟气换热器(GGH)运行后的效益分析

2012-08-05 16:59:01 来源:亚洲环保杂志官方网站

  The benefit analysis of  Limestone wet flue gas desulfurization cancelled   flue gas heat exchanger (GGH)

王刚

(四川广安发电有限责任公司,四川,广安,638000

(Sichuan ga-power company,  Sichuan,  guangan ,  638000)

摘要:本文主要针对石灰石湿法烟气脱硫机组运行中,烟气换热器因堵塞、腐蚀已经严重影响锅炉燃烧的稳定性、及脱硫系统的安全运行。在采取取消烟气换热器(GGH)后,机组运行稳定,并对其产生的经济效益进行分析。

关键词:烟气换热器   增压风机  烟囱防腐    经济分析

AbstractIn this paper, for the limestone wet flue gas desulfurization unit operation, flue gas heat exchanger due to clogging, corrosion has been seriously affect the stability of the boiler combustion, and the safe operation of the desulfurization system. Taken to cancel the flue gas heat exchanger (GGH), the unit stable operation, and generate economic benefits analysis.

Key words :Flue gas heat exchanger ;  Booster fan ;  Stack anticorrosion ; Economic  Analysis

前言

在燃煤电厂烟气脱硫装置中,石灰石湿法烟气脱硫装置以其成本低、脱硫效果显著(95%以上)、且不受地理环境限制等特点而得到普遍推广应用。最初的设计者为提高湿法脱硫后净烟气排放温度,使其扩散范围增大,在设计中对排烟前的净烟气进行加热。烟气加热器(GGH)以采用原烟气加热净烟气,不需要另外供能,而备受设计者青睐。因此在石灰石湿法烟气脱硫系统中采用烟气加热器(GGH)加热净烟气已广泛应用。

随着烟气加热器的投入使用,在高灰分、高含硫量燃煤电厂石灰石湿法烟气脱硫中,其弊端日益显现出来,严重影响脱硫装置正常运行及锅炉的稳定性。

1.  烟气加热器(GGH)运行中常见的问题

在电煤博弈激烈的今天,燃煤电厂获取的燃煤品质多为高灰分、高硫份,且煤源、煤种不固定,导致实际燃烧的燃煤与设计煤质有着较大的差距,锅炉燃烧情况不为乐观。随着FGD系统投运的时间增长,烟气加热器(GGH)设备也暴露出诸多问题。其中最主要的是,由于烟气中较高灰分导致GGH运行时经常严重堵塞造成压差大幅增大,引起增压风机超负荷运行、出现喘震甚至跳闸现象,从而导致整个FGD系统的运行障碍,甚至无法正常运行。最为严重时,GGH因积灰严重,原烟气、净烟气温度差导致GGH两侧热膨胀系数不一致,GGH直接卡涩,无法转动,导致增压风机停运。

长期燃烧高硫煤,烟气中含有二氧化硫的浓度较高,对GGH换热元件有着较大腐蚀。腐蚀脱落的换热元件是导致GGH换热元件通道堵塞的另一重要原因,也增加了GGH两侧压差不稳,降低了GGH两侧原烟气、净烟气热交换效果,进一步加大了低温腐蚀,同时对GGH压缩空气清扫和高压冲洗水在线冲洗带来了难度。

随着国家对燃煤电厂二氧化硫排放的管理越来越严格---要求保证脱硫系统投运率要达到95%以上,且对脱硫旁路挡板门施行铅封,对整个FGD的稳定运行也提出了更高更严格的要求。因此,如何运用新的方法从根本上解决因GGH堵塞带来的难题已经迫在眉睫。

某燃煤电厂烟气换热器(GGH)换热元件堵塞及腐蚀情况:

    

2.   如何解决烟气换热器(GGH)带来的问题,确保机组安全经济的运行

烟气换热器(GGH)为脱硫系统中最重要的一个设备,对整个脱硫系统的安全稳定运行起着决定性的作用,然而以上所反映的GGH堵塞和腐蚀问题,又是我们所必须面对的实质性问题,那么如何正确处理及解决上述情况所带来的问题。在燃煤性质多为高灰分、高硫分、且煤种不稳定的特性情况下,我们利用防腐技术的突破,决定采取脱硫机组烟气换热器(GGH),将原有烟气换热器中换热元件拆除,改为烟道,同时对烟囱、烟道进行防腐,并对因取消烟气换热器带来的负面影响进行技术处理。

3.取消烟气换热器(GGH),存在的负面影

烟气脱硫后无烟气换热器(GGH)时,从FGD进入烟囱的烟气温度由有烟气换热器(GGH)时排放温度85℃左右降低到45~60℃之间, 低于酸露点温度,这区域酸液腐蚀性最强,且此时将全溶于水中, 烟气会在尾部烟道和烟囱内壁结露。对1台600MW 机组来说,烟气中水汽结露后形成的具有腐蚀性水液的理论计算量约35~48t/h。经脱硫处理后的烟气一般还含有氯化物等强腐蚀性物质,该类物质属于腐蚀强度高、渗透性强,对烟道烟囱有着较大的危害性。尽管烟气中酸性SO2气体减少, 但烟气的腐蚀性并未比脱硫前减少, 加上烟囱正压区的增大, 烟囱会出现腐蚀, 烟囱和尾部烟道必须进行防腐处理。

由于取消烟气换热器(GGH)会降低烟羽的抬升高度,不利于烟气扩散,在烟囱附近形成大量的雨雾,对电厂附近区域的环境质量、电厂职工及周围居民的工作和生活也会造成一定影响。

4.取消烟气换热器(GGH),对烟道和烟囱进行防腐处理及防腐材料要求

为了解决没有烟气换热器带来的烟道及烟囱低温腐蚀,可以采取对烟道和烟囱进行防腐处理。考虑到烟囱防腐的难度系数较高,且在使用中维护难度系数大,因此对烟囱防腐材料要求较为严格,经久耐用、后期少维护是防腐材料的选择基准。下面就介绍一下当前烟囱防腐材料中运行的最好的一种防腐材料:

宾高德玻璃砖作为防腐材料,具有优越的防腐性能,且能完全抗浓硫酸,即使在高温下和浓 / 气体环境中也能够对基层起到完全的保护作用对水和水蒸气,酸和酸蒸汽都有气密性,不吸附吸收可燃液体;其本身是无机物,不会燃烧不含氯氟化合物,因此不会造成环境污染形状稳定,热膨胀系数非常小,无论是长期使用或者是在恶劣运作环境中,都能可以保持其形状和稳定性。宾高德玻璃砖内衬系统厚度为38 mm 或者更厚, 但是重量却非常轻并且不需要锚定可以施工于钢结构、混凝土或者砖表面,容易在现场进行切割,施工方法简便其卓越的使用性能,经久耐用,后期维护成本低。宾高德玻璃砖20年以上的维修保养面积小于0.1%年。

因此宾高德玻璃砖内衬系统是火力发电厂烟道及烟囱最可靠耐用的一种内衬方式,该系统同时具有隔热和防腐蚀性能,且施工周期短,使用寿命长,维护工作少(基本不需要维护)。通过宾高德玻璃砖对烟囱内衬进行全部覆盖,使得运行中排烟因低温产生的雨露与烟道、烟囱完全隔绝,到达保护烟道、烟囱不受腐蚀的目的。同时为了防止烟道、烟囱底部烟气脱硫后的“雨露堆积,可以在施工过程中,在净烟道、烟囱底部上分别各安装了两个疏水管道,将烟道和烟囱底部形成的酸液导流至吸收塔积水坑稀释后排出。

5.  实际案例及经济效益分析

四川某电厂三期#61(600MW脱硫机组因烟气换热器(GGH)长期堵塞、且换热元件腐蚀严重,于2011年5月至同年9月,对该机组脱硫装置施行技改,将原有烟气换热器(GGH)及烟气换热器(GGH)附属系统拆除,并对烟道烟囱进行防腐,从根本上解决了烟气换热器(GGH)堵塞问题,保证了脱硫机组及锅炉的安全运行,真正意义上是为电厂的节能减排方面做贡献。同时,为了面对将来更为严厉的环保政策及更为复杂的燃煤品质,该公司拿出专项资金增添了脱销装置,并在原有5台吸收塔浆液循环泵的情况下,增添了2台浆液循环泵做为备用。

该厂使用宾高德玻璃砖作为烟囱防腐材料,设计使用寿命40年,烟囱高度240米,直径10米,防腐面积约7600平米。宾高德防腐材料工程造价约2000/平米,该烟囱防腐所用1520万元。烟道防腐采用了玻璃鳞片,使用寿命约5年,工程造价约350/平米,防腐面积约800平米,烟道防腐所用28万元。

该电厂在取消烟气换热器(GGH)后,于2011年10月初投入运行至今,各项参数合格,增压风机电流在原来同等锅炉负荷下,电流约下降了150A左右,一年按320天运行时间计算,一年可以节电:6KV×150A×24h×320d×0.89≈615万度电,若上网电价0.3837元/度计算,每年可节约电费约236万元。

若烟囱防腐按20年运行时间折旧,每年花费76万元,烟道防腐按5年折旧,每年话费约6万年,两者每年合计折旧82万元。然而因为取消烟气换热器(GGH),每年节约的电费是236万元,远远大于每年消耗的防腐费用。同时因为取消烟气换热器(GGH)及其附属系统(烟气换热器清扫系统、烟气换热器密封系统)大大减少维修人员的日常维护工作,使得这些专业人员可以专心致力于其他电力设备的维护,也节约一大笔维护费用。

因此,在石灰石湿法烟气脱硫装置中取消烟气换热器(GGH)是可行的,同时实现了电厂节能减排,还能为电厂创造更多的利润。

6.   总结

   综上所述,选择取消烟气换热器(GGH)、并对烟囱和烟道进行防腐处理是从根本上解决了石灰石湿法烟气脱硫装置中因烟气换热器(GGH)堵塞、腐蚀等因素,保障了脱硫机组、锅炉安全生产运行。同时实现了电厂的节能减排,减轻了维护员工的日常维护量,也为企业赢得了更多的利润。

参考资料:

1、赵毅.环境质量评价[M].北京:中国电力出版社.1997

2、刘忠等.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制[M].北京:中国电力出版社.2005

3、龙辉 于永志,“影响600MW机组湿法烟气脱硫装置厂用电率主要因素分析”《热机技术》,2007,第1期

4、于盛君 汪波,“浅谈烟气—烟气加热器(GGH)的利弊”《中国电力环保》,2007,第5期

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