脫硫系統用的GGH加熱器

2022-12-19 11:54:05 字數 4758 閱讀 1655

ggh加熱器的工作原理和容克式預熱器完全一樣,利用裝在轉動轉子中的數十萬平方公尺的換熱元件的蓄熱和放熱,吸收鍋爐排出的煙氣(120—140℃)熱能加熱脫硫塔排出的煙氣(45-50%),達到熱量交換的目的,最終將脫硫後煙氣加熱到70-80℃以上。近年來我們走訪了好多電廠,ggh加熱器在實際執行中受熱面易腐蝕損壞,結垢嚴重。這種情況下原煙氣側和淨煙氣側的阻力值已遠遠超出設計值,ggh的洩漏也有明顯的上公升,導致的整套fgd系統阻力增加,將直接影響到fgd系統的能耗。

ggh內流通的煙氣溫度通常在硫酸**以下,淨煙氣中存在大量的水滴,裝置承受的腐蝕程度是非常嚴重的。同時,ggh煙氣中從脫硫塔中或原煙氣中帶來了大量的石膏漿或煙塵,遇到濕態的轉子在傳熱元件表面上大量沉積,產生的堵灰現象也是非常嚴重的。儘管ggh在設計上配備氣體和低壓水雙介質吹灰器用於日常吹掃,也可採用高壓水作為轉子嚴重堵灰時疏通。

但是,ggh的腐蝕和堵灰還是很容易發生的。

一、ggh受熱面的腐蝕

1.原煙氣側硫酸可能成因

煤燃燒時除生成so2以外,還生成少量的so3,煙氣中so3的濃度為10-40ppm。由於煙氣中含有水(4%-12%),生成的so3瞬間內形成硫酸霧。當溫度低於酸**時,硫酸霧凝結成硫酸附著在裝置的內壁上。

2.淨煙氣側硫酸可能成因

經濕法脫硫後的煙氣從吸收塔出來一般在45~50℃左右,含有飽和水汽、殘餘的so2、so3、hcl、hf、nox,其攜帶的so42-、so32-鹽等會結露。因此,被淨化的氣體在離開吸收塔之前要用折流板除霧器進行除霧。對於除霧器設定沖洗水,間歇沖洗除霧器。

低溫下含飽和水蒸氣的淨煙氣很容易產生冷凝酸,在淨煙道或煙囪中的凝結物ph值約為1-2之間,硫酸濃度可達60%,具有很強的腐蝕性。

二、ggh受熱面的結垢

1.結垢原因一

ggh加熱器設計缺陷:ggh的受熱面設計高度不合理,由於受熱面的高度太大(ggh受熱面的高度設計一般應在660mm以下),使吹灰器吹不透,造成沉澱物的滯留,日積月累,形成結垢。2.

結垢原因二

受熱面板型:受熱面板型不合理,造成易堵灰,難清洗,也是結垢的重要原因;3.結垢原因三

吹灰器出力不夠:吹灰器是保證及時清掃受熱面沉澱物的重要裝置,吹灰器出力不夠,就使得吹灰不徹底,造成沉澱物的滯留,進而結垢。4.結垢原因四

在ggh的執行介質中,亞硫酸鈣和硫酸鈣在水中的溶解度很小,都會形成高度過飽和溶液。亞硫酸鈣和硫酸鈣的種子晶體按相關化學反應生成caso3.1/2h2o軟垢;煙氣中的co2的再碳酸化,可能生成caco3沉澱物。

一般煙氣中,二氧化碳的濃度達到10%以上,是so2濃度的50~100倍。吸收塔中部分so32-和hso3-被煙氣中剩餘的氧氣氧化為so42-,最終生成caso4.2h2o沉澱。

caso4.2h2o的溶解度較小(0.223g/100**,0℃),易從溶解中結晶出來,在部件表面上形成很難處理的硬垢。

可以說,ggh的表面結垢和堵塞,其原因是煙氣中的氧氣將caso3氧化成為caso4(石膏),並使石膏過飽和。5.結垢原因五

在燃煤機組煙氣脫硫系統中,除霧器位於吸收塔與ggh之間,。ggh結垢的主要**:其一,原煙氣流經電除塵器後進入fgd系統煙氣中的剩餘粉塵;

其二,經除霧器後淨煙氣攜帶的含有石膏顆粒及塵粒液滴在ggh受熱面表面蒸發結晶的產物。原煙氣中攜帶粉塵較易清除,且目前火力發電機組所配備的除塵器一般均能滿足fgd系統執行需求,因此可以說:因除霧器設計或執行不當導致的除霧器除霧效果不良是造成濕法脫硫中ggh堵塞的罪魁禍首。

,將直接影響到fgd系統的能耗。6.結垢原因六

吸收塔內漿液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汙。

三、ggh受熱面的損壞

1.損壞原因一

產品質量問題:這有可能是受熱面損壞的最主要的原因。ggh受熱面是在成型的低碳鋼上塗燒搪瓷而成的。

塗燒搪瓷的目的一是防腐蝕,二是防磨損。但如果塗燒搪瓷釉的配方不準確,工藝不合理(比如清洗不乾淨就會造成脫落現象),那麼生產出來的搪瓷傳熱元件就既不會有防腐蝕,也不會有耐磨損的功能。將其置入ggh的執行環境中,就會很快損壞。

2.損壞原因二

化學腐蝕:ggh的執行環境是一高酸性環境,受熱面在酸性環境中隨著腐蝕程度的加深,逐步被損壞。3.損壞原因三

機械損壞:如果吹灰器或高壓水沖洗引數設定不當,在吹灰或水沖洗時由於高溫或高壓將受熱面損壞。

四、處理方案

1.配方要充分考慮防腐蝕

搪瓷釉的成份由兩個主要組成部份構成:一是由基體劑矽氧四面體(sio4)4-相互連線而成牢固的網路骨架;另一是由基體劑以外的其它組份破網而又重新連線,並填充其間的矽酸鹽部分,前者系瓷釉耐化學穩定區域,幾乎不與水、酸、鹽溶液作用,即使反應,也是比較微弱的。後者是非化學穩定區域,幾乎都能同水、酸、鹽溶液起反應。

為了提高瓷層的耐化學穩定性,對於破網和填充其間的矽酸鹽組份的選擇必須合理,因此華邦公司在設計配方時,採取了以下幾項技術措施。(1)增大瓷釉中sio2的含量,減少其中r2o的含量,從而提高瓷釉的化學穩定性。

(2)出於加工工藝的需要,必須使用r2o化合物,限制了k、na的用量,為此大量地增加了li+的用量。理論和實踐證明,一價鹼金屬氧化物隨離子半徑的增大,耐化學穩定性降低,其降低的次序如下: li+ >na+>k+。

(3)減少部分r2o氧化物用量,增加一定量的ro氧化物用量,一方面是二價金屬矽酸鹽比一價金屬矽酸鹽具有較好的化學穩定性,另一方面是應用了多鹼效應,抑制了水解擴散速度,有利於增強化學穩定性能。

(4)在保持sio2高含量(>60%)的條件下,適當提高al2o3含量(控制在3~5%),以形成鋁矽酸鹽。從而使瓷釉的化學穩定性進一步提高。

(5)嚴格控制b2o5引入量。該組份對於抗無機酸腐蝕,不起有利作用,一般不引入或控制在最低限量。華邦公司瓷釉配方組成中b2o3<2%,所以具有較高的抗無機酸腐蝕的效能,這是不同於一般搪瓷配方的區別之處。

(6)在瓷釉配方組成中,除sio2保持高含量比例外,同時引入一定含量的其它四價氧化物有利於改善瓷層的化學穩定性,比如在華邦公司的瓷釉配方中引入了少量的zno2,tio2等**氧化物。

由於華邦公司在配方中,採取了上述措施,所以在試用或生產過程中應用於要求耐酸、耐水性的部件得到了較為滿意的技術效果。使搪瓷傳熱元件耐蝕性能得到極大提高和使用壽命大為延長。2.

配方要充分考慮耐磨

耐磨效能是指瓷層對固體的機械摩擦或磨光作用的抵抗力。影響瓷層耐磨效能的因素很多:瓷釉的硬度、抗壓強度、抗張強度、彈性和瓷釉與坯體材料的密著強度等。

其中瓷釉硬度對於瓷層耐磨效能的好壞起著決定性作用。華邦公司從以下三個方面提高瓷層的耐磨效能。

(1)在保持高矽含量的同時,引入一定量的al2o3和caf2。

這樣做的結果,高含量的al2o3使瓷釉在燒成溫度下高溫粘度增大,晶核形成順利,晶體長大受阻。引入適量的caf2有利於降低高溫粘度克服一些工藝困難,在燒成冷卻過程中使瓷釉熔體粘度迅速增大。上述二組份的引人使瓷層內形成大量微細晶體,這樣大量由微晶體構成搪瓷層極大地提高了瓷層的硬度和其它機械強度,從而提高耐磨效能。

(2)提高底釉與鐵坯的密著強度。

密著效能雖不直接影響瓷層耐磨效能,但對面釉的工藝效能和面釉瓷層表面質量有著重大作用。不難設想,如果密著效能不好,要獲得高強度的面釉瓷層是不可能的。為此,華邦公司在配方設計和工藝處理上採用了混合型底釉,這不僅有利於適宜坯體同瓷釉的高溫物理化學反應,促進密著形成,而且還有利於擴大燒成幅度,避免了坯體厚薄不均而導致的燒生、燒大等質量缺陷。

為了促進面釉同底釉的良好結合,華邦公司還採用了中溫慢燒燒瓷工藝,從而獲得了較大的密著強度和平滑緻密的面釉瓷。板型

目前燃煤機組煙氣脫硫系統中ggh的dnf板型從實際執行效果看來,並不適應它的執行環境。針對這種情況,我公司研製開發了新的建議更換hb3e板型,該板型不僅傳熱效率高,而且不易堵灰,易沖洗。

五、對ggh的執行建議

1.在正常情況下,容克式煙氣加熱器能夠承受一定的附著在傳熱元件表面的黏附物。但黏附物能導致換熱效能的下降和煙氣

阻力的增高。此時就要進行吹灰。蒸汽吹掃頻率為3次/天,每次吹掃的時間不少於乙個來回行程。

吹灰需準確計算吹灰步序和調整步長,改進清洗程式。如吹掃的環之間要有重疊,每環間不應有未衝到之處。尤其注意最內環和最外環的沖洗,不應有衝不到的死角。

執行實踐證明,蒸汽吹灰的效果比壓縮空氣好,常用汽/氣吹不會損傷換熱元件。應盡量少用高壓水沖洗。若吹灰後壓差未降到設定值,可再啟用一次吹灰程。

2.儘管建議少用高壓水沖洗,但實際上每1~2個月仍需進行一次高壓水沖洗,因此高壓水沖洗的次數比製造廠建議的頻率要

高。當煙氣阻力公升高值達到原設計值的50%時,就要進行**高壓水沖洗。通過**水沖洗可以將壓降恢復到原設計值。

**高壓水沖洗的頻率取決於淨煙氣中的水分含量和原煙氣中殘留的飛灰和氧化硫的含量。沖洗水的壓力為10mpa。3.

低壓水沖洗。在ggh長期停機前,必須採用低壓水沖洗,除去轉子上沾附的酸性沉積物、水沖洗可以沖走大量的酸性物。

水沖洗時,傳熱元件通過轉子的旋轉先經由下部清潔裝置進行清掃,再經由上部清潔裝置進行清掃。

上下兩台清潔裝置可同時執行,亦可分開執行,主要取決於介質的流量和壓力。當分開執行時,先投運下部的清潔裝置,再投運上部的清潔裝置。

4.當原煙氣含塵量達到fgd保護連鎖停運的條件時((250~300mg/m3),應投此保護,停fgd,讓煙氣走旁路。

5.除霧器效果不好或其葉片因沖洗不淨而積石膏,會使吸收塔出口煙氣攜帶漿液,其下游的受害者就是ggh。所以除霧器的

正常執行極為重要。

6.吸收塔漿液密度計不準確將直接影響液位測量,應經常校正密度計,避免漿液溢流,甚至反流到ggh。7.吸收塔入口煙道應向下傾斜,以避免塔內漿液溢流或泡沫大時反流到ggh中。

8.在吹灰和一般水清洗仍然不能夠達到ggh受熱面正常的煙氣阻力時,就應該考慮進行專業的除垢清洗。專業清洗就是在

ggh蓄熱元件不拆卸的情況下進行化學清洗,其過程是潤滲→乳化→鬆散→高壓水沖洗。完成這種清洗,除垢率可達95%以上,洗通率達100%。

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