氟塑料管式GGH在电厂中的应用

氟塑料管式GGH在电厂中的应用

(内蒙古京泰发电有限责任公司内蒙古准格尔旗010300)

摘要:本文简述了回转式烟气换热器(GGH)当前存在的问题及原因,从氟塑料管式GGH的特点、工作原理、结构形式及使用情况来论述,说明了采用新型材料氟塑料管式GGH替代回转式换热器的优劣性,为新型电厂锅炉选用GGH提供了非常有价值的借鉴意义。

关键词:管式GGH;新型材料;耐腐蚀性

引言

GGH的作用是利用原烟气将脱硫后的净烟气进行加热,使排烟温度达到露点之上,减轻对净烟道和烟囱的腐蚀,减少烟囱冒白烟,提高烟气中污染物的扩散度;这种设备在低硫煤电厂使用效果尚可,但漏风率达1~3%,无法达到现阶段的超低排放要求。在中高硫煤电厂使用的GGH普遍出现了腐蚀严重、漏风大、GGH堵塞严重甚至导致机组停运,本文将主要研究氟塑料管式GGH。

1回转式GGH

1.1工作原理

锅炉尾部来的温度较高原烟气,通过GGH换热原件与换热面进行交换时,将换热蓄于换热原件,经过热交换以后原烟气温度降低,进入吸收塔;从吸收塔出来的饱和净烟气经过回转GGH换热元件时,换热原件将从原烟气中吸收的热量释放出来使净烟气温度升高,经烟囱排入大气,达到设计要求排放烟温。

1.2回转式GGH存在的问题

近年来随着国家环保要求的日趋严格,越来越多的电厂安装了GGH装置,其中以回转式GGH居多,回转式GGH也暴露出越来越多的问题。其中比较常见的问题有堵塞、腐蚀、漏风率大等,这些问题一方面降低了脱硫系统和机组运行的可靠性、大幅增加了检修维护费用,另一方面因堵塞引起压损过大导致设备耗电量增加,同时,由于原烟气向净烟气的泄露量大,导致SO2、烟尘等污染物排放超标。甚至脱硫系统因GGH传热元件堵塞和腐蚀而退出运行,将导致机组停机。如何解决这一难题,这也是诸多电厂所面临的棘手问题[1]。

1.3原因分析

锅炉尾部烟道工况条件恶劣,粉尘含量高、腐蚀性能强,是导致换热器管束腐蚀的主要原因。由于换热器受热面的金属壁温接近烟气酸露点温度,燃料在燃烧过程中产生的SO2,SO3,HCl、HF等,与烟气中的水蒸汽结合,在金属管材表面上凝结形成硫酸、盐酸、氢氟酸等的混合物,从而引起低温腐蚀。同时,凝结的混合酸还会粘附烟气中的飞灰,在金属表面形成结垢,加重设备内部的积灰和堵灰,造成GGH换热效率降低[2],从而使烟气压损进一步上升,腐蚀进一步加剧,形成恶性循环。

2氟塑料管式GGH技术特点

鉴于金属材料的局限性,研究人员通过大量对比试验研究,最终选择耐腐蚀、耐高低温、耐老化、不粘黏的氟塑料作为GGH的换热材料,来确保GGH长期、安全、可靠运行。

2.1优异的耐腐蚀性能

氟塑料属化学惰性材料,耐任何强酸、强碱、油脂等,因此氟塑料管式GGH适合于各种类型的烟气环境,无需考虑换热器管壁温度和烟气酸露点。

2.2不易沾灰、易清洁、换热效率稳定

氟塑料具有自润滑性、不粘黏性和高膨胀系数,换热表面不易积灰、粘黏、结垢,在线清洗方便彻底且节省蒸汽和水,能够保证稳定的传热能力。

2.3工作温度范围广

使用温度为-180~+260℃,远大于传统金属低温余热回收装置85~90℃以上的工作范围。

2.4使用寿命长久且维护成本低

氟塑料具有优异的耐老化性,无泄露风险,设计使用寿命15年以上,使用成本低,投资收益率高。

3.应用后的效果

某某电厂二期工程为两台300MW抽汽供热机组,两台机组脱硫设备相继于2008年投入运行,安装回转式GGH烟气换热器。于2014年底完成了回转式GGH改造为氟塑料管式的GGH的系统。

3.1该厂改造后的氟塑料管式GGH性能设计参数:

3.3氟塑料GGH的抗腐蚀、抗冲刷性能

该厂改造后氟塑料管式GGH系统,投入运行近两年时间。在各种工况下的性能指标来看,换热器的实际壁温在酸露点以下,整个换热面完全可以抵御酸露点的腐蚀。表面未出现过腐蚀、冲刷问题,也未出现因腐蚀、冲刷泄漏而造成停机事件,应用效果良好。根据氟塑料显著的耐腐蚀特点,GGH适合布置于除尘器后低低温换热。

4.经济效益

以该电厂一台300MW机组为例,氟塑料管式GGH投运至今两年多时间,腐蚀、漏风率基本为零,没发生过堵塞情况,系统压损与回转式GGH相比减少约500pa左右,且相比初投运时基本维持一致,由此可减少引风机的能耗250kwh每年减少电耗费约50万元。氟塑料管式GGH几乎免于检修和维护,保证15年以上的使用寿命,是金属换热器寿命的1.5倍,因此每年节约检修维护更换费用约90万元。还可以提高整个机组效率1%~1.5%,可以回收20MW左右的热量,年节煤1500吨。

5.结语

氟塑料管式GGH与金属换热器相对比较,具有耐腐蚀性、自清洁性、耐高低温、耐老化的特点,可以在酸露点以下回收余热,彻底解决传统金属余热回收装置腐蚀、堵灰和泄露问题。换热效率稳定,免于维护,寿命长久,最大限度降低煤耗,在电厂烟气余热应用中起到节能、减排的理想效果。在今后的电厂新建和改造项目中可以成为推广的技术之一。

参考文献:

[1]刘金科。陈超,俞明智,崔江波.烟气换热器(GGH)改造及经济性分析[C]第十四届二氧化硫氮氧化物、贡、细颗粒物污染控制技术和管理国际交流会论文集2010,135-140

[2]陈建民.湿发烟气脱硫系统GGH腐蚀结垢对策研究[J]电力科技与环保2013,29(3),31-34

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