WGGH的应用及维护注意事项

WGGH的应用及维护注意事项

发表时间：2018-07-24T15:50:28.403Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：李俊杰

[导读] 摘要：改造GGH为WGGH满足国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）环保要求。

（佛山市南海京能发电有限公司广东佛山 528211）

摘要：改造GGH为WGGH满足国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）环保要求。

关键词：GGH；WGGH；环保要求；腐蚀；设计；维护。

1改造前情况

1.1 GGH情况

佛山市南海京能发电有限公司为2×300MW机组，环保设施为四电场高频静电除尘器、石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统，脱硫系统设有GGH，GGH漏风率2%，锅炉含尘烟气经过干式电除尘器除尘之后，烟气含尘量可以控制在30 mg/m3至20 mg/m3以下，脱脱硫系统除尘效率约为50%，烟气粉尘排浓度控制＜20 mg/Nm3由于GGH存在漏风率

1.2 改造GGH为WGGH的目标

众所周知，由于GGH漏风率在2%左右，不改造无法满足环保新要求，为保证在锅炉正常运行的各种负荷条件下，能够满足国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）烟气SO2浓度＜35mg/Nm3、粉尘排浓度≤5 mg/Nm3放标准的要求，我司改造GGH为WGGH。

2 WGGH工作原理简介

2.1电厂设想的基本方案示意图

WGGH主要由图中的2级换热器组成，以热媒水为载热体，英文名称：water gas-gas heater.前级换热器又叫做烟气放热器，后级换热器又叫做烟气再热器

2.2 从湿式电除尘出口出来的净烟气温度比较低，只有50℃，如果直接经烟囱排放，无法满足国家越来越严格的烟气排放指标的要求同时会对烟囱造成腐蚀。所以我司决定在湿式电除尘器出口与烟囱之间的烟道上加装烟气再热器，在空预器与电除尘器之间加装烟气放热器，利用在烟气放热器中被加热过的闭式循环水来将湿式电除尘出口的烟气加热升温，使烟温升高到~80℃以上。这样就通过闭式循环水为媒介，将干式电除尘前的原烟气的热量传递给了湿式电除尘出口的净烟气。

3.WGGH设计及维护注意事项

3.1设计阶段注意事项

3.1.1防止 WGGH烟气再热器的低温腐蚀

由于烟气中的水露点温度为43℃，当低温段传热管金属壁温高于75℃时，烟气中的水分碰撞到传热管金属表面后，会马上蒸发变为蒸汽。也就是说当传热管壁温低于43℃，烟气中的水蒸气会凝结结露到管壁上；当传热管壁温高于75℃，烟气中的水分会在碰撞到管壁上的瞬间蒸发。

设计烟气再热器的低温段进水温度为117℃，出水温度为112℃，烟气进口温度50℃，净烟气出口温度55℃。

烟气再热器低温段的传热系数为2000～40w/m2℃（在水分蒸发传热的工况、传热系数为～2000w/m2℃；在水分蒸发完成后的干烟气传热的工况、传热系数为～40w/m2℃）。

所以当净烟气中的水分含量符合设计给出的70mg/Nm3时，水分完全蒸发后净烟气温度再升高3℃，净烟气吸热量：

70x10-6x600x4.1868+0.33x3.8x4.1868 =5.4 kJ/Nm3；

当净烟气中的水分含量超出设计给出的70mg/Nm3达到500 mg/Nm3时，水分蒸发后烟气温度可以升高～3.5℃，水分蒸发吸热量和烟气升温吸热量：

500x10-6x600x4.1868+0.33x3x4.1868=5.4 kJ/Nm3；

（计算中的前一项代表水蒸发吸热量，后一项代表烟气升温吸热量）

由于在烟气中的水分蒸发传热的工况、传热系数为～2000w/m2℃，在水分蒸发完成后的干烟气传热的工况、传热系数为～40w/m2℃。而实际运行中的低温段，这两个传热过程交织在一起，可能水分在烟气中的不均匀性会对传热起很大作用，使得计算难以准确进行。但可以肯定的是：只要有水分，蒸发过程非常快速，所以保证净烟气中的水分完全蒸发难度不大，但要准确计算低温段出口烟气温度比较困难。

通过上述分析计算可以看出，按照水分完全蒸发后净烟气温度再升高5℃设计低温段，能保证在净烟气中的水分含量达到500 mg/Nm3时完全蒸发。

由于低温段毕竟在烟气中含有水分，类似于烟气已经结露，所以设计保证低温段完成烟气中的水分完全蒸发，给后续传热面积提供稳定的设计工况，同时低温段采用防腐性能较高的2205双相不锈钢。

3.1.2防止中温段和高温段的烟气低温腐蚀

中温段和高温段的烟气已经变为干烟气，考虑低温腐蚀的控制措施类似于原烟气放热器，对于传热管壁温高于85℃的高温段，采用ND 耐酸腐蚀特种钢传热管；对于传热管壁温在75～85℃之间的中温段，采用316L不锈钢传热管。

3.1.3运行维护期间低温段、中温段和高温控制腐蚀的措施为

（1）运行时控制传热管金属壁温控制在75～85℃之间；

（2）检修时检查与维护维护低温段的2205不锈钢管、中温段的316L传热管和高温段的ND钢传热管的腐蚀情况。

3.2 防止WGGH积灰的措施

3.2.1.设计阶段：

（1）选取合理烟气流速，保证具有一定的自清灰功能。查阅相关资料并结合实际经验，我们认为将烟气流速设计值控制在9~11m/s比较合适，流速太低容易积灰，流速太高会导致烟气阻力太大并容易磨损设备内部构件。

（2）采用换热管顺排布置，有利用清灰。

（3）选择合适的吹灰器型式，并在模块之间优化布置吹灰器，确保吹到全部传热管束，避免吹灰死角。目前可以用于WGGH吹灰的设备主要有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、燃气激波吹灰器等。经过到不同的生产厂家以及电厂走访调研，总结出不同类型的吹灰器优缺点见表3-3。

表3-3 不同类型的吹灰器的优缺点

综合考虑上述三种吹灰器的优缺点并结合我司的情况以及考虑安全因素，我司选用了蒸汽吹灰器。为了保证吹灰效果，我们将蒸汽吹灰器布置在原烟气放热器的传热管束中间与传热管长度方向平行。由于烟道尺寸较大，所以必须选用可伸缩的旋转式蒸汽吹灰器。

3.2生产维护阶段：

（1）控制WGGH运行烟气压差在0.2MPa以下，合理控制吹灰器运行频率。

（2）检修时检查WGGH 积灰情况并对局部积灰进行清理，同时查找避免局部积灰的原因并采取防范措施。

4 结论

通过改造GGH为WGGH及生产的精密维护管理，我司环保指标排放满足了国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）：烟气SO2浓度＜35mg/Nm3、粉尘排浓度≤5 mg/Nm3放标准的要求，同时保证了发电机组的安全运行。

参考文献：

[1]《电力工业锅炉压力容器监察规程》DL612－1996GB13223-2011，火电厂大气污染物排放标准[S].

[2]《电力建设施工质量验收及评价规程》第2部分：锅炉机组DLT 5210.2-2009

[3]WGGH施工图纸及设备说明书

作者简介：

李俊杰，男，工程师，主要从事火电厂环保设施工程管理工作。