俞忠勇

(望亭發(fā)電廠，江蘇 蘇州 215155)

0 引言

目前，國內(nèi)許多燃煤機組在煙氣超低排放改造中采用低低溫?zé)煔鈸Q熱器(LGGH) 系統(tǒng)，LGGH系統(tǒng)主要由煙氣余熱回收裝置(以下稱作降溫器)和煙氣余熱再熱裝置(以下稱作升溫器)組成。

LGGH系統(tǒng)的降溫器和升溫器一般采用H型翅片擴展受熱面結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有受熱面換熱系數(shù)高，空氣側(cè)阻力適中等特點[1]。降溫器及升溫器均采用模塊化設(shè)計，換熱管排、集水箱、框架等均在一體化后出廠，這樣方便現(xiàn)場安裝，可保證安裝質(zhì)量。

LGGH系統(tǒng)是一個閉式循環(huán)系統(tǒng),主要由降溫器和升溫器，配套蒸汽輔助加熱器、循環(huán)水泵、熱媒水膨脹箱、清灰裝置、加藥罐及其他輔助系統(tǒng)組成。

降溫器和升溫器間的傳熱媒介為除鹽水，在循環(huán)水泵的作用下，除鹽水流經(jīng)降溫器吸收煙氣放出的熱量，然后將熱量帶至升溫器中，加熱脫硫后的煙氣，除鹽水經(jīng)升溫器冷卻后，再回到循環(huán)泵入口。

LGGH系統(tǒng)降溫器的布置方式目前主要有2種：如電廠采用純靜電除塵器，降溫器可布置在除塵器前，降低除塵器進(jìn)口煙溫及煙氣流速，提高除塵器比表面積及收塵效果；如電廠采用電袋除塵器，降溫器可布置在除塵器出口，降低飛灰顆粒對降溫器換熱管束的磨損。

LGGH系統(tǒng)的升溫器布置在脫硫吸收塔出口與煙囪之間的煙道上，其作用是通過熱媒介質(zhì)吸收熱量，傳遞給吸收塔出口的低溫?zé)煔?，將煙氣的排煙溫度提高?0 ℃以上進(jìn)行排放。

望亭發(fā)電廠2臺660 MW燃煤機組(#3，#4)采用純靜電除塵，4個降溫器布置在除塵器入口煙道上。在設(shè)計工況下，降溫器可將煙氣溫度從120～160 ℃降至90～110 ℃，吸收的熱量滿足將升溫器的煙氣溫度從47～50 ℃升至80 ℃以上的要求。

1 LGGH系統(tǒng)目前普遍存在的問題

(1)LGGH系統(tǒng)降溫器換熱管磨損、泄漏、堵塞(如圖1a所示)。

(2)LGGH系統(tǒng)升溫器換熱管及翅片低溫腐蝕(如圖1b所示)。

(3)LGGH系統(tǒng)升溫器換熱管及翅片表面積垢。

圖1 目前普遍存在的問題

2 原因分析

望亭發(fā)電廠660 MW機組LGGH系統(tǒng)降溫器及升溫器差壓設(shè)計值為450 Pa和800 Pa，經(jīng)過1年運行，差壓分別達(dá)到770 Pa和1 080 Pa。在機組停爐檢修時發(fā)現(xiàn)，降溫器換熱管存在局部吹損、積灰，煙道堵塞及升溫器換熱管表面有積垢、腐蝕現(xiàn)象。

(1)流場不均，產(chǎn)生煙氣走廊、煙氣偏流和煙氣渦流，造成局部磨損、泄漏。

(2)風(fēng)煙系統(tǒng)阻力大，煙氣流速快。

(3)煙氣中飛灰含量高，偏離原設(shè)計值。

圖2 導(dǎo)流板優(yōu)化處理方案

(4)升溫器換熱管及翅片選用的材質(zhì)不當(dāng)，特別是升溫器的高溫段若采用ND鋼，長期處于低溫及較大濕度的環(huán)境中運行，極易產(chǎn)生低溫腐蝕。

(5)吸收塔出口煙氣中霧滴含量大，造成升溫器換熱管表面結(jié)垢。

3 LGGH系統(tǒng)泄漏的常見危害

(1)運行中降溫器換熱管泄漏，煙道內(nèi)會大量積灰，使煙道截面減小，煙氣阻力增大，造成風(fēng)機電流增加，嚴(yán)重時影響機組負(fù)荷，使機組經(jīng)濟性能指標(biāo)下降。

(2)換熱管泄漏造成煙道堵塞，煙氣流速加快，煙道及換熱管磨損加劇，縮短設(shè)備使用壽命，增加檢修維護(hù)成本。

(3)降溫器換熱管漏水，如未及時發(fā)現(xiàn)，一旦熱媒水進(jìn)入除塵器倉泵后，造成倉泵堵塞無法送灰，迫使電場停用，給機組安全運行及煙氣超低排放帶來嚴(yán)重安全隱患。

(4)由于換熱器泄漏，煙道堵塞，煙氣流速加快，除塵器除塵效率下降。

4 采取的措施

(1)由于原設(shè)計的導(dǎo)流板引流段與換熱管距離太近，形成局部射流，所以對降溫器進(jìn)口導(dǎo)流板的引流段進(jìn)行優(yōu)化處理。處理方案：對圖2圓圈內(nèi)的導(dǎo)流板割除1 m，另外兩塊導(dǎo)流板不處理，以降低煙氣偏流對換熱管的磨損。在圖2中，1，2，3，…，9為導(dǎo)流板編號。

(2)利用機組檢修機會，對空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)、煙氣換熱裝置、吸收塔除霧器等設(shè)備進(jìn)行高壓水沖洗，降低整個風(fēng)煙系統(tǒng)的阻力及煙氣流速。

(3)檢修時對降溫器換熱管及防護(hù)瓦定期進(jìn)行測厚檢查[1]，并記錄磨損量，評估磨損速率。

(4)對降溫器入口的假管表面進(jìn)行陶瓷防磨處理。

(5)檢修結(jié)束，對換熱器進(jìn)行嚴(yán)密性查漏試驗。

5 運行注意事項

(1)運行每班需監(jiān)視并記錄換熱器進(jìn)出口的差壓、煙氣溫度、流速、風(fēng)機電流及熱媒水溫等參數(shù)。

(2)在LGGH系統(tǒng)運行過程中，換熱管一旦泄漏，需及時做出正確排查并對泄漏模塊進(jìn)行隔絕處理。每天記錄熱媒水系統(tǒng)運行的相關(guān)參數(shù)(見表1)，如膨脹箱液位、補水周期及熱媒水泵進(jìn)、出口壓力等。以望亭發(fā)電廠#3，#4機組煙氣換熱裝器為例，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 熱媒水系統(tǒng)運行參數(shù)

(3)運行中如發(fā)現(xiàn)補水周期縮短，熱媒水泵入口壓力下降等異常情況，需及時通知檢修人員排查處理。排查判斷方法：打開降溫器進(jìn)、出口煙道上的輸水閥，觀察有無熱媒水流出，如果泄漏小而不能直觀判斷，則逐個關(guān)閉換熱器模塊進(jìn)、出口閥門，觀察每個換熱器模塊進(jìn)口管上的就地壓力表(如圖3a所示)，如壓力下跌，可判定換熱器模塊泄漏，隔絕該模塊的進(jìn)、出口門并打開旁路門，待機組檢修時再對模塊換熱管進(jìn)行查漏、封堵(如圖3b所示)。

圖3 排查及處理

(4)根據(jù)不同的運行工況，需及時調(diào)整循環(huán)水量，提高進(jìn)入升溫器的熱媒水溫度。在低負(fù)荷等工況下，特別是冬季，應(yīng)盡早投用輔助加熱器，提高排煙溫度(不低于80 ℃)，防止升溫器換熱管及尾部設(shè)備低溫腐蝕。

(5)運行中如發(fā)現(xiàn)熱媒水泵出口壓力及流量波動大，應(yīng)及時打開膨脹箱排氣門排氣，防止超壓運行損壞換熱裝置。

6 建議

(1)升溫器由低溫段、中溫段和高溫段換熱管組組成，換熱管及翅片的材質(zhì)，升溫器低溫段為SUS444，2205或等同以上材質(zhì)，中溫段為2205或316L或等同以上材質(zhì)，高溫段材質(zhì)一般選用ND鋼。望亭發(fā)電廠2臺300 MW機組升溫器的高溫段換熱管翅片經(jīng)過2年多運行，檢修時發(fā)現(xiàn)高溫段換熱管組的翅片因長期處于低溫、高濕度的環(huán)境中，局部已腐蝕脫落。建議：升溫器的高溫段換熱管及翅片應(yīng)選用316L或等同以上材質(zhì)，防止低溫腐蝕。

(2)定期對吸收塔除霧器及濕式除塵器(若有)進(jìn)行維護(hù)、檢修，運行中加強沖洗，確保進(jìn)入升溫器的煙氣霧滴濃度滿足設(shè)計值，減少升溫器換熱管及翅片表面結(jié)垢。

(3)在采用LGGH技術(shù)時，煙氣的熱平衡一定要計算正確，換熱面積要有20%以上的裕量，對材質(zhì)的要求也要充分考慮。

7 結(jié)束語

望亭發(fā)電廠2臺660 MW燃煤機組和2臺300 MW燃煤機組，在煙氣超低排放改造中全部安裝了LGGH系統(tǒng)。660 MW機組采用靜電除塵，降溫器布置在除塵器前，主要問題是降溫器換熱管的磨損、泄漏及煙道的積灰堵塞；300 MW機組采用電袋復(fù)合除塵，降溫器布置在除塵器后，主要問題是升溫器換熱管及翅片的腐蝕。經(jīng)過2年多的運行，針對低低溫?fù)Q熱裝器磨損、泄漏、堵塞、腐蝕等缺陷,在日常運行、維護(hù)及檢修中，嚴(yán)格執(zhí)行上述的技術(shù)措施和運行注意事項，發(fā)現(xiàn)異常情況及時進(jìn)行排查、分析、處理，確保LGGH系統(tǒng)和尾部設(shè)備正常運行。