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

赵志亮刘卫强张永涛

（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