为了实现SO2消减目标，“十二五”期间我国大规模实施了燃煤电厂烟气脱硫工程，其中大部分电厂采用了石灰石-石膏湿法脱硫工艺。 由于采用GGH能够提高烟气排放烟温和抬升高度，减少污染物对地面的贡献，减轻烟囱排放白烟，不必对烟囱进行防腐改造，很多湿法脱硫系统都设置了GGH。脱硫系统投入运行后，GGH都出现不同程度的堵塞，严重影响了脱硫系统的正常运行，降低了脱硫系统投运效率，增加了系统能源损耗。这个问题引起了行业的重视，也进行了一些研究。本文结合某发电厂GGH堵塞改造治理的成功案例，介绍一种以设备改造为主的治理方案。
1、改造治理前的运行情况
1.1 堵塞的形成及发展
某发电厂脱硫系统于2006年投入运行，主要设备参数见表1。投入运行后，GGH出现堵塞，且戛来越严重。GGH堵塞程度直接反映在两侧压差数值上，随着运行时间的增加而增大。投运初期压差从0.1-0.2kPa逐步上升至1.0-1.3kPa，压差上升过程中通过吹灰器在线冲洗后略有下降。压差到了1.0kPa后停运脱硫系统进行离线人工高压水冲洗，进入GGH内部检查发现换热元件表面附着坚硬的类似水泥的污垢，吹灰器在线 冲洗对污垢几乎不起作用。前几次进行离线人工高压水冲洗后，压差能恢复到0.2-0.3kPa，堵塞现象得到一定程度缓解。多次冲洗后只能恢 复到0.4-0.5kPa，效果越来越差，冲洗间隔越来越短，最后不到50天就要离线人工高压水冲洗一次，严重影响了脱硫系统和发电机组正常运行。
1.2 堵塞的影响
由于GGH换热元件通风面积减小，两侧压差增大，通风阻力增大，引起增压风机负荷增加，电机工作电流增加，严重时增压风机出现喘振，甚至引起增压风机跳闸，脱硫系统停运。这里，如果设置有烟气旁路挡板，则紧急联运开启旁路挡板，烟道烟气压力出现大幅波动对锅炉 正常运行造成较大干扰;如果没有设置烟气旁路挡板，则联运发电机组跳闸。GGH堵塞后，增压风机工作电流增加，冲洗耗用的水和电也增加，增加发电机组的启停次数，减少发电时间，降低电厂经济收益。经机组发电期间开启旁路旁板或脱硫系统停运会降低脱硫系统投运率，增 加SO2排放，降低脱硫电价补贴收入，增加SO2排污费，还可能受到环保监察部门行政处罚。
1.3 堵塞原因分析
(1)GGH换热元件板型易结垢，不利于冲洗。设计时在设备选型方面将传热效率作为主要考虑因素，对引起GGH堵塞的因素考虑不多，换热元件为紧凑型波纹可持续发展，容易粘附烟气携带的细灰及石膏。进行冲洗时，冲洗水很难达到换热元件凹下去的部位，结垢堆积得不到 清除，堵塞一直存在。这是造成GGH堵塞最主要的原因。
(2)配套吹灰器的吹扫和冲洗效果不理想。在低温侧配置1台吹灰器，可实现高、低压水冲洗及压缩空气吹扫。原计划以压缩空气吹灰和低压水冲洗为主，每个月再进行一次高压水冲洗，运行后发现压缩空气和低压水压力较低，清洗效果不明显，改为以高压水冲洗为主，每班冲洗一次。同时将吹灰器喷嘴由6个改为4个，喷嘴孔径加大，增大高压水出水压力。更改清洗方式并改造吹灰器喷嘴后，但低温侧清洁效果得到改善，基本保持清洁，换热元件高温侧结垢堵塞仍然比较严重。
(3)GGH运行环境不利于保持换热元件洁净。从脱硫吸收塔出来的烟气含有水分以及石灰石、石膏颗粒，通过GGH时水分在换热元件表面结露，石灰石、石膏颗粒在换热元件表面粘附;从锅炉出来的烟气经过除尘器除尘后仍含 有烟尘和酸性气体，通过GGH时烟尘被换热元件表面粘附，酸性气体容易和粘附在换热元件表面的碱性颗粒发生反应产生类似水泥的酸盐，在换热元件表面积累并硬化。如果除尘器、除雾器 因故障等原因性能变差，进入GGH中的烟尘、石灰石颗粒、石膏颗粒、雾滴等会增加，结垢更加严重。
2、改造治理方案
2.1 更换换热元件
换热元件由原设计的紧凑型波纹板更改为大通道波纹板(L型)。由于L型大通道波纹板表面平坦，板与板之间为点接触，冲洗介质容易到达整个传热元件，能冲走粘附在元件表面的物质。元件表面冲洗得更加干净，不容易引起堵塞。
换热元件选用优质搪瓷专用钢，钢板厚度不小于0.70mm，搪瓷工艺采用静电喷涂技术，搪瓷镀层均匀牢固，厚度不小于0.2mm，边缘覆盖北不低于99%，表面光滑平整无裂纹。由于表面较为平坦，单位面积大通道波纹板的传热面积较紧凑型波纹板小，热交换效果差。因此，需要 增加换热元件的高度，由原来400mm增加到660mm，单面换热元件面积由原来13321m2增加到19733m2。经过计算，换热元件更换前后的热交换效果基本不变，出口净烟气温度能保持80度以上。
原有GGH结构及辅助设备方式基本不变，不考虑对原有GGH转子结构、顶部和底部扇形板等进行更改。由于换热元件高度增加，需要将转 子隔板上的换热元件盒扁钢托架下移。换热元件的重量增加，需要重新校核转子轴承载荷和驱动电机组负荷，确认是否需要作相应的更改。
2.2 改造和加装冲洗系统
对原来低温侧吹灰器及冲洗水系统进行改造，同时在高温侧增加吹灰器，取消低压水冲洗，增加蒸汽吹灰。2台吹灰器运行参数、吹灰性能、枪体结构特性相同。吹灰器满足压缩空气吹扫、高压水冲洗和蒸汽吹扫三种介质吹扫功能，运行中各种介质可互动为切换。压缩空气压力为0.6+-0.05MPa，与改造前一样。增加1台高压冲洗水泵，高压冲洗水压力由原来10MPa提高到10-25MPa，且在此范围内可调，冲洗水泵在额定工况下保持压力不小于25MPa，流量不小于280L/min。蒸汽压力在1.0-1.5MPa范围内，温度232度。
吹灰器为伸缩式，吹扫时能覆盖所有换热元件，发生故障能轻易退备检修而不需要停运GGH。吹灰器的布置角度和标高根据更换后换热元件位置重新布置，保证枪管中心与换热元件表面之间的距离在最佳吹扫效果范围内。吹灰器各部件要考虑防止烟气腐蚀，传动部件材质应采用不锈钢，与烟气接触的部分采用优质合金钢。设置高压喷嘴9个，低压喷嘴4个，材质为铬镍合金。
2.3 加强设备维护和运行调整
加强电除尘器维护检查，保证除尘效果，降低烟气中的烟尘浓度。加强除雾器维护检查，避免因除雾器除雾效果不好导致烟气携带石膏浆至GGH换热元件。加强吸收塔冒泡监督调整，在吸收塔冒泡时适当降低吸收塔液位减少冒泡。加强入炉煤质管理，避免燃用灰分和硫分过高的燃煤，杜绝连续燃用高灰分或高硫分的燃煤。控制吸收塔浆液pH值和液位，减少烟气中携带的液滴。
3、改造效果
3.1 改造后的运行情况
改造工作在2010年完成，设备投运后效果显著，经过一年多的观察，原GGH堵塞带来的种种问题基本消除。目前，GGH堵塞现象基本在可控制范围内，压差能长期保持在300-400MPa，换热元件吹扫效果很理想，不再需要进行离线人工高压水冲洗，增压风机耗电量下降，增压风机喘振和联开旁路挡板现象不再出现，脱硫系统投运率提高到99%以上。改造前后相关数据对比见表2。
3.2 改造整治的经济效益
整个改造工程费用约550万元，其中更换换热元件450万元，改造和加装冲洗系统100万元。
改造整治后，不用进行人工高压水冲洗，按每年8次，每年5.5万元计算，节省费用44万元。按每次人工高压水冲洗花费48h，机组平均负荷240MW，脱硫环保补贴0.015元/(kw.h)计算，机组可增加运行384h，可增加脱硫电价补贴276万元。改造后2台增压风机电流能降低50A，6kw电机运行6000h能节省电能360万(kw.h)，按厂用电0.39元/(kw.h)计算能节省140万元。还疫加上因提高脱硫系统投运率而降低的SO2排污费和减少增压风机喘振故障而减少的设备维护费用，仅此上述三期，每年能产生经济效益460万元，投资回收时间为1.20年。
4、结语
(1)燃煤发电厂烟气脱硫系统GGH堵塞对脱硫系统和发电机组安全稳定运行产生不良影响，增加发电厂经营成本，带来环保监察风险。
(2)GGH堵塞的原因有很多，最主要的原因是换热元件板型和结构设计不合理，其次是配套吹灰器的清洗效果不明显，更换大通道L型换热元件和改造吹灰器能有效治理GGH堵塞。
(3)实践表明，换大通道L型换热元件和改造吹灰器有效解决了GGH堵塞问题，且取得很好的经济效益。（作者：李汇才 )
