火电厂湿法烟气脱硫改造工程配置气-气换热器(GGH)利弊探讨

    0  前言

    在脱硫系统中，为避免吸收塔排出的低温湿烟气腐蚀烟道和烟囱内壁，同时提高烟囱排出烟气的抬升高度以利于污染物的扩散，避免排烟降落液滴，常设气-气换热器（简称GGH）装置。我国《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》(2004)规定，烟气系统宜装设烟气换热器。；在欧洲、日本，环保标准要求烟囱排烟温度不低于75℃，因此，其烟气脱硫系统基本上都设置了GGH。

    我国自2006年以来，大量的火电机组在短短两、三年的时间内集中进行了加装脱硫系统的改造。当初根据国内有些专家和学者的意见，参照美国20世纪80年代中期以后安装的脱硫系统基本不设置GGH的情况，同时取消GGH可节省脱硫系统建设投资，经济性显著，因此，国内绝大部分火电厂烟气脱硫系统都取消了GGH。

    由于火电厂烟气脱硫技术在我国起步晚，缺乏运行管理经验，对一些潜在的技术问题认识不全面。从近几年的实际运行情况看，老机组脱硫改造取消GGH后烟囱防腐问题难以解决，即影响到了脱硫系统的稳定运行，也影响到了烟囱的长期安全运行。

    1  业界关于配置和取消GGH的观点

    在我国进行大规模脱硫改造阶段的初期，配置和取消GGH两家流派进行了长时间的争论和交锋，普遍认为应配置和和取消GGH的理由是：

    配置GGH的优缺点：

    （1）可提高烟囱排出烟气的抬升高度以利于污染物的扩散，防止NOX落地浓度超标。

    （2）解决烟囱冒"白烟"问题，无视觉污染。避免排烟降落液滴问题。

    （3）烟囱防水防腐问题较单一。

    （4）安装GGH后，由于GGH部件的腐蚀和换热元件的堵塞会降低FGD系统的可用率，增加GGH的维修费用。

    取消GGH的优缺点：

    （1）无论安装GGH与否，经石灰石-石膏湿法脱硫工艺处理后的烟气均存在对烟囱和烟道的腐蚀问题，烟道和烟囱防腐措施仍必不可少。认为安装GGH是多余的。

    （2）取消GGH，由于不存在GGH的腐蚀和堵塞问题，可提高FGD系统的可靠性和可用率。

    （3）取消GGH，脱硫烟气系统得以简化，减少了与GGH相配套的蒸汽吹扫系统、压缩空气、冲洗水系统。可节省脱硫系统建设投资和GGH的维护费用，经济性显著。

    （4）烟囱防水防腐环境复杂、优良的防腐材料价格高昂。

    不少文献指出，取消GGH后对大气环境的不利影响是增加的。同时很显然，烟囱防腐是近期才被人们所认识的问题，以前取消GGH更多的不是从环保的诉求和本质改善来考虑的，可降低脱硫建设的直接成本（不含烟囱防腐的成本和维护费用）才是主要的。

    2  老机组脱硫改造中取消GGH实际运行中遇到的主要难题

    我公司某厂有300MW机组和600MW机组各2台，2006年全部进行烟气脱硫改造，配备了GGH。后来，我公司其他机组的脱硫改造中，参照国内的普遍做法，都取消了GGH。经过几年的脱硫实际运行，我们发现GGH堵塞对脱硫设施的投运率有较大的影响，但每年的老烟囱防腐对脱硫设施投运率也有很大的影响，详见下表2-1。

    表2-1 GGH冲洗时间和烟囱防腐脱硫停运时间对脱硫投运率的影响分析

    因为在取消GGH的脱硫机组实际运行中,一方面是进入脱硫塔的烟温偏高(一般高于150℃),因蒸发使烟气携带的水汽大幅增加，烟囱内凝结水酸的浓度有时高、有时低，同时烟气中含有F、CL等离子，渗透性较强，腐蚀性很强。另一方面是大部分老机组脱硫前烟囱结构形式一般都是锥体单筒砖内衬结构,从外及内分别是混凝土筒体、岩棉类保温层、耐酸砖或保温砖，锥体结构的烟囱使无GGH脱硫后的烟囱内部全年呈微正压（最大可达200Pa），因而烟囱防腐、防水问题十分棘手。