王 伟，顾建军

（国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江 宁波 315800）

1 概述

北仑发电厂一、二期5×600 MW机组烟气脱硫装置采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔，锅炉烟气从引风机后烟道引出，通过增压风机升压，再进入GGH（气气换热器）降温后进入吸收塔，在吸收塔内脱硫净化，净烟气经除雾器除去水雾后，再经GGH加热升温，进入净烟道从原有烟囱中排入大气。

GGH是石灰石-石膏湿法脱硫系统的重要设备，主要作用是将脱硫装置出口净烟气温度加热到80℃之后再排放，以达到以下目的：减轻甚至避免对下游设备产生酸腐蚀；提高烟囱排放烟气的抬升高度，加强烟气扩散，减小主要污染物的落地浓度；解决烟囱冒白烟等问题。

北仑发电厂一、二期脱硫装置GGH为德国巴克杜尔公司制造的回转式气气换热器，转子采用围带驱动方式，设两台电动驱动装置（一运一备）。换热元件采用静电湿法喷涂搪瓷工艺，大通道L形板型，波形平滑，易于清除表面附着物。GGH吹灰方式为压缩空气吹扫和高低压水冲洗。

自2006年脱硫设施投运开始，GGH就成为整个烟气脱硫系统（FGD）的故障点之一。其中，GGH换热元件结垢堵塞造成系统压降增加，并致使脱硫系统无法正常运行是最为常见和突出的问题。为清洗GGH换热元件堵垢，传统的清洗方式是撤出脱硫系统并用高压清洗设备对换热元件进行离线清洗，该清洗方式工期较短，一般72 h内完成。但随着离线高压水冲洗次数的增多，弊端越来越明显，主要表现为：

（1）由于GGH结构和清洗工艺的原因，GGH的离线高压水清洗不完全，造成清洗的频率越来越高，脱硫系统投运率受到严重影响。

（2）GGH换热元件波纹板受高压水冲击后，顶部部分歪曲或破损，表面的搪瓷釉面也随之破坏，暴露于烟气的波纹钢板更易受到腐蚀。

为消除以上弊端，经过对GGH换热元件其他清洗方式的调研后，决定采用换热元件化学清洗方式。

2 清洗剂试验

2.1 垢样分析

为了明确GGH换热元件结垢物化学成分，对不同机组的垢样进行成分分析，分析结果如表1、表2所示。

通过垢样分析，发现北仑发电厂GGH换热元件结垢成分主要是硫酸盐、硅酸盐和金属氧化物。针对该厂GGH垢样中硫酸盐含量较高的特点，决定采用中性螯合清洗剂进行螯合反应后再用水冲洗的清洗方式。

2.2 清洗剂试验

在对国内市场上GGH换热元件清洗剂进行充分调研的基础上，对6种清洗剂做清洗实验。将清洗剂按厂家编号为 A1，B1，B2，C1，D1，E1。其中A1，B1，C1，D1为无色或淡黄色液体，无刺激性气味，pH值为7～8；B2为无色液体，有刺激性气味，pH值为13～14；E1为红褐色液体，有类似硫化氢的刺激性气味，pH值为3～4。

试验前先制作一个清洗水箱，选取6个垢量相当且出自同机组同一圈的换热元件吊入水箱中，结垢部分朝下，加入200 kg清洗剂，浸泡24 h后取出，再用工艺水（压力0.8 MPa）清洗，再重复一次上述步骤，最后比较换热元件的剩余垢量和结垢分布，按照垢量多少判断清洗剂效果。现场照片如图1所示。

通过清洗实验对比，A1试剂效果最好，因此采用A1清洗剂对3号、5号机组的GGH进行化学清洗。

3 实际应用

3.1 结垢较少机组的化学清洗

3.1.1 清洗流程

3号机组GGH化学清洗前原烟气侧差压约为550 Pa，进行过1次离线高压水清洗，机组检修期间检查换热元件，发现结垢主要出现在波纹板上部，结垢高度约50 mm，波纹板下部附着少量积灰，并未堵塞换热元件，波纹板中部没有结垢。由于GGH线速度的影响，内外圈结垢量也不同，内三圈结垢量明显大于外圈。

表1 3号机组GGH换热元件垢样分析结果

表2 5号机组GGH换热元件垢样分析结果

图1 清洗剂试验结果现场照片

3号机组GGH换热元件化学清洗分两个步骤进行。

（1）在换热元件上部布置清洗剂临时喷淋管，投用7 t清洗剂，喷淋时间为24 h，喷淋泵流量为0.2 m3/min，按计划每2 h喷淋一次，每次3～5 min，喷淋过程中GGH始终保持运行状态，喷淋24 h后，再用GGH在线高压水清洗，清洗压力11.5 MPa。

（2）手工喷淋清洗。使用4 t清洗剂，喷淋设备为普通洗车泵2台，GGH保持静止状态，重点对第一阶段清洗效果不好的换热面进行喷淋，每日8时至22时进行喷淋，23时至次日8时进行GGH在线高压水清洗，直至药剂用完。

3.1.2 清洗效果

3号机组GGH换热元件化学清洗后，所有换热元件结垢率小于5%，结垢厚度小于1 mm，通光率达到99%以上，换热元件干净，无明显残留锈迹、垢迹，清洗无死角，显出本色，清洗效果较好。机组重新投运后，GGH差压由原来的550 Pa下降至250 Pa（主机负荷在500 MW时）；增压风机电流由原来的236 A下降至224 A，清洗效果显著。

从3号机组GGH换热元件的化学清洗得出：清洗时应根据垢量分布情况调整清洗剂喷淋量和喷淋时间，避免造成药剂浪费，同时可采取多次、分阶段的喷淋清洗工艺，提高清洗效果。

3.2 结垢较多机组的化学清洗

5号机组GGH化学清洗前原烟气侧差压约为700 Pa，投运后已进行5次离线高压水清洗，且清洗频率越来越高。对换热元件解体检查后发现：波纹板上部结垢200 mm，内三圈换热元件波纹板之间已无空隙。针对GGH内外圈结垢量和结垢厚度不同的情况，认为采用手工喷淋清洗方法能够最大程度地节约清洗剂用量，保证清洗剂发挥最大的作用。

3.2.1 清洗流程

此次手工喷淋清洗分为两个阶段。

（1）以48 h为1个周期，第一天8时至第二天22时进行药剂喷淋，第二天23时至第三天8时进行在线高压水清洗及压缩空气吹干。每个周期使用4 t清洗剂，3个周期后转入第二阶段。

（2）针对GGH换热元件内外圈结垢量不同的情况，对内部3圈进行重点喷淋清洗，清洗仍以48 h为1个周期，共进行2个周期，方式与第一阶段相同，每个周期使用1.5 t清洗剂。

3.2.2 清洗效果

吸取了3号机组的清洗经验后，制定了5号机组GGH换热元件的化学清洗方案。清洗周期为12 d，共用化学清洗剂15 t。清洗后，除内三圈因为波纹板夹层中结垢较深、药剂未完全渗透而清洗效果不理想外，其余换热元件已达到与3号机组同样的清洗效果。主机负荷在500 MW时，GGH投运后的原烟气侧差压由700 Pa下降至300 Pa；增压风机电流由249 A下降至226 A，节能效果明显。

由于历次离线高压水的冲洗，上部波纹板的垢物都冲入波纹板夹层中，导致波纹板结垢较深，有200～300 mm，因此5号机GGH内三圈的换热元件化学清洗效果不佳。今后GGH换热元件应尽量避免采用离线高压水清洗，且在GGH换热元件结垢不太严重的时候就进行化学清洗，清洗费用能降到最低。

4 结论

此次北仑发电厂3号和5号机组GGH换热元件化学清洗是对换热元件清洗方式的一次尝试，在离线高压水清洗弊端越来越突出的情况下，化学清洗方式应该是GGH结垢的有效处理方法。在保证换热元件搪瓷面、框架不受腐蚀的前提下，选择有效的清洗剂和合适的清洗方法能解决GGH堵塞的难题。

（1）选择手工喷淋清洗的方式，药剂浪费少，针对性强。3号机组采用喷淋管的清洗情况证明，在线喷淋清洗方式只能使药剂在换热元件表面停留，不能深入波纹板夹层，且喷淋压力小，无法及时将表层溶垢冲洗掉。手工方式进行喷淋清洗恰好能弥补以上不足，清洗人员灵活机动，可根据换热元件结垢程度选择清洗剂的喷淋量，洗车泵又具有一定的喷射压力，能将换热元件溶垢及时清理，让溶垢反应持续进行。

（2）选择中性清洗剂，无毒无害，避免对清洗人员及设备造成伤害。

（3）GGH换热元件化学清洗需要较长时间，应利用机组检修机会进行。5号机组脱硫设施自2007年5月投运以来一直未彻底清洗换热元件，导致GGH内三圈结垢严重。针对这种情况，可准备适量的换热元件备品进行替换，将内三圈换热元件拆卸出来后浸泡清洗是更为有效的方法。

（4）实践证明离线高压水清洗方式并不是成功有效的除垢方法，且GGH换热元件搪瓷面厚度仅约0.15 mm，离线高压水和在线高压水都会对其造成损害，一旦搪瓷面失去，波纹钢板就直接暴露于烟气中，换热元件寿命将大为缩短。

[1] 欧阳荣，李珠，彭卫华.电厂脱硫系统GGH结垢原因分析及解决方案[J].广西电力，2009（4）∶72-75.

[2] 贺光辉，熊昌利.脱硫系统烟气换热器积垢的化学清洗方法[J].广东电力，2008（11）∶47-49.