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圖1 最內(nèi)圈約半徑1.5 米范圍內(nèi)已基本完全堵塞圖2 最外圈約200 －300MM
范圍已基本完全堵塞檢查效果：結(jié)垢很硬，粘附牢固，不易清除，已取樣化驗，
成分主要為石灰石和石膏；GGH 內(nèi)部無腐蝕現(xiàn)象；GGH 傳熱元件無損壞現(xiàn)象。

????? 3 GGH 結(jié)垢造成的影響

????? 3.1 經(jīng)濟(jì)性影響首先，GGH 結(jié)垢造成凈煙氣不能達(dá)到設(shè)計要求的排放溫度，
并對下游設(shè)施造成了腐蝕。表面結(jié)垢使GGH 換熱效率降低。GGH 換熱面結(jié)垢后，
污垢的導(dǎo)熱系數(shù)比換熱元件表面的防腐鍍層小，熱阻增大。隨著結(jié)垢厚度的增加，
傳熱熱阻增大，在原煙氣側(cè)高溫原煙氣熱量不能被GGH 換熱元件有效吸收，換熱
元件蓄存熱量達(dá)不到設(shè)計值。換熱元件回轉(zhuǎn)到凈煙氣側(cè)，GGH 換熱元件本身沒有
儲存到充足熱量，由于結(jié)垢而不能釋放出來被凈煙氣吸收，因此凈煙氣的溫升達(dá)
不到設(shè)計要求。結(jié)垢越嚴(yán)重?fù)Q熱效率就越差，凈煙氣的溫升就越小，凈煙氣對外
排放溫度就越低，對出口煙道造成了低溫腐蝕。

????? 其次，結(jié)垢會造成吸收塔耗水量增加。由于結(jié)垢GGH 換熱元件與高溫原煙
氣不能有效進(jìn)行熱交換，經(jīng)過GGH 的原煙氣未得到有效降溫，進(jìn)入吸收塔的煙氣
溫度超過設(shè)計值。進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度越高，從吸收塔蒸發(fā)而帶走的水量就越
多。據(jù)統(tǒng)計對于350MW 機(jī)組，進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度每升高10℃，大約水耗量增
加5t/h. 第三，結(jié)垢后將會增加增壓風(fēng)機(jī)的出力運行，加大電耗，增加了廠用電
率。

????? 3.2 安全性影響首先，如果GGH 換熱元件結(jié)垢嚴(yán)重可能造成風(fēng)機(jī)喘振。因
為，GGH 結(jié)垢后，煙氣通流面積減小，阻力增大。換熱面結(jié)垢后表面粗造度增大，
也使阻力增大。GGH 正常阻力約500Pa ，結(jié)垢后阻力增大。如果結(jié)垢特別嚴(yán)重，
煙氣通流面積減小使煙氣通流量減小，風(fēng)機(jī)出口壓力升高。當(dāng)GGH 煙氣通流量與
風(fēng)機(jī)出口壓力處于風(fēng)機(jī)失速區(qū)，風(fēng)機(jī)處在小流量高壓頭工況下運行，極易造成風(fēng)
機(jī)喘振，引起增壓風(fēng)機(jī)跳閘，脫硫系統(tǒng)退出運行，嚴(yán)重的，如果煙道旁路擋板沒
有正常連鎖快開或者機(jī)械機(jī)構(gòu)卡死，將威脅機(jī)組的安全運行，造成了更加嚴(yán)重的
事故。

????? 其次，如果結(jié)垢嚴(yán)重由于原煙氣經(jīng)過GGH 時，GGH 換熱元件本身沒有有效
的吸收原煙氣溫度，造成吸收塔入口煙氣溫度的增加，嚴(yán)重時會因高溫?zé)煔鈸p壞
吸收塔內(nèi)部的設(shè)備，同時也會影響吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)效果。

????? 4?GGH 結(jié)垢分析

????? 4.1 結(jié)垢成因分析亞硫酸鈣和硫酸鈣在水中的溶解度很小，都會形成高度
過飽和溶液。亞硫酸鈣和硫酸鈣的種子晶體按相關(guān)化學(xué)反應(yīng)生成Ca SO3o1/2H2O
軟垢；煙氣中的CO2 的再碳酸化，可能生成CaCO3 沉淀物。一般煙氣中，二氧化
碳的濃度達(dá)到10% 以上，是SO2 濃度的50~100倍。吸收塔中部分SO32- 和HSO3-
被煙氣中剩余的氧氣氧化為SO42- ，最終生成CaSO4o2H2O沉淀。CaSO4o2H2O的溶
解度較小（0.223g/100g 水，0 ℃），易從溶解中結(jié)晶出來，在部件表面上形成
很難處理的硬垢?？梢哉f，GGH 的表面結(jié)垢和堵塞，其原因是煙氣中的氧氣將CaSO3
氧化成為CaSO4 （石膏），并使石膏過飽和。

????? 4.2 結(jié)垢機(jī)理分析首先，在原煙氣中含有大量金屬氧化物，如MgO 、ZnO 、
MnO 、CuO 等，對SO2 均有吸收能力，一般認(rèn)為，SO2 溶于水形成亞硫酸，溫度
升高時，反應(yīng)平衡向左移動SO2 同氧化劑反應(yīng)生成SO3 ，在催化劑的作用下，可
加速SO2 氧化成SO3 的反應(yīng)，在與含水量大的煙氣接觸時，SO3+H2O ─→ H2SO4，
此時再與原煙氣中的MgO 、ZnO 、MnO 、CuO 反應(yīng)將生成堅硬的固體結(jié)垢MgSO4 ，
ZnSO4 等堅硬的固體結(jié)垢。

????? 其次，SO2 及易與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成亞硫酸鹽，堿過剩時生成
正鹽，SO2 過剩時形成酸式鹽，亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的氧氣氧化成
硫酸鹽：在GGH 凈煙氣側(cè)，由于凈煙氣帶石灰石漿液以及少量石膏等化學(xué)物質(zhì)，
在通過GGH 時粘附在GGH 換熱元件上，當(dāng)GGH 凈煙氣側(cè)GGH 換熱片轉(zhuǎn)到原煙氣側(cè)
時，與原煙氣中的SO2 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Ca SO3o1/2H2O 軟垢，當(dāng)SO2 過剩時
形成CaSO4o2H2O. 4.3 垢樣化驗GGH 是濕法脫硫工藝的一項重要設(shè)備，由于熱端
煙氣含硫最高、溫度高，而冷端煙氣溫度低、含水率大，故GGH 換熱元件需用耐
腐蝕材料搪瓷鋼。而換熱元件框架（俗稱籃子）也應(yīng)為考登鋼或不銹鋼。主要想
了解垢樣的酸堿度，主要化學(xué)成分，熔點特性，溶解性及溶解度特性，提供較佳
的溶劑種類，該溶劑最好水溶，以方便在水洗受熱面時加入。經(jīng)過取樣化驗，垢
體成分排在第一位的是Ca2+，這給分析結(jié)垢原因提供了突破口。

????? 5 GGH 結(jié)垢原因分析

????? 造成GGH 結(jié)垢的因素是多方面的，有設(shè)計方面、設(shè)備方面、運行方面，本
人分析了以下幾點原因：（1 ）凈煙氣側(cè)攜帶的石膏石灰石混合物顆粒，經(jīng)過GGH
，在換熱元件表面的積累吸收塔漿液循環(huán)泵工作時，吸收塔內(nèi)整個彌漫著含有石灰
石和石膏混合物顆粒的霧狀液滴。在原煙氣側(cè)，氣流方向是抑制此霧狀液滴向GGH
的方向擴(kuò)散，煙氣系統(tǒng)投運時霧狀液滴從原煙氣側(cè)進(jìn)入到GGH 而吸附的可能性幾
乎沒有，只有是凈煙氣攜帶所致。同時，在高低負(fù)荷時，吸收塔漿液循環(huán)泵都是
兩臺運行，一臺備用，因此，在低負(fù)荷時煙氣量減小而漿液量沒有變，這就增加
了凈煙氣的濕度，和攜帶的石膏石灰石混合物顆粒的機(jī)會。

????? 噴淋層或噴嘴設(shè)計不合理、噴嘴霧化效果不好、除霧器除霧效果不好、凈
煙氣流速不合理、吸收塔內(nèi)漿液濃度過高均可造成凈煙氣攜帶大量含有石灰石和
石膏混合物顆粒到GGH.凈煙氣攜帶的液滴附著在GGH 換熱片表面，當(dāng)GGH 回轉(zhuǎn)到
原煙氣側(cè)，在原煙氣高溫作用下，液滴水份蒸發(fā)，而液滴中石灰石和石膏混合物
顆粒粘結(jié)在換熱片表面。

????? （2 ）運行時吸收塔內(nèi)液位高，漿液從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH 吸收
塔在運行時由于氧化空氣的鼓入液位有一定的上升，另外吸收塔運行時在液面上
常會產(chǎn)生大量泡沫，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒，液位測量反應(yīng)不出
液面上虛假的部分，造成泡沫從吸收塔原煙氣入口倒流入GGH.原煙氣穿過GGH 時，
泡沫在原煙氣高溫作用下，水份被蒸發(fā)，泡沫中攜帶的石灰石和石膏混合物顆粒
粘附在換熱片表面。在此過程中，原煙氣中的灰塵首先被吸附在泡沫上，隨著泡
沫水份的蒸發(fā)進(jìn)而粘附在換熱片表面，造成結(jié)垢加劇。此現(xiàn)象可由下圖解釋：

?圖3 最外圈約200 －300MM 范圍已基本完全堵塞（3 ）原煙氣中灰塵的濃
度大、粘度強換熱元件在凈煙氣側(cè)附帶水分之后，在經(jīng)過原煙氣側(cè)時，原煙氣中
電除塵未除凈的塵粒附著在換熱元件上，久而久之，越積越多，在高溫蒸汽的作
用下板結(jié)，形成垢塊。

????? （4 ）除霧器除霧效果不好由于除霧器沒有有效的去除煙氣中攜帶的液滴，
使得凈煙氣進(jìn)入GGH 時攜帶大量水分和漿液雜質(zhì)，在經(jīng)過GGH 換熱元件時，水分
連同其攜帶的石灰石和石膏一起粘附在換熱元件上面，當(dāng)帶有水分的換熱元件轉(zhuǎn)
到原煙氣側(cè)時，溫度較高的原煙氣使水分蒸發(fā)，而石灰石和石膏成分則粘附在換
熱元件上，如此反復(fù)，使得換熱元件上的結(jié)垢越來越多，而蒸汽吹灰時高溫蒸汽
（320 ℃）又加劇了水分的蒸發(fā)，使得垢體更加堅硬，附著更加牢固，不易清除。

????? （5 ）GGH 本身設(shè)計不合理。

????? GGH 換熱面高度、換熱片間距、換熱片表面材質(zhì)、吹灰方式、布置形式、
吹灰器數(shù)量、吹灰器噴頭吹掃位置、覆蓋范圍等，對GGH 積灰、結(jié)垢均有影響。

????? （6 ）GGH 運行中對結(jié)垢初期處理不當(dāng)。

????? GGH 運行中沒有定期進(jìn)行吹掃；吹掃的參數(shù)低、不能達(dá)到吹掃效果；吹掃
的周期長，每次吹掃的時間較短，不能及時去除而形成累積；噴嘴與換熱面間的
距離過大，使得能量損失嚴(yán)重，而達(dá)不到充分吹掃；結(jié)垢后沒有及時采用高壓沖
洗水在線沖洗或采用了高壓沖洗水在線沖洗但由于結(jié)垢量太大，沒有沖洗干凈，
經(jīng)過原煙氣加熱后板結(jié)成硬垢，造成結(jié)垢越來越嚴(yán)重。

????? 6 防止GGH 換熱元件結(jié)垢措施

????? 針對GGH 換熱元件結(jié)垢原因，本人建議各廠針對自身的GGH 換熱元件結(jié)垢
處理采取相應(yīng)的防范措施，總結(jié)以下幾點措施，供大家探討學(xué)習(xí)。

????? 6.1 運行措施針對以上GGH 換熱元件結(jié)垢原因建議措施：（1 ）運行過程
中應(yīng)注意監(jiān)測吸收塔液位，適當(dāng)降低吸收塔液位，同時記錄、分析運行數(shù)據(jù)，總
結(jié)吸收塔真實液位以上" 虛假液位" 規(guī)律，防止泡沫從吸收塔煙氣入口進(jìn)入GGH.
運行過程中應(yīng)嚴(yán)格控制吸收塔漿液參數(shù)，建議吸收塔漿液濃度控制在1100Kg／m3
至1130 Kg ／m3，PH值控制在設(shè)計范圍5.4 ～5.6 之內(nèi)，最大不超過6.0 ，也可
根據(jù)實際情況經(jīng)驗適當(dāng)降低，嚴(yán)格控制電除塵效果，控制煙氣進(jìn)入吸收系統(tǒng)所帶
入的煙塵量，及時按規(guī)定程序用工藝水對除霧器進(jìn)行沖洗，以防止除霧器結(jié)垢影
響除霧效果；（2 ） GGH運行中應(yīng)及時進(jìn)行吹掃，定期進(jìn)行檢查；如果發(fā)現(xiàn)有結(jié)
垢的預(yù)兆就應(yīng)進(jìn)行處理。結(jié)垢后吹掃時一定要吹掃干凈，不要留余垢，否則垢體
會越積越多，以后很難清理。特別是采用高壓沖洗水在線沖洗時，一定要徹底沖
洗干凈，否則停留時間太長等結(jié)成硬垢后，更難清理，并且會越來越嚴(yán)重，高壓
水沖洗建議采取輔電機(jī)低轉(zhuǎn)速運行沖洗，在沖洗時建議采取將煙氣旁路擋板全開，
增壓風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)至出力最小運行，以達(dá)到最佳沖洗效果；記錄、分析GGH 運行數(shù)
據(jù)，掌握GGH 結(jié)垢規(guī)律，確定經(jīng)濟(jì)合理的吹掃周期和吹掃時間，把握高壓沖洗水
投運的時機(jī)和持續(xù)時間。通過掌握的運行資料，修編適合自己的GGH 運行規(guī)程；
（3 ）要在漿液里面加入適當(dāng)消泡劑，防止吸收塔虛假液位的出現(xiàn)；（4 ）在脫
硫系統(tǒng)啟動時，建議盡量縮短啟動漿液循環(huán)泵與增壓風(fēng)機(jī)的時間間隔，防止吸收
塔漿液飄入GGH ，在每次啟動脫硫系統(tǒng)后，盡快使用高壓水沖洗GGH 一次，防止
飄落在換熱元件上的漿液干固，粘附在換熱元件上；只要沖洗就要沖洗徹底，防
止結(jié)垢更嚴(yán)重；（5 ）在GGH 出口原煙道靠近吸收塔的側(cè)壁下邊緣處加裝導(dǎo)流槽，
以防漿液順原煙氣煙道流入GGH ，可以把順側(cè)壁流下的漿液導(dǎo)流到兩側(cè)順外殼的
密封片處流下；（6 ）在低負(fù)荷時采用減少一臺漿液循環(huán)泵運行方式，不僅可以
減少凈煙氣的含帶漿液量，同時也可以減少廠用電率，提高經(jīng)濟(jì)性。

????? 6.2 建議整改措施（1 ）利用脫硫系統(tǒng)停運時，適當(dāng)調(diào)整蒸汽（高壓水）
沖洗噴嘴與換熱元件間的距離以及根據(jù)結(jié)垢程度相應(yīng)增加噴嘴數(shù)量，以保證沖洗
介質(zhì)的最大能量利用；（2 ）利用脫硫系統(tǒng)停運時，檢查除霧器是否有結(jié)垢現(xiàn)象，
根據(jù)除霧效果適當(dāng)調(diào)整除霧器，保證更有效的去除霧滴。

????? （3 ）在GGH 凈煙氣側(cè)入口前加裝煙氣除濕過濾凈化裝置，定期清理更換，
以降低通過GGH 的凈煙氣的濕度和雜質(zhì)含量。

????? （4 ）尋找一種垢體溶解劑，在GGH 沖洗過程中加入到?jīng)_洗介質(zhì)中，既不
腐蝕設(shè)備又可以達(dá)到清除垢體的目的。（此建議有待進(jìn)一步研究）

????? （5 ）利用脫硫系統(tǒng)停運時，在滿足吸收塔出入口煙氣溫度的情況下，適
當(dāng)調(diào)寬GGH 換熱片之間的間距。

????? 結(jié)束語：

????? 目前三河電廠通過各種改造以及運行整改措施，已經(jīng)達(dá)到一定的效果，增
加了GGH 的正常投運時間，但是問題仍然存在，還需要進(jìn)一步的研究改造。GGH
換熱元件結(jié)垢是各電廠石灰石- 石膏濕式煙氣脫硫的一個普遍共同關(guān)注的問題，
解決此問題意義重大，文章只是個人在工作中總結(jié)出來的一點觀點見解，有些可
能不夠準(zhǔn)確全面，希望和大家共同探討，盡快解決此類問題。

????? 參考文獻(xiàn)

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????? 「2 」劉俞銘編，《火電廠濕法煙氣脫硫新技術(shù)與FGD 設(shè)備選型設(shè)計及典
型實例剖析實用手冊》，2006，中國電力電子出版社。

????? 「3 」鐘毅，，高翔，霍旺，王惠挺，駱仲泱，倪明江，岑可法，濕法煙
氣脫硫系統(tǒng)氣- 氣換熱器的結(jié)垢分析[J] ，2008，（02）：275-278 ，浙江大學(xué)
動力工程。

????? 「4 」國電太原第一熱電廠編，《300MW 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組煙氣脫硫技術(shù)》，
2006-6，中國電力出版社。

????? 作者簡介：梁昌龍，男，（1983- ），助理工程師，2006年畢業(yè)于長春工
程學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)從事三河發(fā)電有限責(zé)任公司
集控運行生產(chǎn)工作。聯(lián)系地址：河北省三河市燕郊開發(fā)區(qū)三河發(fā)電有限責(zé)任公司，
郵編：065201，電話：13722663619 ，0316-3365100. 電子郵箱：[email protected].

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