第２８卷第ｌ期青海电力
Ｖ０１．２８Ｎｏ．１
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湿法脱硫系统烟气换热器（ＧＧＨ）
对机组的影响分析
李捷
（华北瞧力大学能源与动力工程学院。北京１０２２０６＞
摘要：ＧＧＨ凌烟气脱碗技术孛僚用明显，嗣爵氇繁寒了镁多闷戆。文章泼６∞弑ｗ税组为铡，逶蓬计算对比分析，阐述了ＧＧＨ的综合技术经济的利弊关系，对处于不同状况下的机组是否设置ＧＧＨ进行了分斩，讨论了新建机组不设最ＧＧＨ时的防腐疋程及老机组增设ＦＧＤ时烟囱的腐蚀改造。通过分析为电厂脱硫技术提供了一定的参考依据。
荚键字：脱硫；燃气换热器；烟巍；防蕊
审匿分类号：辩Ｏｌ文献檬谖弼：Ａ文黧编号：ｌ∞９６—８１９８｛２∞９；Ｏｌ—Ｏ∞ｌ一涝
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锅炉蓬部耀气温法脱硫设备中换热器大多采用气一气换热器（Ｇ龋ｔｏＧ鹊Ｈｅａｔｅｒ，简称ＧＧＨ），其作用主要是将原烟气中热量传递给脱硫后的净烟气，使其加热到符合环保法规要求的排放温度，以傺涯锅炉排敖的污染物能扩散到较大范围志，从｛ｌ｛ｉ避免其在电厂周国集中沉降。ＧＧＨ具有场地占用小、换热效率高、检修相对方便的优点，受到脱硫系统设计单位和用户的广泛认可。由于ＧＧＨ采用原烟气加热净烟气，不需要另外供熊，嚣此在耀气脱巯系统中采焉ＧＧ麓翔热净耀气对电厂而言是最经济的方法（见图１），目前已在馓界范围内推广。
国外研究ＧＧＨ的历史相对悠久㈤【２】（”。德
黔Ｄ系统筒匿
国在粥簪代初期建设的辩Ｄ装置全都安装了霞
霉ｌ
转式ＧＧＨ，但多年的运行发现，ＧＧＨ对憋个ＦＧＤ系统的可靠性产生较大影响，所以从２１傲纪开始建设的ＦＧＤ装置已有部分不再安装ＧＧＨ。同时
作者简介：李捷（１９８６一），男，现就读于华北电力大学能源与动力工稷学院热能与动力工程系。收稿日期：２００８一０７—２９修回网期：２００８一１２—２３
２
青海电力第２８卷
德国已有越来越多的电厂将脱硫后的烟气通过冷却塔排放，这样既可以不安装ＧＧＨ，又可以省去湿烟囱的投资，而且也大大提高了烟气中污染物的扩散能力。美国多数电站采用非常简单的脱硫系统，有的吸收塔和净烟道还采用合金材料，维修量、泄漏点和故障点非常少，且环保标准对烟囱出口的排烟温度并无要求，因此美国建设的脱硫系统基本都不设置ＧＧＨ。日本为了减轻环境污染，一直采用较高烟温排放，以增强烟气的扩散能力，因此日本所有的ＦＧＤ装置均安装了ＧＧＨ。
目前国内正在运行的湿法脱硫装置基本都安装了ＧＧＨ…，例如重庆珞璜电厂、丰城发电厂２×
３００
１
烟气换热器的性能分析
１．１烟气换热器优势
１）保护低耐温材料，减少吸收塔的蒸发量。经热平衡计算可知，若设置了ＧＧＨ，则由引风机来的温度约为１２５℃的原烟气在ＧＧＨ原烟气侧将温度降到约８５℃进入吸收塔，即ＧＧＨ使得进入吸收塔的原烟气温度下降４０℃左右，同时塔内水的蒸发量维持在３７．４３∥ｈ；若取消了ＧＧＨ，塔内水的蒸发量将维持在７７．０８∥ｈ。由此可见，ＧＧＨ能很好地保护耐温能力有限的玻璃鳞片或橡胶衬层，减少了吸收塔的蒸发量以及水耗。
２）改善了烟囱出口“白烟”问题，降低了烟气的可见度…。经过湿法脱硫后的烟气达到湿饱和状态，如直接排放在环境温度较低时，凝结水汽会形成白色的烟羽。由于烟气经过ＧＧＨ升温后，回到了水蒸汽不饱和状态，从而透明度上升，解决了烟囱出口“白烟”问题，降低了烟气的可见度，改善了周围地区环境。
３）提高抬升高度，降低污染物落地浓度。由于ＧＧＨ使得湿法脱硫后的净烟气温度上升３０℃左右，排人烟囱的烟气密度降低，烟气与空气的密度差增大，烟气抬升能力增强，而烟气的有效抬升增大了烟气中水蒸汽、ＳＯ：和氮氧化物的扩散空间，减轻了烟气对地面的污染。某电厂６００ＭＷ机组，利用高斯烟羽模型计算烟气抬升高度、ＳＯ：地面最大落地浓度和ＮＯｘ地面最大落地浓度Ｈ儿引，计算结果见表ｌ。
Ｍｗ、北京第一热电厂等。由于ＧＧＨ在低温
差、高腐蚀、烟气中堵塞物多的条件下工作，对换热、泄漏和阻力参数的控制要求非常苛刻，而２１世纪前ＧＧＨ设备均为国外进口，价格昂贵，交付周期长，诸多原因导致国内一些电厂不设置ＧＧＨ（见图２），例如黄岛电厂２×６００Ｍｗ、陡河发电厂
２００
Ｍｗ、常熟第二电厂２×６００Ｍｗ等。本文以
某电厂６００Ｍｗ机组为例，对湿法烟气脱硫系统设置ＧＧＨ的利弊进行了分析，进而分析了ＧＧＨ的取舍问题，提出了针对新建机组及老机组相应的烟囱腐蚀改造手段。
图２取消ＧＧＨ布置简图
表１
ＧＧＨ对烟气的抬升和污染物落地浓度的影响
ＦＧＤ系统中的ＧＧＨ对烟气抬升高度有显著的影响，设置ＧＧＨ后烟气抬升高度增加了约２００
第ｌ期李捷：湿法脱硫系统烟气换热器（ＧＧＨ）对机组的影响分析
３
ｍ。同时，ＳＯ：和ＮＯｘ的地面最大落地浓度有一定的差异。不设ＧＧＨ时，Ｓ０２和Ｎｏ）（的地面最大落地浓度分别约为设ＧＧＨ时的１．９３倍和１．８５倍。可见，ＧＧＨ对环境影响很大。
４）降低烟囱内壁腐蚀性。脱硫后烟气中仍含有强腐蚀性介质ＳＯ，、Ｈｃｌ、ＨＦ等。不设ＧＧＨ时。虽然含硫量减少，但是烟气湿度相对增大，烟气处于湿饱和状态，更易冷凝结露，产生腐蚀性液体，并且温度低于酸露点，与设ＧＧＨ相比，更易形成腐蚀。研究人员做过相关实验¨】，研究了腐蚀介质ＳＯ：浓度、相对湿度、温度等环境因素对腐蚀速率的影响，即：腐蚀速率和ＳＯ：含量的平方根近似成正比；腐蚀速率随着温度增加而增加；相对湿度对介质腐蚀速率的影响近似正态分布，相对湿度为８０％时介质腐蚀速率最快。同时，烟囱壁温对腐蚀速率的影响也较大。烟囱壁温达到酸露点时，硫酸开始腐蚀，但此时腐蚀速率较小，当壁温下降时，进入强腐蚀区，腐蚀速率达到最大，壁温进一步下降，腐蚀速率会随着凝结水量的增加而下降，直到壁温达到水露点，烟气中ＨＣｌ和ＨＦ溶于水膜进行腐蚀，此时腐蚀速率再次升高。１．２烟气换热器弊端
１）增加系统故障率，运行可靠性降低。目前国内投入运行的ＧＧＨ形式多为回转式，运行状况、并不好，主要问题是换热元件腐蚀与结垢，造成脱硫系统故障，而根据此６００Ｍｗ机组的运行经验，燃用高硫分煤时，ＧＧＨ的维护检修费用相当高。故ＧＧＨ降低了脱硫系统的运行可靠性，增加了维护检修工作量。
原烟气经过ＧＧＨ后由１２５℃降低到８５℃，在ＧＧＨ的热侧会产生大量粘稠的酸液¨’，这些酸液对ＧＧＨ的换热元件和壳体有很强的腐蚀，还会粘附大量烟气中的飞灰，造成ＧＧＨ结垢而堵塞，造成的危害有哺】：ＧＧＨ换热效率降低；净烟气不能达到设计要求的排放温度，并对下游设施造成腐蚀；增加了脱硫系统运行故障率。
２）增加ＦＧＤ建设投资及运行费用。ＧＧＨ设备本体以及由安装ＧＧＨ带来的直接建设投资（包括烟道，支架，冲洗系统等）的费用大概占到了整个ＦＧＤ系统的９％一１３％。而运行费用也是安装ＧＧＨ存在的一个问题。此机组ＧＧＨ的平均
阻力压降为１．０２ｌｋＰａ，如果考虑到由于安装ＧＧＨ而引发的烟道压降，总的压损约在１．３
ｋＰａ，
为了克服这些阻力，必须增加风机的压头，这使脱硫系统的运行费用大大增加。此外，除正常维护检修和堵塞等故障的处理费用外。经过几年后就需更换陶瓷换热片及不锈钢换热元件，这些资金投入都使得ＧＧＨ的成本占到总资金投入的很大一部分。对是否采用ＧＧＨ的经济性进行比较可知，不设ＧＧＨ的脱硫系统方案具有明显的优势，见表２和表３。
表２投资费用比较
万元
３）降低脱硫效率一Ｊ。对于回转式ＧＧＨ来说，由于结构问题，原烟气侧总会向净烟气侧携带泄露。这一泄露率至少达到了ｌ％，对整个脱硫系统的脱硫效率产生影响。
４）增加功耗与冲洗水耗。根据此机组已有的ＦＧＤ运行记录，结合风机轴功率计算式：Ｎ轴＝Ｑｖ×△Ｐ／（３６００×１１）计算出设ＧＧＨ和不设ＧＧＨ情况下增压风机功耗量，结果列于表４。其中Ｑｖ为风机人口烟气体积流量，△Ｐ为风机前后的压差，１１为风机的效率，Ｎ轴为风机轴功率。
表４增压风机功耗比较
ＧＧＨ不仅带来很大的阻力降，而且使得单台
４
青海电力第２８卷
增压风机功耗增加约５９０ｋｗ，如果再加上密封风机、低泄漏风机和冲洗水泵，那么增加的功耗将接近８００ｋＷ。
直到烟囱，均存在设备腐蚀问题。据美国电力研究院测定，在正常运行工况下，ＦＧＤ钢制设备腐蚀率达１．２５ＩＩｍ∥ａ，个别部位甚至达５ｍｎ∥ａ。目前国际上很多新建烟气脱硫工程不设ＧＧＨ，前已论述，此布置与设ＧＧＨ相比，烟囱内壁腐蚀更加明显。不设ＧＧＨ时，烟囱主要运行在排放未脱硫的烟气工况、排放脱硫烟气工况和锅炉事故状态下排烟工况，为了有效防腐，必须保证烟囱在任何
２烟气换热器的取舍
由前所述，ＧＧＨ在减轻污染物排放上没有带来太大的帮助。不设ＧＧＨ时ＳＯ：和ＮＯｘ的地面最大落地浓度分别约为设ＧＧＨ时的１．９３倍和
１．８５倍。但是ｓｏ，地面最大落地浓度值较低，约为国家二级标准限值的３．４４％，说明ｓＯ：对电厂
周边环境的影响不大。而ＮＯｘ地面最大落地浓
工况下都能有效抵御烟气的腐蚀。由于三种工况
下烟气成分、湿度和温度变化较大，国际烟囱工业协会规定，将湿法脱硫后的烟囱按照强腐蚀环境考虑，这就要求烟囱抗腐蚀材料必须具有抗强酸腐蚀能力、抗磨损能力、抗介质渗透能力及抗温差变化能力，这对于新建ＦＧＤ机组的安全经济运行至关重要。
目前市面上烟囱防腐材料众多，性能、价格
度值约为国家二级标准限值的３６．５３％，说明
Ｎｏ）ｃ排放对电厂周边环境的影响很明显。Ｎｏｘ排放成为不设ＧＧＨ对环境影响最大的问题。然而，一旦电厂布置脱硝的ＳＣＲ装置，将大大降低ＮＯｘ的排放，而取消ＧＧＨ之后节省的费用可能补偿安装烟气脱硝所需费用。对同时安装脱硝和脱硫系
各异，工程及研究人员至今仍未形成一致的看
法。在选择材料上，应在技术上满足复杂化学环境下的防腐要求的前提下，力求选择投资成本较
统的电厂来说，脱硫系统不设ＧＧＨ具有明显的优
势。故安装ＧＧＨ有助于减轻当地的污染，但是并不能减轻总体的污染。然而对一些环境压力大的地区¨０１，如城市、景点等人口密集区，或其他对环境有要求的地区，安装ＧＧＨ能提高烟气的抬升高度，对当地环境有很大的帮助。如果是在环境压力小的地区则建议取消ＧＧＨ。故燃煤电厂烟气
低、施工难度小且周期短、维护方便的防腐材
料。美国倾向于价格较高但防腐性能强的镍基合金板；欧洲国家则倾向使用橡胶衬里，或采用玻璃钢；日本则采用碳钢内涂玻璃鳞片乙烯基酯树脂等。我国所采用的防腐材料主要有碳钢合金、橡胶内衬、玻璃钢、鳞片树脂涂料、无机材料
脱硫装置是否采用ＧＧＨ，需要综合考虑经济性、
污染防治政策、环境因素和标准等。例如对于面积不大、经济效益不好的电厂，或者为了保证脱硫系统安全运行、减少维护维修工作量，建议不设置
ＧＧＨ。
等。表５所列为国际上常用的未设ＧＧＨ时烟囱
防腐材料的综合比较¨１。ｂ】。对于任何一个新建不设ＧＧＨ的ＦＧＤ工程，都应该先从电厂的烟囱及其运行特征人手，根据防腐要求提出多种可选方案，通过方案的对比分析，最后得到最佳的方案。
２．１
新建机组不设ＧＧＨ时的烟道防腐
在烟气脱硫系统装置中，从换热器，吸收塔一
表５
未设ＣＧＨ时烟囱防腐材料的综合比较
２．２老机组增设ＦＧＤ时烟囱的腐蚀改造随着对环保要求的日趋严格，国内老机组脱
第ｌ期
李捷：湿法脱硫系统烟气换热器（ＧＧ珏）对枧维的影晌分析
５
硫改造工程已陆续展开，由于老机组烟囱大多为单简钢筋混凝土结构，不论烟气脱硫是否安装ＧＧ｝｛，烟气对烟朔都具有一定的腐蚀性，腐蚀程度有一定豹差异。所以，对老撬组的耀凌两言，如果需要进行烟气脱硫改造工程，一定要在加脱硫工艺的同时，对原烟囱进行适当的防腐改造。
改造老机组烟囱时，首先要明确改造后烟囱随服务年限和愿燃逸的结构形式，然后综合考虑改造后适用烟翻自身的运行工况、腐蚀材料的性能和工程业绩、工期安排、施工条件（包括施工周期和施工难度）和改造费用等，缀过对比分析确定最合适的方案。图３所示为老极组烟窿改造耐所考虑的因素的鼷次囊分，其中，确定改造后服务年限和原烟囱的结构形式，不仪可以决定烟囱防腐的标准和防腐设计寿命，而且也影响着改造资金和防腐材料方向性的选择。而核算出的改造赞
瘸将直接决定是否进行矮囱改造。鞠、粥年代建
设的烟囱大约在ｌ５００万元左右，２ｌ世纪建设的烟囱大约在２ｏｏｏ万元左右。如果核算出的改造费用过大，占建设初期的烟囱费用的３０％左右ｕ引，裂试为不合适改造烟囱，此时，应该扶脱硫改造的系统设计巾寻求合理的方案。比如增设一台新烟囱，老烟囱作为旁路烟囱。
聩定改造后服务年限
二二二【二
确定琢翅鑫续掏形式选择烟囱的防腐材料
蛞抒工醒ｌｌ韦｜辩性熊ｌｌ工期安谗ｌｌ施繁条件ｌｌ改造费埘
图３老机组烟囱改造时考虑因素的层次
．３结论
通过对某毫厂镧醚Ｗ机维脱硫系统设有
ＧＧｌ｛，进行热力计算得出以下结论：
１）ＧＧＨ的设鬣能减少吸收塔的蒸发量，节水量达３９．６５Ｌ／ｈ，大大地减少了水耗；
２）ＧＧＨ的设鞋麓提高抬舞寓度，毖不设鼹ＧＧ辩离２∞ｍ，瞬时降低污染物落地浓度，ｓｏ：和ＮＩｏ）【分别降低了４８．２５％和４５．９９％，在一定条件下改善了烟气扩散条件，ＳＯ：和Ｎｏ）ｃ地面最大落
地浓度分别约为国家二级标准限值的３．４４％和３６．５３％，ＳＯ：对环境影响不大，而Ｎｏｘ对环境的影响可蠢ＳＣＲ装置补偿；
３）ＧＧ疆的设置对投资费用和运行维护费震
影响很大，不设ＧＧＨ的脱硫系统方案具有明显的经济优势；
４）ＧＧＨ不仅带来很大的阻力压降，而且使得
单台增矮风棍功耗魄不设置ＧＧ珏时增攘约５购
ｋＷ；
５）湿法烟气脱硫工艺省却ＧＧＨ是可行的。是否采用ＧＧＨ，需要综合考虑经济性、污染防治政策、环境因素帮标准等因素。参考文献：
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湿法脱硫系统烟气换热器(GGH)对机组的影响分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李捷， LI Jie
华北电力大学,能源与动力工程学院,北京,102206青海电力
QINGHAI ELECTRIC POWER2009,28(1)
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引用本文格式：李捷. LI Jie 湿法脱硫系统烟气换热器(GGH)对机组的影响分析[期刊论文]-青海电力 2009(1)
第２８卷第ｌ期青海电力
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荚键字：脱硫；燃气换热器；烟巍；防蕊
审匿分类号：辩Ｏｌ文献檬谖弼：Ａ文黧编号：ｌ∞９６—８１９８｛２∞９；Ｏｌ—Ｏ∞ｌ一涝
ＡｎａｌｙｓｉｓＯｆＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉＯｎ’ｓＧａｓｔｏ
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锅炉蓬部耀气温法脱硫设备中换热器大多采用气一气换热器（Ｇ龋ｔｏＧ鹊Ｈｅａｔｅｒ，简称ＧＧＨ），其作用主要是将原烟气中热量传递给脱硫后的净烟气，使其加热到符合环保法规要求的排放温度，以傺涯锅炉排敖的污染物能扩散到较大范围志，从｛ｌ｛ｉ避免其在电厂周国集中沉降。ＧＧＨ具有场地占用小、换热效率高、检修相对方便的优点，受到脱硫系统设计单位和用户的广泛认可。由于ＧＧＨ采用原烟气加热净烟气，不需要另外供熊，嚣此在耀气脱巯系统中采焉ＧＧ麓翔热净耀气对电厂而言是最经济的方法（见图１），目前已在馓界范围内推广。
国外研究ＧＧＨ的历史相对悠久㈤【２】（”。德
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国在粥簪代初期建设的辩Ｄ装置全都安装了霞
霉ｌ
转式ＧＧＨ，但多年的运行发现，ＧＧＨ对憋个ＦＧＤ系统的可靠性产生较大影响，所以从２１傲纪开始建设的ＦＧＤ装置已有部分不再安装ＧＧＨ。同时
作者简介：李捷（１９８６一），男，现就读于华北电力大学能源与动力工稷学院热能与动力工程系。收稿日期：２００８一０７—２９修回网期：２００８一１２—２３
２
青海电力第２８卷
德国已有越来越多的电厂将脱硫后的烟气通过冷却塔排放，这样既可以不安装ＧＧＨ，又可以省去湿烟囱的投资，而且也大大提高了烟气中污染物的扩散能力。美国多数电站采用非常简单的脱硫系统，有的吸收塔和净烟道还采用合金材料，维修量、泄漏点和故障点非常少，且环保标准对烟囱出口的排烟温度并无要求，因此美国建设的脱硫系统基本都不设置ＧＧＨ。日本为了减轻环境污染，一直采用较高烟温排放，以增强烟气的扩散能力，因此日本所有的ＦＧＤ装置均安装了ＧＧＨ。
目前国内正在运行的湿法脱硫装置基本都安装了ＧＧＨ…，例如重庆珞璜电厂、丰城发电厂２×
３００
１
烟气换热器的性能分析
１．１烟气换热器优势
１）保护低耐温材料，减少吸收塔的蒸发量。经热平衡计算可知，若设置了ＧＧＨ，则由引风机来的温度约为１２５℃的原烟气在ＧＧＨ原烟气侧将温度降到约８５℃进入吸收塔，即ＧＧＨ使得进入吸收塔的原烟气温度下降４０℃左右，同时塔内水的蒸发量维持在３７．４３∥ｈ；若取消了ＧＧＨ，塔内水的蒸发量将维持在７７．０８∥ｈ。由此可见，ＧＧＨ能很好地保护耐温能力有限的玻璃鳞片或橡胶衬层，减少了吸收塔的蒸发量以及水耗。
２）改善了烟囱出口“白烟”问题，降低了烟气的可见度…。经过湿法脱硫后的烟气达到湿饱和状态，如直接排放在环境温度较低时，凝结水汽会形成白色的烟羽。由于烟气经过ＧＧＨ升温后，回到了水蒸汽不饱和状态，从而透明度上升，解决了烟囱出口“白烟”问题，降低了烟气的可见度，改善了周围地区环境。
３）提高抬升高度，降低污染物落地浓度。由于ＧＧＨ使得湿法脱硫后的净烟气温度上升３０℃左右，排人烟囱的烟气密度降低，烟气与空气的密度差增大，烟气抬升能力增强，而烟气的有效抬升增大了烟气中水蒸汽、ＳＯ：和氮氧化物的扩散空间，减轻了烟气对地面的污染。某电厂６００ＭＷ机组，利用高斯烟羽模型计算烟气抬升高度、ＳＯ：地面最大落地浓度和ＮＯｘ地面最大落地浓度Ｈ儿引，计算结果见表ｌ。
Ｍｗ、北京第一热电厂等。由于ＧＧＨ在低温
差、高腐蚀、烟气中堵塞物多的条件下工作，对换热、泄漏和阻力参数的控制要求非常苛刻，而２１世纪前ＧＧＨ设备均为国外进口，价格昂贵，交付周期长，诸多原因导致国内一些电厂不设置ＧＧＨ（见图２），例如黄岛电厂２×６００Ｍｗ、陡河发电厂
２００
Ｍｗ、常熟第二电厂２×６００Ｍｗ等。本文以
某电厂６００Ｍｗ机组为例，对湿法烟气脱硫系统设置ＧＧＨ的利弊进行了分析，进而分析了ＧＧＨ的取舍问题，提出了针对新建机组及老机组相应的烟囱腐蚀改造手段。
图２取消ＧＧＨ布置简图
表１
ＧＧＨ对烟气的抬升和污染物落地浓度的影响
ＦＧＤ系统中的ＧＧＨ对烟气抬升高度有显著的影响，设置ＧＧＨ后烟气抬升高度增加了约２００
第ｌ期李捷：湿法脱硫系统烟气换热器（ＧＧＨ）对机组的影响分析
３
ｍ。同时，ＳＯ：和ＮＯｘ的地面最大落地浓度有一定的差异。不设ＧＧＨ时，Ｓ０２和Ｎｏ）（的地面最大落地浓度分别约为设ＧＧＨ时的１．９３倍和１．８５倍。可见，ＧＧＨ对环境影响很大。
４）降低烟囱内壁腐蚀性。脱硫后烟气中仍含有强腐蚀性介质ＳＯ，、Ｈｃｌ、ＨＦ等。不设ＧＧＨ时。虽然含硫量减少，但是烟气湿度相对增大，烟气处于湿饱和状态，更易冷凝结露，产生腐蚀性液体，并且温度低于酸露点，与设ＧＧＨ相比，更易形成腐蚀。研究人员做过相关实验¨】，研究了腐蚀介质ＳＯ：浓度、相对湿度、温度等环境因素对腐蚀速率的影响，即：腐蚀速率和ＳＯ：含量的平方根近似成正比；腐蚀速率随着温度增加而增加；相对湿度对介质腐蚀速率的影响近似正态分布，相对湿度为８０％时介质腐蚀速率最快。同时，烟囱壁温对腐蚀速率的影响也较大。烟囱壁温达到酸露点时，硫酸开始腐蚀，但此时腐蚀速率较小，当壁温下降时，进入强腐蚀区，腐蚀速率达到最大，壁温进一步下降，腐蚀速率会随着凝结水量的增加而下降，直到壁温达到水露点，烟气中ＨＣｌ和ＨＦ溶于水膜进行腐蚀，此时腐蚀速率再次升高。１．２烟气换热器弊端
１）增加系统故障率，运行可靠性降低。目前国内投入运行的ＧＧＨ形式多为回转式，运行状况、并不好，主要问题是换热元件腐蚀与结垢，造成脱硫系统故障，而根据此６００Ｍｗ机组的运行经验，燃用高硫分煤时，ＧＧＨ的维护检修费用相当高。故ＧＧＨ降低了脱硫系统的运行可靠性，增加了维护检修工作量。
原烟气经过ＧＧＨ后由１２５℃降低到８５℃，在ＧＧＨ的热侧会产生大量粘稠的酸液¨’，这些酸液对ＧＧＨ的换热元件和壳体有很强的腐蚀，还会粘附大量烟气中的飞灰，造成ＧＧＨ结垢而堵塞，造成的危害有哺】：ＧＧＨ换热效率降低；净烟气不能达到设计要求的排放温度，并对下游设施造成腐蚀；增加了脱硫系统运行故障率。
２）增加ＦＧＤ建设投资及运行费用。ＧＧＨ设备本体以及由安装ＧＧＨ带来的直接建设投资（包括烟道，支架，冲洗系统等）的费用大概占到了整个ＦＧＤ系统的９％一１３％。而运行费用也是安装ＧＧＨ存在的一个问题。此机组ＧＧＨ的平均
阻力压降为１．０２ｌｋＰａ，如果考虑到由于安装ＧＧＨ而引发的烟道压降，总的压损约在１．３
ｋＰａ，
为了克服这些阻力，必须增加风机的压头，这使脱硫系统的运行费用大大增加。此外，除正常维护检修和堵塞等故障的处理费用外。经过几年后就需更换陶瓷换热片及不锈钢换热元件，这些资金投入都使得ＧＧＨ的成本占到总资金投入的很大一部分。对是否采用ＧＧＨ的经济性进行比较可知，不设ＧＧＨ的脱硫系统方案具有明显的优势，见表２和表３。
表２投资费用比较
万元
３）降低脱硫效率一Ｊ。对于回转式ＧＧＨ来说，由于结构问题，原烟气侧总会向净烟气侧携带泄露。这一泄露率至少达到了ｌ％，对整个脱硫系统的脱硫效率产生影响。
４）增加功耗与冲洗水耗。根据此机组已有的ＦＧＤ运行记录，结合风机轴功率计算式：Ｎ轴＝Ｑｖ×△Ｐ／（３６００×１１）计算出设ＧＧＨ和不设ＧＧＨ情况下增压风机功耗量，结果列于表４。其中Ｑｖ为风机人口烟气体积流量，△Ｐ为风机前后的压差，１１为风机的效率，Ｎ轴为风机轴功率。
表４增压风机功耗比较
ＧＧＨ不仅带来很大的阻力降，而且使得单台
４
青海电力第２８卷
增压风机功耗增加约５９０ｋｗ，如果再加上密封风机、低泄漏风机和冲洗水泵，那么增加的功耗将接近８００ｋＷ。
直到烟囱，均存在设备腐蚀问题。据美国电力研究院测定，在正常运行工况下，ＦＧＤ钢制设备腐蚀率达１．２５ＩＩｍ∥ａ，个别部位甚至达５ｍｎ∥ａ。目前国际上很多新建烟气脱硫工程不设ＧＧＨ，前已论述，此布置与设ＧＧＨ相比，烟囱内壁腐蚀更加明显。不设ＧＧＨ时，烟囱主要运行在排放未脱硫的烟气工况、排放脱硫烟气工况和锅炉事故状态下排烟工况，为了有效防腐，必须保证烟囱在任何
２烟气换热器的取舍
由前所述，ＧＧＨ在减轻污染物排放上没有带来太大的帮助。不设ＧＧＨ时ＳＯ：和ＮＯｘ的地面最大落地浓度分别约为设ＧＧＨ时的１．９３倍和
１．８５倍。但是ｓｏ，地面最大落地浓度值较低，约为国家二级标准限值的３．４４％，说明ｓＯ：对电厂
周边环境的影响不大。而ＮＯｘ地面最大落地浓
工况下都能有效抵御烟气的腐蚀。由于三种工况
下烟气成分、湿度和温度变化较大，国际烟囱工业协会规定，将湿法脱硫后的烟囱按照强腐蚀环境考虑，这就要求烟囱抗腐蚀材料必须具有抗强酸腐蚀能力、抗磨损能力、抗介质渗透能力及抗温差变化能力，这对于新建ＦＧＤ机组的安全经济运行至关重要。
目前市面上烟囱防腐材料众多，性能、价格
度值约为国家二级标准限值的３６．５３％，说明
Ｎｏ）ｃ排放对电厂周边环境的影响很明显。Ｎｏｘ排放成为不设ＧＧＨ对环境影响最大的问题。然而，一旦电厂布置脱硝的ＳＣＲ装置，将大大降低ＮＯｘ的排放，而取消ＧＧＨ之后节省的费用可能补偿安装烟气脱硝所需费用。对同时安装脱硝和脱硫系
各异，工程及研究人员至今仍未形成一致的看
法。在选择材料上，应在技术上满足复杂化学环境下的防腐要求的前提下，力求选择投资成本较
统的电厂来说，脱硫系统不设ＧＧＨ具有明显的优
势。故安装ＧＧＨ有助于减轻当地的污染，但是并不能减轻总体的污染。然而对一些环境压力大的地区¨０１，如城市、景点等人口密集区，或其他对环境有要求的地区，安装ＧＧＨ能提高烟气的抬升高度，对当地环境有很大的帮助。如果是在环境压力小的地区则建议取消ＧＧＨ。故燃煤电厂烟气
低、施工难度小且周期短、维护方便的防腐材
料。美国倾向于价格较高但防腐性能强的镍基合金板；欧洲国家则倾向使用橡胶衬里，或采用玻璃钢；日本则采用碳钢内涂玻璃鳞片乙烯基酯树脂等。我国所采用的防腐材料主要有碳钢合金、橡胶内衬、玻璃钢、鳞片树脂涂料、无机材料
脱硫装置是否采用ＧＧＨ，需要综合考虑经济性、
污染防治政策、环境因素和标准等。例如对于面积不大、经济效益不好的电厂，或者为了保证脱硫系统安全运行、减少维护维修工作量，建议不设置
ＧＧＨ。
等。表５所列为国际上常用的未设ＧＧＨ时烟囱
防腐材料的综合比较¨１。ｂ】。对于任何一个新建不设ＧＧＨ的ＦＧＤ工程，都应该先从电厂的烟囱及其运行特征人手，根据防腐要求提出多种可选方案，通过方案的对比分析，最后得到最佳的方案。
２．１
新建机组不设ＧＧＨ时的烟道防腐
在烟气脱硫系统装置中，从换热器，吸收塔一
表５
未设ＣＧＨ时烟囱防腐材料的综合比较
２．２老机组增设ＦＧＤ时烟囱的腐蚀改造随着对环保要求的日趋严格，国内老机组脱
第ｌ期
李捷：湿法脱硫系统烟气换热器（ＧＧ珏）对枧维的影晌分析
５
硫改造工程已陆续展开，由于老机组烟囱大多为单简钢筋混凝土结构，不论烟气脱硫是否安装ＧＧ｝｛，烟气对烟朔都具有一定的腐蚀性，腐蚀程度有一定豹差异。所以，对老撬组的耀凌两言，如果需要进行烟气脱硫改造工程，一定要在加脱硫工艺的同时，对原烟囱进行适当的防腐改造。
改造老机组烟囱时，首先要明确改造后烟囱随服务年限和愿燃逸的结构形式，然后综合考虑改造后适用烟翻自身的运行工况、腐蚀材料的性能和工程业绩、工期安排、施工条件（包括施工周期和施工难度）和改造费用等，缀过对比分析确定最合适的方案。图３所示为老极组烟窿改造耐所考虑的因素的鼷次囊分，其中，确定改造后服务年限和原烟囱的结构形式，不仪可以决定烟囱防腐的标准和防腐设计寿命，而且也影响着改造资金和防腐材料方向性的选择。而核算出的改造赞
瘸将直接决定是否进行矮囱改造。鞠、粥年代建
设的烟囱大约在ｌ５００万元左右，２ｌ世纪建设的烟囱大约在２ｏｏｏ万元左右。如果核算出的改造费用过大，占建设初期的烟囱费用的３０％左右ｕ引，裂试为不合适改造烟囱，此时，应该扶脱硫改造的系统设计巾寻求合理的方案。比如增设一台新烟囱，老烟囱作为旁路烟囱。
聩定改造后服务年限
二二二【二
确定琢翅鑫续掏形式选择烟囱的防腐材料
蛞抒工醒ｌｌ韦｜辩性熊ｌｌ工期安谗ｌｌ施繁条件ｌｌ改造费埘
图３老机组烟囱改造时考虑因素的层次
．３结论
通过对某毫厂镧醚Ｗ机维脱硫系统设有
ＧＧｌ｛，进行热力计算得出以下结论：
１）ＧＧＨ的设鬣能减少吸收塔的蒸发量，节水量达３９．６５Ｌ／ｈ，大大地减少了水耗；
２）ＧＧＨ的设鞋麓提高抬舞寓度，毖不设鼹ＧＧ辩离２∞ｍ，瞬时降低污染物落地浓度，ｓｏ：和ＮＩｏ）【分别降低了４８．２５％和４５．９９％，在一定条件下改善了烟气扩散条件，ＳＯ：和Ｎｏ）ｃ地面最大落
地浓度分别约为国家二级标准限值的３．４４％和３６．５３％，ＳＯ：对环境影响不大，而Ｎｏｘ对环境的影响可蠢ＳＣＲ装置补偿；
３）ＧＧ疆的设置对投资费用和运行维护费震
影响很大，不设ＧＧＨ的脱硫系统方案具有明显的经济优势；
４）ＧＧＨ不仅带来很大的阻力压降，而且使得
单台增矮风棍功耗魄不设置ＧＧ珏时增攘约５购
ｋＷ；
５）湿法烟气脱硫工艺省却ＧＧＨ是可行的。是否采用ＧＧＨ，需要综合考虑经济性、污染防治政策、环境因素帮标准等因素。参考文献：
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湿法脱硫系统烟气换热器(GGH)对机组的影响分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李捷， LI Jie
华北电力大学,能源与动力工程学院,北京,102206青海电力
QINGHAI ELECTRIC POWER2009,28(1)
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引用本文格式：李捷. LI Jie 湿法脱硫系统烟气换热器(GGH)对机组的影响分析[期刊论文]-青海电力 2009(1)