烟气再热系统结垢问题探讨
GGH不是湿法烟气脱硫工艺本身必需的设备，是否需要设置GGH主要取决于电厂所在地环保是否允许。我国初期建设的石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程均安装了GGH，近年来建设的湿法烟气脱硫大多也安装了GGH。随着对安装了GGH带来的众多问题和是否安装GGH对环境的影响程度认识的深入，建在远离大、中城市，人口稀少的地区有的电厂环保允许不安装GGH，如陕西国华锦界电厂4X600MW机组、河北国华黄骅沧东发电厂2X600MW机组、浙江国华宁海电厂二期2X1000MW机组、粤电国华台山电厂一期3#、4#、5#600MW机组等。建在大、中城市周围的电厂由于环保要求而需要设置GGH。从已投运的设置了GGH湿法烟气脱硫装置情况来看，或多或少均出现过GGH换热面结垢现象，有的结垢非常严重，严重影响到脱硫装置的运行。
一、GGH结垢造成的危害
1、GGH工作原理
GGH是利用从锅炉尾部来的温度较高的原烟气通过GGH换热元件时与换热面进行热交换，将热量蓄于换热元件，经过热交换的原烟气温度降低进入吸收塔；从吸收塔出来的饱和净烟气经过GGH换热元件时,换热元件从原烟气中吸收的热量释放出来使净烟气得到加热温度升高，达到设计要求的烟气排放温度。
2、GGH结垢造成的不利影响
结垢造成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。表面结垢使GGH换热效率降低。GGH换热面结垢后，污垢的导热系数比换热元件表面的防腐镀层小，热阻增大。随着结垢厚度的增加，传热热阻增大，在原烟气侧高温原烟气热量不能被GGH换热元件有效吸收，换热元件蓄存热量达不到设计值。换热元件回转到净烟气侧，GGH换热元件本身没有储存到充足热量，由于结垢而不能释放出来被净烟气吸收，因此净烟气的温升达不到设计要求。结垢越严重换热效率就越差，净烟气的温升就越小，净烟气对外排放温度就越低。
结垢会造成吸收塔耗水量增加。由于结垢GGH换热元件与高温原烟气不能有效进行热交换，经过GGH的原烟气未得到有效降温，进入吸收塔的烟气温度超过设计值。进入吸收塔的烟气温度越高，从吸收塔蒸发而带走的水量就越多。对于600MW机组，进入吸收塔的烟气温度每升高10℃,大约水耗量增加10t/h。
结垢会引起增压风机（如果脱硫增压风机与锅炉引风机合并，则为引风机）能耗增加，如果结垢严重可能造成风机喘振。GGH结垢后，烟气通流面积减小，阻力增大。换热面结垢后表面粗造度增大，也使阻力增大。GGH正常阻力约1000Pa，结垢后阻力增大。对于600MW机组，GGH阻力每增加100Pa，电耗大约增加100KW/h。如果结垢特别严重，烟气通流面积减小使烟气通流量减小，风机出口压力升高。当GGH烟气通流量与风机出口压力处于风机失速区，风机处在小流量高压头工况下运行，易造成风机喘振。
二 、GGH结垢的原因
造成GGH结垢的因素是多方面的，有设计方面、设备方面、运行方面。通过对几个电厂GGH结垢情况的分析，归结起来有以下情况之一均可造成GGH结垢。
1、净烟气侧携带的石膏混合物颗粒，在换热面上的累积。
吸收塔浆液循环泵工作时，吸收塔内整个弥漫着含有石灰石和石膏混合物颗粒的雾状液滴。在原烟气侧，气流方向是抑制此雾状液滴向GGH的方向扩散，烟气系统投运时雾状液滴从原烟气侧进入到GGH而吸附的可能性几乎没有，只有是净烟气携带所致。
喷淋层或喷嘴设计不合理、喷嘴雾化效果不好、除雾器除雾效果不好、净烟气流速不合理、吸收塔内浆液浓度过高均可造成净烟气携带大量含有石灰石和石膏混合物颗粒到GGH。净烟气携带的液滴附着在GGH换热片表面，当GGH回转到原烟气侧，在原烟气高温作用下，液滴水份蒸发，而液滴中石灰石和石膏混合物颗粒粘结在换热片表面。
2、原烟气灰浓度高和（或）灰的粘结性强。
3、运行中吸收塔液位过高，浆液从吸收塔原烟气入口倒流入GGH。
吸收塔在运行时由于氧化空气的鼓入液位有一定的上升，另外吸收塔运行时在液面上常会产生大量泡沫，泡沫中携带的石灰石和石膏混合物颗粒。液位测量反应不出液面上虚假的部分，造成泡沫从吸收塔原烟气入口倒流入GGH。原烟气穿过GGH时，泡沫在原烟气高温作用下，水份被蒸发，泡沫中携带的石灰石和石膏混合物颗粒粘附在换热片表面。在此过程中，原烟气中的灰尘首先被吸附在泡沫上，随着泡沫水份的蒸发进而粘附在换热片表面，造成结垢加剧。
4、GGH本身设计不合理。
GGH换热面高度、换热片间距、换热片表面材质、吹灰方式、布置形式、吹灰器数量、吹灰器喷头吹扫位置、覆盖范围等，对GGH积灰、结垢均有影响。
5、GGH运行中对结垢初期处理不当。
GGH运行中没有定期进行吹扫；吹扫的参数低、不能达到吹扫效果；吹扫的周期长，每次吹扫的时间较短，不能及时去除而形成累积；结垢后没有及时采用高压冲洗水在线冲洗或采用了高压冲洗水在线冲洗但由于结垢量太大，没有冲洗干净，经过原烟气加热后板结成硬垢，造成结垢越来越严重。
三、防止GGH结垢措施
根据环保要求需要设置GGH的石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程，总结可能造成GGH结垢原因，在工程设计、设备采购和运行维护等环节应采取相应措施,以缓解GGH结垢，最大限度降低因GGH结垢而造成不利影响。
1、设计环节
（1）除雾器设计：净烟气流经除雾器除雾元件的流速应在合适的范围，不应太高。流速越高随着净烟气被带走的液滴越多、粒径范围越大，大粒径的液滴也可能被带走，严重影响除雾效果。流经除雾元件流速越低，烟气流经除雾器的时间长，烟气中液滴与除雾元件接触的机率大，甚至微小粒径的飞沫也会凝结，达到更好的除雾效果。除雾器尽可能布置在吸收塔内并水平布置，净烟气垂直向上流经除雾器，以保证烟气流均匀分布，避免产生流速不均引起烟气携带液滴而影响除雾效果。另外，除雾器水平布置在吸收塔内，凝结在除雾元件上的液滴在重力作用下，直接落入吸收塔浆池内，减少了除雾器结垢的机率。
（2）喷淋层设计：合理的布置喷淋层喷嘴，使喷出的循环浆液能均匀覆盖吸收塔平面，避免吸收塔截面因浆液分布不均而产生孔穴。浆液分布不均会影响到吸收塔内流场分布不均，为烟气携带液滴提供了有利条件，浆液分布量少的区域烟气会携带大量液滴。流场分布不均增加了除雾的难度，不能除去的液滴将进入GGH。合理的选用喷嘴，喷嘴出口浆液雾化粒径直接影响到进除雾器前烟气携带液滴的多少。喷嘴出口浆液雾化粒径越小，与烟气接触的比表面积越大，对烟气中SO2与液滴中的石灰石反应越有利。粒径太小的液滴易被烟气带走而进入GGH，液滴粒径太大则不利于反应。因此喷嘴出口浆液雾化粒径应在合理的尺寸范围内。吸收塔顶层喷嘴喷射方向不宜向上喷射，应向下喷射。向上与烟气流同向喷射，同样粒径的液滴更易被烟气携带走。
（3）吸收塔浆液浓度和PH值：设计的浆液浓度PH值应在合理的范围内。浆液浓度和PH值越高，相应液滴中石膏、石灰石混合物浓度越高，对于烟气中SO2与液滴中的石灰石反应越有利，但会造成石灰石耗量增加，同样条件下净烟气带到GGH的固体物增加。
2、设备采购环节
（1）GGH采购：
采购GGH时除了常规的技术要求之外，还应提供：①烟气成份分析；②灰份成份分析；③石灰石成份分析；④可能出现的最大浆液浓度下的组份分析等，供供货商合理进行GGH结构设计和材质选择。特别是对于烟气灰浓度较高和（或）粘结性强的灰应要求供货商除考虑防腐、防磨外，还应对换热元件换热片表面材质选择时充分考虑防止灰的粘结。
对GGH供货商提供的防止结垢、吹扫、冲洗设计方案进行严格评审、充分论证。重点关注内部结构、布置方式、换热片的形式、换热片高度、材质包括换热片表面材质、换热片间距、清灰方式、吹灰器数量、布置位置、清洗装置的覆盖范围等。
（2）喷粒层喷嘴采购：
采购喷粒层喷嘴除了提供喷嘴常规技术要求之外，还提供①说明运行可能出现的压力变化范围；②烟气空塔流速；③要求的喷嘴喷射角度；④喷嘴喷射距离和覆盖范围；⑤粒径分布范围、要求的过大粒径上限百分比、要求的微小粒径上限百分比等供供货商设计喷嘴。还应要求喷嘴供货商提供雾化试验报告，审核粒径是否符合要求。
（3）除雾器采购：
采购除雾器时除了提供脱硫常规技术要求之外应提供喷嘴供货商承诺的要求的过大粒径上限百分比和微小粒径上限百分比，并应在次数据上增加一定富裕量。使供货商提供的除雾器能达到要求的除雾效率。
3、运行维护
运行过程中应注意监测吸收塔液位，记录、分析运行数据，总结吸收塔真实液位以上“虚假液位”规律，防止泡沫从吸收塔烟气入口进入GGH。
运行过程中应严格将浆液浓度、PH值控制在设计范围内，建议吸收塔浆液浓度控制在10%～15%，PH值控制在4.5～5.5，最大不超过6.0。
GGH运行中应及时进行吹扫，定期进行检查；如果发现有结垢的预兆就应进行处理。结垢后吹扫时一定要吹扫干净，不要留余垢，否则以后很难清理。特别是采用高压冲洗水在线冲洗时，一定要彻底冲洗干净，否则停留时间太长等结成硬垢后，更难清理，并且会越来越严重。记录、分析GGH运行数据，掌握GGH结垢规律，确定经济合理的吹扫周期和吹扫时间，把握高压冲洗水投运的时机和持续时间。通过掌握的运行资料，修编适合自己的GGH运行规程。
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