针对湿法脱硫工艺中烟气加热器腐蚀问题优化改造方案

针对湿法脱硫工艺中烟气加热器腐蚀问题优化改造方案

宗广成陈熙车万博

哈尔滨锅炉厂预热器有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046

一重集团（黑龙江）农业机械发展有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028

摘要：烟气加热器（又称GGH）是一种气－气热交换器，属于大型旋转设备，它通过转子带动数以万计的换热片进行旋转换热，作为钢厂重要辅机设备之一，它的主要作用是回收经脱硫、脱硝处理后的净烟气热量加热未处理的原烟气，降低排烟温度，同时使原烟气温度提升到脱硫、脱硝工艺要求值。现阶段钢厂为提高脱硫效率，湿法脱硫工艺占比较多，但湿法脱硫工艺存在烟气加热器（GGH）入口原烟气温度较低，且烟气中常伴随有氯离子，致使烟气加热器（GGH）冷端易出现腐蚀问题，影响机组安全稳定运行。

关键词：烟气换热器；湿法脱硫；氯离子；腐蚀；

1、现状分析

技术背景：随着我国城市和工业化进程的增加，经济迅速的发展，国家对环保的关注和重视程度也越来越高，对重污染行业、企业的排烟、排污等问题要求的也日益严格。钢铁行业是我国工业化进程的支柱产业，也是典型的耗能和排放大户，钢铁厂、火电厂的硫氧化物（SOX）排放对环境危害很大，硫氧化物（SOX）的排放量与燃料中的含硫量有关，高硫燃料生成的硫氧化物（SOX）更多。如果烟气中的硫氧化物（SOX）未脱去而直接排入大气，将形成酸雨，酸雨是破坏整个生态系统的利器，它会影响水的PH值，土壤的有机结构，腐蚀建筑物，并且还会诱发人体多种疾病，提高致癌率，造成及其严重的后果，因此必须对钢铁厂、电厂等硫氧化物（SOX）的排放严加控制。

控制排入大气的硫氧化物（SOX）含量的方法有很多，主要有燃料脱硫、燃烧脱硫和烟气脱硫等方式，大多数国家采用燃烧后烟气脱硫工艺，在我国烟气脱硫已属于环保的强制要求，烟气脱硫以湿式石灰石－石膏烟气脱硫工艺为主流，由于其技术成熟、脱硫效率高、吸收剂分布广等特点而被广泛应用，我国90%以上的钢铁厂、火电厂采用湿式石灰石－石膏烟气脱硫工艺，湿法脱硫工艺后，烟气温度一般约45°C，大都处于露点以下，如果这时候直接排入烟囱，易形成酸雾腐蚀烟囱，烟气排空后也不容易扩散，因此需要配置烟气加热器（GGH）。

钢铁厂湿法脱硫工艺流程示意

烟气加热器（GGH）的主要作用是回收经脱硫、脱硝处理后的净烟气热量，加热未处理的原烟气，降低排烟温度，同时使原烟气温度提升到脱硫、脱硝工艺要求值。换而言之烟气加热器（GGH）降低了进入吸收塔的烟气温度，并提高了烟囱入口的烟气温度。

常规设计中，烟气加热器（GGH）的低温段采用考登钢或低合金耐腐蚀钢材料，但是由于湿法脱硫工艺导致的烟气加热器（GGH）入口的原烟气温度较低，且烟气中常伴随有氯离子（氯离子主要来源于脱硫吸收剂、补充水及燃煤），氯离子对烟气加热器（GGH）的主要危害就是其强烈的腐蚀性，常规设计的烟气加热器（GGH）设备无法承受携带氯离子的烟气长期冲刷和腐蚀，极易出现腐蚀问题，甚至造成设备局部脱落，影响机组运行稳定性。因此，需对现有烟气加热器（GGH）设备进行优化改造。

图1密封片被腐蚀

2、优化改造方案

某钢铁厂#2烧结机配套脱硫、脱硝工程，包括烟气系统、GGH换热系统、SCR反应器系统、脱硝引风机以及电气、控制系统等，采用湿式石灰石－石膏烟气脱硫工艺。设备运行两年后停炉检修时发现烟气加热器（GGH）低温段的密封片及仓隔板支撑板条等部件已经严重腐蚀，换热模块有脱落的可能性，后续运行存在极大的事故隐患，因此急需对烟气加热器（GGH）腐蚀部件进行维修处理。为了保证设备后续能够安全稳定运行，同时不增加太多成本，保证经济性，优化的改造方案为：将烟气加热器（GGH）低温段的密封片及紧固件由原来的考登钢(美标CORTEN)更换为不锈钢304及以上材质，同时对原扇形仓底部的换热模块支撑板条用不锈钢304及以上材质的扁钢条进行加固。

具体方案如下：

①拆除部分保温及外护板，拆除原低温段密封片及紧固件，更换不锈钢材质的密封片及紧固件，并重新调整密封间隙；

②对腐蚀严重的换热模块托架进行挖补修复；  

③用不锈钢扁钢条对扇形仓底部的换热模块支撑板条进行加固，加固示意如下图：

图2加固示意图

④保温及外护板恢复，周围环境恢复。

3、总结

本改造方案主要针对采用湿式石灰石－石膏烟气脱硫工艺的钢铁厂、火电厂，烟气成份中含有氯离子，腐蚀性强。本方案通过将烟气加热器（GGH）设备的低温段、迎烟气面的结构材质改为不锈钢，很大程度上提高了设备的防烟气冲刷能力及抗腐蚀性能，进而提高了机组安全运行稳定性。同时，本改造方案的改造成本低廉，加固方式操作性强，施工难度小，经济性好，非常适用于钢铁厂、火电厂的控成本改造。建议后期运行维护过程中的注意事项：

1、控制脱硫塔中循环水氯离子浓度在设计规范范围，提高排水频率。

2、检查烟道布置，不可发生烟气流场不均、烟气流速过快现象，烟气流速过快会携带大量石膏或者其它污染物。

3、提高脱硫塔与除雾器效率，降低烟气中的硫离子、石膏含量。

参考文献：

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[2]罗春,马立实,吴坚,等.火电厂湿法烟气脱硫系统技术（FGD）应用的初步研究[J] .环境科学与管理.2007,32(12):102-105.

[3]唐广福,韶关发电厂脱硫系统内的腐蚀环境及防腐对策[J] .电力环境保护.2008, (2).4-5.

[4]李守信,赵毅,王德宏.烟气脱硫系统的防腐蚀问题[J] .华北电力大学学报.2000, (4).70-74.