氟塑料管式GGH在电厂中的应用

湿法脱硫系统烟气换热器(GGH)对机组的影响分析锅炉尾部烟气湿法脱硫设备中换热器大多采用气-气换热器(Gas toGasHeater,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,以保证锅炉排放的污染物能扩散到较大范围内,从而避免其在电厂周围集中沉降。

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,不需要另外供能,因此在烟气脱硫系统中采用GGH加热净烟气对电厂而言是最经济的方法(见图1),目前已在世界范围内推广。

国外研究GGH的历史相对悠久。

德国在90年代初期建设的FGD装置全部安装了回转式GGH,但多年的运行发现,GGH对整个FGD系统的可靠性产生较大影响,所以从21世纪开始建设的FGD装置已有部分不再安装GGH。

同时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2×300MW、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200MW、常熟第二电厂2×600 MW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。

氟塑料换热器在工业领域的应用氟塑料换热器具有传热系数大、耐高低温、耐化学腐蚀、耐老化以及不黏附等特性，与金属换热器相比，在腐蚀环境中运行存在一定优势。

本文概述了氟塑料换热器在热泵、烟气余热深度回收、零件表面污垢清洗及海水淡化等领域应用，相信随着研究的进步，氟塑料会有更为广阔的应用前景。

标签：氟塑料；换热器；热泵0 引言氟塑料是一种高分子材料，主要包括聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物（PFA）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。

氟塑料换热器于20世纪60年代首先由美国杜邦公司研制成功，随后在其他发达国家陆续应用起来，我国对氟塑料换热器的研究起始于20世纪70年代，略晚于欧美国家。

目前，氟塑料换热器凭借其耐高低温、耐腐蚀、耐老化以及不黏附的特性，满足了工业领域腐蚀介质换热过程的需要。

1 氟塑料换热器的特性同金属换热器相比，氟塑料换热器具有以下特点：（1）耐高低温。

PTFE换热器的温度适应范围很广，可以在-180℃～250℃范围内长期使用；（2）耐化学腐蚀。

氟塑料几乎对所有的工业化合物和溶剂具有化学惰性，适用于各种强酸、强碱类腐蚀条件；（3）不黏附。

氟塑料本身表面张力小，污垢很难在其表面黏附，且摩擦系數低，具有自清洁效果；（4）传热效果好。

氟塑料的导热系数只有金属的1 /30 ～1 /10，但是其密度小，可采用小管径、薄管壁的氟塑料换热管，换热器单位体积的换热面积远远大于金属换热器，总换热系数可达120～220 W /（m2·K）。

2 氟塑料换热器的应用现状氟塑料换热器以其诸多优良特性在溴化锂吸收式制冷机、污水源热泵、电站锅炉烟气余热深度回收利用、零件表面清洗及海水淡化得到了应用，优势明显。

2.1 热泵中的应用欧阳录春等[1]通过对溴化锂吸收式制冷机组现存的腐蚀问题进行分析，结合聚四氟乙烯的物化特性，提出了用氟塑料换热器代替原有金属换热器的想法。

作者从材料特性、传热、强度、布置结构等方面对氟塑料换热器用于溴化锂机组进行了可行性分析，氟塑料换热器可长期运行在一个较宽的温度区间，具有较强的耐腐蚀性能及不黏附的特性，通过对氟塑料中添加导热性能较好的材料（石墨、金属粉末）可以提高其换热效率及强度。

高效氟塑料低温省煤器系统应用简介摘要：锅炉排烟温度过高严重影响锅炉运行的经济性，采用低温换热器是一种有效的降低排烟温度，利用烟气余热，提高锅炉热效率的节能方式。

采用管式换热器的余热回收利用系统，其换热能力受到低温腐蚀的限制，而采用高效氟塑料的换热器，能够有效防止酸腐蚀，并将烟气温度降至120℃以内。

高效氟塑料管烟气换热器采用氟塑料作为换热管材料有以下优点,可耐高温，长期安全使用温度：200-260℃；低阻力，具有极小的摩擦系数（0.04），拥有极低的水侧及气侧阻力，不粘灰：具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质。

烟气余热回收系统安装在引风机之后、脱硫吸收塔之前的烟道中，可以最大程度地降低烟气温度，回收余热。

关键词：余热回收利用氟塑料烟气温度节能0前言本公司锅炉型号为HG-1102/17.5-YM33型亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉、固态干式排渣。

排烟热损失约占锅炉热损失的60%～70%，存在很大的节能空间。

本文主要对高效氟塑料换热器余热回收系统的启停和运行调整进行分析，从而达到最佳运行状态，最大程度降低烟气温度，提高锅炉热效率。

1 系统简介本系统采用氟塑料管作为换热组件，通有冷却水的氟塑料软管换热组件布置引风机之后、脱硫吸收塔之前的烟道中，冷却水的流动方向与烟气流动方向相反，冷却水为循环水，流量为382t/h。

冷却水由进口水室进入氟塑料管内，经过联络水室，再由出口水室流出；冬季采暖期烟气温度由130℃冷却至82℃，冷却水温度由41℃加热到100℃，夏季非采暖期烟气温度由150℃冷却至92℃，冷却水温度由45℃加热到111℃，吸收的热量用于加热凝结水。

换热器顶盖设有冲洗水管，用于定期冲洗附着在氟塑料管上的灰尘。

整个换热模块垂直悬挂安装于吸收塔入口的烟道内，共8个换热模块。

每个模块都设有两组进出水口，模块的水侧设有供水回水联络母管，每个换热模块的每个进出口都设有独立的关断阀，可以单独隔离。

氟塑料在电厂低温换热器上的应用摘要：余热回收利用是发电厂为了降低排烟温度，回收热量的一种方式，目前多采用翅片管式、热管式换热器，其换热能力主要受到低温腐蚀的限制。

为进一步降低烟温，采用氟塑料换热器，能够防止酸腐蚀，并将烟气温度降至100℃以内。

关键词：氟塑料余热回收降低烟温节水前言燃煤电厂排烟热损失约占锅炉热损失的60%～70%，排烟损失是电厂锅炉运行中最重要的一项损失，脱硫水耗是电厂水耗的重要部分，采用低温换热器是一种有效利用烟气余热，降低排烟温度，减少湿法脱硫耗水量，提高全厂热效率的节能方式。

但排烟温度降的过低，则会导致低温换热器受热面的腐蚀。

目前国内低温换热器制造材料大多选用抗酸露点腐蚀钢ND钢（09CrCuSb)，虽可以有效减缓低温腐蚀，但不能根本解决低温腐蚀问题。

1 氟塑料换热器的技术可行性氟塑料低温换热器是以小直径氟塑料软管作为换热管束的换热器。

常用的氟塑料有聚四氟乙烯(PTFE,F4),聚四氟代乙丙烯(PEP,F46)和可熔性聚四氟乙烯(PFA)。

其是一种可以在较高工作温度和压力条件下仍具有耐强腐蚀性的换热器。

由于氟塑料与金属材料在物化性质的差异，逐渐被节能领域所重视及应用。

通过不断完善，氟塑料换热器将得到越来越广泛的应用。

下表是氟塑料与金属换热器的对比。

1.1 氟塑料的物理化学特性氟塑料的分子结构特点决定了其良好的耐热性和耐寒性，其长期使用温度范围较宽，可达-192 ℃～260 ℃，短期可在300℃下使用，在-100℃以下仍柔软，在250℃高温条件下经240 h老化后，其力学性能基本不变。

氟塑料属化学惰性材料，除高温下的元素氟、熔融态碱金属、三氟化氯、六氟化铀、全氟煤油外，几乎可以在所有的介质中工作。

此外，氟塑料是已知固体材料中表面自由能最低的材料之一，几乎所有材料不能粘附在其表面，因此氟塑料用作换热器时管壁表面基本不结垢。

同时，由于其表面分子对其它分子吸引力小，因而摩擦系数非常小(静、动摩擦系数与钢的比值均为0.04)，对流体产生的流动摩擦阻力也较小。

氟塑料管式GGH在电厂中的应用摘要：本文简述了回转式烟气换热器（GGH）当前存在的问题及原因，从氟塑料管式GGH的特点、工作原理、结构形式及使用情况来论述，说明了采用新型材料氟塑料管式GGH替代回转式换热器的优劣性，为新型电厂锅炉选用GGH提供了非常有价值的借鉴意义。

关键词：管式GGH；新型材料；耐腐蚀性引言GGH的作用是利用原烟气将脱硫后的净烟气进行加热，使排烟温度达到露点之上，减轻对净烟道和烟囱的腐蚀，减少烟囱冒白烟，提高烟气中污染物的扩散度；这种设备在低硫煤电厂使用效果尚可，但漏风率达1~3%，无法达到现阶段的超低排放要求。

在中高硫煤电厂使用的GGH普遍出现了腐蚀严重、漏风大、GGH堵塞严重甚至导致机组停运，本文将主要研究氟塑料管式GGH。

1 回转式GGH1.1 工作原理锅炉尾部来的温度较高原烟气，通过GGH换热原件与换热面进行交换时，将换热蓄于换热原件，经过热交换以后原烟气温度降低，进入吸收塔；从吸收塔出来的饱和净烟气经过回转GGH换热元件时，换热原件将从原烟气中吸收的热量释放出来使净烟气温度升高，经烟囱排入大气，达到设计要求排放烟温。

1.2 回转式GGH存在的问题近年来随着国家环保要求的日趋严格，越来越多的电厂安装了GGH装置，其中以回转式GGH居多，回转式GGH也暴露出越来越多的问题。

其中比较常见的问题有堵塞、腐蚀、漏风率大等，这些问题一方面降低了脱硫系统和机组运行的可靠性、大幅增加了检修维护费用，另一方面因堵塞引起压损过大导致设备耗电量增加，同时，由于原烟气向净烟气的泄露量大，导致SO2、烟尘等污染物排放超标。

甚至脱硫系统因GGH传热元件堵塞和腐蚀而退出运行，将导致机组停机。

如何解决这一难题，这也是诸多电厂所面临的棘手问题[1]。

1.3 原因分析锅炉尾部烟道工况条件恶劣，粉尘含量高、腐蚀性能强，是导致换热器管束腐蚀的主要原因。

由于换热器受热面的金属壁温接近烟气酸露点温度，燃料在燃烧过程中产生的SO2，SO3，HCl、HF等，与烟气中的水蒸汽结合，在金属管材表面上凝结形成硫酸、盐酸、氢氟酸等的混合物，从而引起低温腐蚀。

管式GGH在燃煤电厂脱硫系统中的应用发布时间：2022-12-30T05:55:02.666Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月17期作者：顾红雷[导读] 为达到燃煤机组烟气超低排放目标，顾红雷国能浙江北仑第一发电有限公司浙江省宁波市 315800 摘要：为达到燃煤机组烟气超低排放目标，同时避免原回转式GGH烟气换热器腐蚀、积垢等问题，管式GGH系统因具备高效可靠性能已在燃煤电厂烟气超低排放改造脱硫系统中推广应用。

本文介绍了管式GGH工艺原理以及技术特点，实例分析管式GGH在北仑电厂脱硫系统的应用。

关键词：管式GGH，脱硫系统，应用0 引言我国大型燃煤电厂90%以上采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，出于对烟气抬升高度以及烟道、烟囱结露和钢质烟囱防腐的考虑，大多数电厂选择安装了回转式GGH，即利用GGH元件储热进行热量传递，以提高FGD出口烟气温度、提高烟气抬升高度。

但湿法烟气脱硫工艺中回转式GGH长周期运行弊端逐渐暴露，GGH换热元件堵塞、系统运行阻力大、漏风率大、运维费用高，已成为困扰大多数脱硫行业工程技术人员的难题。

同时回转式 GGH，由于结构上的原因，无法避免的会造成原烟气的泄漏，从而造成脱硫效率的下降。

一般回转式GGH 的烟气泄漏率在1%～2%左右，造成SO2逃逸。

因此设置常规的回转式 GGH 装置，难以实现超低排放要求的＜35mg/Nm3的SO2排放目标。

为了解决以上这一系列问题，管式GGH（全称为tubular type gas-gas heat exchanger）技术研发诞生，因其优点突出，管式GGH技术逐步在燃煤电厂脱硫应用，用来代替原有GGH技术，有效的解决了GGH长周期运行差压控制困难的弊病。

1 管式GGH介绍管式GGH系统由烟气冷却器、烟气加热器、热媒水循环泵、补水系统、配套热媒水辅助蒸汽加热器、吹扫装置、加药装置以及其它辅助系统组成。

1.1管式GGH工作原理管式GGH利用烟气余热通过水为媒介，提高脱硫出口烟气温度的一种管式封闭循环装置。

氟塑料换热器在火电厂深度节能上的应用1 深度节能的背景火电行业的节能减排工作已经进行到了更深的一步，各个企业都在继续深挖潜力，深度节能。

锅炉一侧的深度节能主要目光都聚焦在尾部烟气余热的综合利用上。

尾部烟气在150℃到70℃之间的这部分热量，如果能够充分回收利用，将非常有助于提高深度节能的效果。

但是由于受到烟气酸露点的限制，这一段热量，如果单纯依靠金属换热器是无法回收的。

此时，氟塑料换热器就有了非常合适的用武之地。

氟塑料换热器不使用金属换热元件，而是采用氟塑料换热管。

氟塑料对烟气有过硬的抗腐蚀能力，能够耐受任何火电厂锅炉烟气的腐蚀。

在烟气换热过程中，没有金属部件暴露在烟气环境中，不会发生腐蚀，换热器的安全运行得到有力保障。

2 深度节能的多种组合方式对于锅炉尾部烟气在150℃到70℃之间的这部分热量，可以划分不同的温度区间，使用氟塑料换热器，或者，再搭配金属换热器一起，组合起来，完成这一段温度区间的余热回收再利用。

回收的热量，可以加热锅炉送风，或者加热凝结水，也可以通过不同的组合方式实现充分利用。

下面介绍几个典型的使用氟塑料换热器实现深度节能的实例。

海门电厂1000MW机组海门电厂使用氟塑料换热器和金属换热器搭配，通过水媒串联，将烟气余热回收，用来加热净烟气满足达标排放要求，其余的热量用来加热凝结水，实现深度节能。

空预器出口烟温130℃，首先经过一级烟冷器（金属换热器）降温到90℃，然后进入除尘器，再经过引风机（有大约2.8℃的升温效应），烟温从92.8℃再由二级烟冷器（氟塑料换热器）进一步降温到70℃,进入脱硫塔处理。

脱硫之后的净烟气为30℃，再通过氟塑料再热器，将烟温提升到70℃进入烟囱排放。

回收的热量，除了大部分用来加热净烟气以满足环保达标排放要求，另外一部分热量，通过水-水换热器，用于加热凝结水，实现深度节能。

赵石畔电厂1000MW机组赵石畔电厂使用氟塑料换热器，通过水媒将烟气余热回收，冬季时用于加热锅炉二次风，夏季时用于加热凝结水，可以切换运行。

第36卷第12期华电技术Vol．36No．122014年12月Huadian TechnologyDec．2014新型氟塑料低温省煤器在火电厂中的应用王天堃（神华国能集团有限公司，北京100033）摘要：国内火电机组取消烟气换热器，造成烟气余热大量浪费，增设低温省煤器可有效利用余热，但面临受热面低温腐蚀严重的问题。

以某660MW 空冷机组燃煤锅炉为依托，研究了新型氟塑料材质低温省煤器的应用方案，在计算、分析及经济比较的基础上，给出了针对该机组的最佳方案。

关键词：火电机组；烟气换热器；新型氟塑料；低温省煤器；余热利用中图分类号：TK 11+5文献标志码：B 文章编号：1674－1951（2014）12－0020－03收稿日期：2014－07－07；修回日期：2014－10－110引言国内很多火电机组由于堵塞和腐蚀的原因取消了脱硫烟气换热器（GGH ），但造成了烟气余热的巨大浪费，而在燃煤锅炉尾部受热面增设低温省煤器是降低排烟温度的可行方案。

低温省煤器所吸收的热量可用来加热凝结水或通过暖风器加热空气提高送风温度，减少低压加热器或者暖风器的抽汽量，增加汽轮机做功，提高机组效率，并可根据季节和煤质灵活调节排烟温度，其在国内已有较广泛的成功应用。

燃煤锅炉最低排烟温度受到烟气露点限制，而烟气露点不但取决于烟气含硫量，而且受烟气中水蒸气压力影响。

锅炉尾部冷端受热面壁温低于烟气露点，会发生受热面结露、积灰、腐蚀损坏，影响锅炉稳定运行。

已投运的大部分燃煤锅炉，低温省煤器壁温均低于烟气露点，因此，研究新型、高效、防腐的低温省煤器十分必要。

本文以某660MW 超临界空冷燃煤机组为例，分析新型氟塑料低温省煤器及其工程应用技术方案。

1新型氟塑料低温省煤器国内外对各种材料的低温腐蚀特性做了大量研究，氟塑料被认为是一种理想的材质。

新型氟塑料低温省煤器采用小直径薄壁软管，表面光滑不易结垢，具有极强的耐腐蚀性，可有效防止低温酸腐蚀，最大限度地利用烟气余热，提高机组经济性。

183中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.12 （上）华电集团某电厂为满足日益严格的环保排放要求，对4期1台1000MW 机组进行了超低排放改造，增设GGH 系统(烟气冷却器＋烟气再热器)，并对干式电除尘器和脱硫吸收塔进行了改造。

该机组改造完成后，烟气冷却器出口的烟气温度为90℃以下，烟气再热器出口的烟气温度为80℃以上，达到预期的性能要求。

1 GGH 系统的工艺原理和技术应用烟气换热器(Gas-Gas Heater，以下简称GGH)技术是从三菱日立电力系统公司(MHPS)的电除尘器+湿法烟气脱硫工艺的单一除尘、脱硫工艺路线演变而来。

在日本，所有的湿法烟气脱硫工艺均设置烟气再加热器，三菱日立电力系统开发的湿式石灰石-石膏法脱硫工艺采用了无泄漏式GGH，即原烟气加热热媒水，然后用热媒水加热脱硫后的净烟气；这项技术很快在燃煤电厂得到大量的推广应用。

电厂8号1000MW 机组所应用的GGH 装置，全套采用最先进的日本三菱日立公司技术，可分为烟气冷却器和烟气再热器。

其原理是利用锅炉空预器出来的烟气热量，通过烟气冷却器的换热管加热热媒介质(通常为除盐水)，再利用加热后的热媒水循环至烟气再热器的换热管以加热脱硫后的净烟气，通过提高净烟气的排放温度，提高烟气的抬升力，促进烟气扩散，进而有效缓解“白烟”现象。

设备的大致布置顺序为：烟气冷却器布置于电除尘器前，烟气再热器布置于脱硫吸收塔出口处，空预器出来的烟气余热被烟气冷却器吸收利用，出口烟气温度为90℃以下；经过再热器后，烟气温度由50℃左右升至80℃以上并从烟囱排出；相比于以前常用的回转式烟气换热器，这套系统完全避免了原烟气向净烟气方向的泄漏，增强了各设备之间的协同效果，既做到了烟气余热的深度利用，同时也极大增强了污染物的脱除效率。

2 GGH 系统中存在的问题和应对措施GGH 系统在电厂机组的运行过程中，主要会出现以下几个方面的问题。

氟塑料换热器技术在燃煤电厂的应用现状及前景分析田鑫;胡清;孙少鹏;宁玉琴;朱文中【摘要】文章从燃煤火力发电厂的烟气余热回收及低低温烟气处理出发，指出氟塑料换热器相比于金属换热器具有耐腐蚀、传热系数大、重量轻等特点，阐述了氟塑料换热器技术的特点及其在燃煤机组中的应用现状，包含：烟气余热深度回收系统、氟塑料MGGH系统、烟气中水回收系统、氟塑料管式GGH系统，对其各自的特点展开介绍，并对氟塑料换热器技术的应用前景进行了展望分析。

%From the field of flue gas heat recovery and low temperature treatment for flue gas in the coal-fired units. This article pointed out that, comparing with the metal heat exchanger, the fluorine plastic heat exchanger have these char-acteristics, such as strong corrosion resistance, high coefficient of heat transfer, light weight. And the characteristics of fluo-rine plastic heat exchanger and its applicating situation in the coal fired units were elaborated, including:the deeply flue gas heat recovery system, media gas-gas heat exchanger system based on the fluorine plastic heat exchanger, the system of water recovery from the flue gas, the gas-gas heat exchanger system of fluorine plastic tube, the features of these routes were intro-duced,. In addition, the application prospect of the fluorine plastic heat exchanger was analysised.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P15-18)【关键词】低低温烟气处理;氟塑料换热器;耐腐蚀;烟气余热深度回收;管式GGH 【作者】田鑫;胡清;孙少鹏;宁玉琴;朱文中【作者单位】华电电力科学研究院，浙江杭州310030; 杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030;华电电力科学研究院，浙江杭州310030; 杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030;华电电力科学研究院，浙江杭州310030; 杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030;华电电力科学研究院，浙江杭州310030; 杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030;华电电力科学研究院，浙江杭州310030; 杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5对燃煤电站锅炉而言，排烟热损失是锅炉效率的重要影响因素[1]。