图1 最内圈约半径1.5 米范围内已基本完全堵塞图2 最外圈约200 －300MM
范围已基本完全堵塞检查效果：结垢很硬，粘附牢固，不易清除，已取样化验，
成分主要为石灰石和石膏；GGH 内部无腐蚀现象；GGH 传热元件无损坏现象。

      3 GGH 结垢造成的影响

      3.1 经济性影响首先，GGH 结垢造成净烟气不能达到设计要求的排放温度，
并对下游设施造成了腐蚀。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，对出口烟道造成了低温腐蚀。

      其次，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。据统计对于350MW 机组，进入吸收塔的烟气温度每升高10℃，大约水耗量增
加5t/h. 第三，结垢后将会增加增压风机的出力运行，加大电耗，增加了厂用电
率。

      3.2 安全性影响首先，如果GGH 换热元件结垢严重可能造成风机喘振。因
为，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500Pa ，结垢后阻力增大。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，极易造成风
机喘振，引起增压风机跳闸，脱硫系统退出运行，严重的，如果烟道旁路挡板没
有正常连锁快开或者机械机构卡死，将威胁机组的安全运行，造成了更加严重的
事故。

      其次，如果结垢严重由于原烟气经过GGH 时，GGH 换热元件本身没有有效
的吸收原烟气温度，造成吸收塔入口烟气温度的增加，严重时会因高温烟气损坏
吸收塔内部的设备，同时也会影响吸收塔内的化学反应效果。

      4 GGH 结垢分析

      4.1 结垢成因分析亚硫酸钙和硫酸钙在水中的溶解度很小，都会形成高度
过饱和溶液。亚硫酸钙和硫酸钙的种子晶体按相关化学反应生成Ca SO3o1/2H2O
软垢；烟气中的CO2 的再碳酸化，可能生成CaCO3 沉淀物。一般烟气中，二氧化
碳的浓度达到10% 以上，是SO2 浓度的50~100倍。吸收塔中部分SO32- 和HSO3-
被烟气中剩余的氧气氧化为SO42- ，最终生成CaSO4o2H2O沉淀。CaSO4o2H2O的溶
解度较小（0.223g/100g 水，0 ℃），易从溶解中结晶出来，在部件表面上形成
很难处理的硬垢。可以说，GGH 的表面结垢和堵塞，其原因是烟气中的氧气将CaSO3
氧化成为CaSO4 （石膏），并使石膏过饱和。

      4.2 结垢机理分析首先，在原烟气中含有大量金属氧化物，如MgO 、ZnO 、
MnO 、CuO 等，对SO2 均有吸收能力，一般认为，SO2 溶于水形成亚硫酸，温度
升高时，反应平衡向左移动SO2 同氧化剂反应生成SO3 ，在催化剂的作用下，可
加速SO2 氧化成SO3 的反应，在与含水量大的烟气接触时，SO3+H2O ─→ H2SO4，
此时再与原烟气中的MgO 、ZnO 、MnO 、CuO 反应将生成坚硬的固体结垢MgSO4 ，
ZnSO4 等坚硬的固体结垢。

      其次，SO2 及易与碱性物质发生化学反应，形成亚硫酸盐，碱过剩时生成
正盐，SO2 过剩时形成酸式盐，亚硫酸盐不稳定，可被烟气中残留的氧气氧化成
硫酸盐：在GGH 净烟气侧，由于净烟气带石灰石浆液以及少量石膏等化学物质，
在通过GGH 时粘附在GGH 换热元件上，当GGH 净烟气侧GGH 换热片转到原烟气侧
时，与原烟气中的SO2 发生化学反应，生成Ca SO3o1/2H2O 软垢，当SO2 过剩时
形成CaSO4o2H2O. 4.3 垢样化验GGH 是湿法脱硫工艺的一项重要设备，由于热端
烟气含硫最高、温度高，而冷端烟气温度低、含水率大，故GGH 换热元件需用耐
腐蚀材料搪瓷钢。而换热元件框架（俗称篮子）也应为考登钢或不锈钢。主要想
了解垢样的酸碱度，主要化学成分，熔点特性，溶解性及溶解度特性，提供较佳
的溶剂种类，该溶剂最好水溶，以方便在水洗受热面时加入。经过取样化验，垢
体成分排在第一位的是Ca2+，这给分析结垢原因提供了突破口。

      5 GGH 结垢原因分析

      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，本
人分析了以下几点原因：（1 ）净烟气侧携带的石膏石灰石混合物颗粒，经过GGH
，在换热元件表面的积累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。同时，在高低负荷时，吸收塔浆液循环泵都是
两台运行，一台备用，因此，在低负荷时烟气量减小而浆液量没有变，这就增加
了净烟气的湿度，和携带的石膏石灰石混合物颗粒的机会。

      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 ）运行时吸收塔内液位高，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。此现象可由下图解释：

 图3 最外圈约200 －300MM 范围已基本完全堵塞（3 ）原烟气中灰尘的浓
度大、粘度强换热元件在净烟气侧附带水分之后，在经过原烟气侧时，原烟气中
电除尘未除净的尘粒附着在换热元件上，久而久之，越积越多，在高温蒸汽的作
用下板结，形成垢块。

      （4 ）除雾器除雾效果不好由于除雾器没有有效的去除烟气中携带的液滴，
使得净烟气进入GGH 时携带大量水分和浆液杂质，在经过GGH 换热元件时，水分
连同其携带的石灰石和石膏一起粘附在换热元件上面，当带有水分的换热元件转
到原烟气侧时，温度较高的原烟气使水分蒸发，而石灰石和石膏成分则粘附在换
热元件上，如此反复，使得换热元件上的结垢越来越多，而蒸汽吹灰时高温蒸汽
（320 ℃）又加剧了水分的蒸发，使得垢体更加坚硬，附着更加牢固，不易清除。

      （5 ）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。

      （6 ）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；喷嘴与换热面间的
距离过大，使得能量损失严重，而达不到充分吹扫；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。

      6 防止GGH 换热元件结垢措施

      针对GGH 换热元件结垢原因，本人建议各厂针对自身的GGH 换热元件结垢
处理采取相应的防范措施，总结以下几点措施，供大家探讨学习。

      6.1 运行措施针对以上GGH 换热元件结垢原因建议措施：（1 ）运行过程
中应注意监测吸收塔液位，适当降低吸收塔液位，同时记录、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.
运行过程中应严格控制吸收塔浆液参数，建议吸收塔浆液浓度控制在1100Kg／m3
至1130 Kg ／m3，PH值控制在设计范围5.4 ～5.6 之内，最大不超过6.0 ，也可
根据实际情况经验适当降低，严格控制电除尘效果，控制烟气进入吸收系统所带
入的烟尘量，及时按规定程序用工艺水对除雾器进行冲洗，以防止除雾器结垢影
响除雾效果；（2 ） 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，否则垢体
会越积越多，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，高压
水冲洗建议采取辅电机低转速运行冲洗，在冲洗时建议采取将烟气旁路挡板全开，
增压风机静叶调至出力最小运行，以达到最佳冲洗效果；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；
（3 ）要在浆液里面加入适当消泡剂，防止吸收塔虚假液位的出现；（4 ）在脱
硫系统启动时，建议尽量缩短启动浆液循环泵与增压风机的时间间隔，防止吸收
塔浆液飘入GGH ，在每次启动脱硫系统后，尽快使用高压水冲洗GGH 一次，防止
飘落在换热元件上的浆液干固，粘附在换热元件上；只要冲洗就要冲洗彻底，防
止结垢更严重；（5 ）在GGH 出口原烟道靠近吸收塔的侧壁下边缘处加装导流槽，
以防浆液顺原烟气烟道流入GGH ，可以把顺侧壁流下的浆液导流到两侧顺外壳的
密封片处流下；（6 ）在低负荷时采用减少一台浆液循环泵运行方式，不仅可以
减少净烟气的含带浆液量，同时也可以减少厂用电率，提高经济性。

      6.2 建议整改措施（1 ）利用脱硫系统停运时，适当调整蒸汽（高压水）
冲洗喷嘴与换热元件间的距离以及根据结垢程度相应增加喷嘴数量，以保证冲洗
介质的最大能量利用；（2 ）利用脱硫系统停运时，检查除雾器是否有结垢现象，
根据除雾效果适当调整除雾器，保证更有效的去除雾滴。

      （3 ）在GGH 净烟气侧入口前加装烟气除湿过滤净化装置，定期清理更换，
以降低通过GGH 的净烟气的湿度和杂质含量。

      （4 ）寻找一种垢体溶解剂，在GGH 冲洗过程中加入到冲洗介质中，既不
腐蚀设备又可以达到清除垢体的目的。（此建议有待进一步研究）

      （5 ）利用脱硫系统停运时，在满足吸收塔出入口烟气温度的情况下，适
当调宽GGH 换热片之间的间距。

      结束语：

      目前三河电厂通过各种改造以及运行整改措施，已经达到一定的效果，增
加了GGH 的正常投运时间，但是问题仍然存在，还需要进一步的研究改造。GGH
换热元件结垢是各电厂石灰石- 石膏湿式烟气脱硫的一个普遍共同关注的问题，
解决此问题意义重大，文章只是个人在工作中总结出来的一点观点见解，有些可
能不够准确全面，希望和大家共同探讨，尽快解决此类问题。

      参考文献

      「1 」周至祥//段建中//薛建明编，ISBN- 7-5083-4125-2 《火电厂湿法
烟气脱硫技术手册》，2006-6-1，北京：中国电力出版社。

      「2 」刘俞铭编，《火电厂湿法烟气脱硫新技术与FGD 设备选型设计及典
型实例剖析实用手册》，2006，中国电力电子出版社。

      「3 」钟毅，，高翔，霍旺，王惠挺，骆仲泱，倪明江，岑可法，湿法烟
气脱硫系统气- 气换热器的结垢分析[J] ，2008，（02）：275-278 ，浙江大学
动力工程。

      「4 」国电太原第一热电厂编，《300MW 热电联产机组烟气脱硫技术》，
2006-6，中国电力出版社。

      作者简介：梁昌龙，男，（1983- ），助理工程师，2006年毕业于长春工
程学院电气工程及其自动化专业，工学学士学位，现从事三河发电有限责任公司
集控运行生产工作。联系地址：河北省三河市燕郊开发区三河发电有限责任公司，
邮编：065201，电话：13722663619 ，0316-3365100. 电子邮箱：liangchanglong88@163.com.