煙氣再熱系統的泄露與防泄漏措施
漏泄率為考核GGH性能的重要指標之一。由于原煙氣向凈煙氣泄漏導致了凈煙氣中硫化物含量的提高，增加了硫化物的排放量，降低了整個FGD系統的脫硫效果。GGH泄漏率的計算方法同ASME PTC 4．3的漏風率測試部分，按下式計算：
泄漏率L( %)=(E2-E1)/E1×100%
式中：E1——GGH凈煙氣入口煙氣量，kg/h；
E2——GGH凈煙氣出口煙氣量，kg／h。
從公式中可以看出，降低泄漏率必須降低原煙氣到凈煙氣的泄漏量，即(E2-E1)的差值。但由于容克式GGH結構的特點，很難完全消除原煙氣向凈煙氣泄漏。
在理論上可以將GGH 的泄漏分為攜帶泄漏和直接泄漏2部分：
攜帶泄漏
為了實現GGH 的換熱，其載有傳熱元件的轉子交替性地轉過原煙氣側和凈煙氣側。轉子的連續旋轉，將其倉格內的煙氣從一側攜帶到另一側。而原煙氣被攜帶至凈煙氣中去，產生攜帶泄漏。
攜帶泄漏量L≈K1×V×R
式中：K1——系數；
V—— 轉子容積，m3；
R—— 轉子轉速，rpm。
對于高海拔地區，考慮大氣壓因素需另加修正。
直接泄漏
當原煙氣側的壓力高于凈煙氣側時，由于GGH 的徑向和軸向密封存在著動靜間隙，造成原煙氣向凈煙氣泄漏(見圖1)。
 圖1 直接泄漏原理圖 |
直接泄漏量Ld=K2×A×(△p/N)0.5
式中：K2——阻力系數；
A —— 密封間隙總面積，m2；
△P—— 原煙氣與凈煙氣的壓差，Pa；
N——密封片道數。
同樣，對于高海拔地區，需對大氣壓因素另加修正。針對以上泄漏量計算公式，為減少原煙氣向凈煙氣側的泄漏，GGH采取以下措施：
減小攜帶泄漏量Lc
根據公式(2)，GGH選型確定后，其轉速R與轉子倉格的容積V即為定值，無法通過改變其參數而達到減小攜帶泄漏量的目的，但我們可以在密封區增加一些密封手段。根據轉子轉向，在上游密封區布置1套凈化系統，由1臺風機、煙氣管道和相關擋板組成，從GGH 凈煙氣側的出口處抽取一定量的具有一定壓力的凈煙氣，噴人密封區的轉子內來置換轉子內的原煙氣，從而達到減少攜帶原煙氣的目的(見圖2)。凈化裝置通過布置在熱端中間梁上原煙氣側(原煙氣側轉向凈煙氣側處)的一條布滿整個扇形板長度的長槽中噴出凈煙氣，使經過該處的轉子倉格中的大部分原煙氣和灰粒在轉子轉入凈煙氣側前被凈煙氣置換掉，使轉子倉格攜帶到凈煙氣側的原煙氣和灰粒降至最少。
 圖2 凈化系統示意圖 |
根據國外制造商的大量試驗及經驗，凈化煙氣流量與凈化效率的曲線如圖3所示，該曲線類似于對數曲線。為達到某一凈化效果，可以選擇適當的凈化煙氣流量，在選擇凈化煙氣流量時應當考慮到流量與凈化效果的性能價格比，因為隨著凈化風機的風量增大，凈化風機的電耗上升很快。
 圖3 凈化煙氣流量與凈化效率曲線圖 |
增加密封片的道數N
在結構上可采用雙道密封結構，即公式(3)中N=2，在任何時刻都至少有2道密封片與扇形板或軸向圓弧板構成密封副。通過公式(3)的計算可得，這種結構可使此處的直接泄漏減少30%左右。但無限增加N 值是不可取的，目前一般N 取2。
增加密封區壓力以隔離原煙氣與凈煙氣
由于密封片兩側存在壓差△P，當原煙氣側的壓力高于凈煙氣側時，就存在了原煙氣向凈煙氣泄漏的趨勢。為改變這種情況，可布置1套加壓密封系統，從熱端扇形板的中心線上向轉子噴出具有比原煙氣壓力高的凈煙氣流，形成一道局部高壓區，將原煙氣與凈煙氣進行隔離(見圖4)。當轉子部件轉到此處時，高壓凈煙氣流將阻止原煙氣向凈煙氣泄漏，起到密封隔離作用。
為達到最為經濟的布置方式，加壓密封系統與凈化裝置通常合二為一，共用1臺風機，從GGH 的凈煙氣出口煙道中抽取適量的凈煙氣對轉子進行凈化、加壓密封。我們通常又稱其為低泄漏系統。
 圖4 加壓密封系統結構示意 |
減小密封間隙總面積A
由于轉動的密封片與靜止的扇形板或軸向圓弧板間必定存在著間隙。通過冷態的間隙設定，減少冷端和軸向的運行間隙。GGH 在熱態時，轉子產生熱變形而使轉子熱端間隙增大，對大直徑GGH 為GGH 配套自動間隙跟蹤系統，通過傳感器來使得扇形板/軸向圓弧板跟蹤轉子的熱變形，采用溫度和定時控制系統使扇形板和/或軸向圓弧板與密封片的間隙自動保持在一個極小值。由于GGH 的工作溫度低，本系統的工作性能好于空氣預熱器。
以上減小泄漏的措施可根據用戶對GGH所要求的泄漏率并根據GGH 的型號進行適當使用。針對某一項目的具體工況及對泄漏率的不同要求水平，分別采用不同的防泄漏措施進行了對比計算，在表中可以看出各種防泄漏措施的特點及效果。
表1 各種不同防泄漏措施的對比 |
注：以上結果以熱端254mm WC壓差為依據，實際的泄漏率與FGD的性能數據、GGH的型號及其它因素有關。
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