歐版磨粉機(jī)在電廠脫硫石灰石制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用

侯憲勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

歐版磨粉機(jī)在電廠脫硫石灰石制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用

侯憲勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

火電廠煙氣脫硫工藝其脫硫劑大都為石灰石粉，石灰石粉的品質(zhì)、細(xì)度及顆粒分布是影響脫硫效果關(guān)鍵性因素之一，選擇合適的石灰石粉制備的工藝和裝備對(duì)整個(gè)脫硫過程起著至關(guān)重要的作用；本文主要介紹了采用歐版磨粉機(jī)制備石灰石粉的技術(shù)工藝及其在電廠脫硫中的應(yīng)用。

電廠脫硫；石灰石；制粉技術(shù)；歐版磨粉機(jī)

1 概述

我國(guó)SO2排放量居世界第一，燃煤火電廠是SO2污染最集中、規(guī)模最大的行業(yè)，火電廠排放SO2約占全國(guó)SO2排放總量的50%以上，也是我國(guó)控制SO2污染的重點(diǎn)行業(yè)。如果火電廠排放的大氣污染物得不到有效控制，將直接影響到中國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量的改善和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。國(guó)家一直重視火電廠煙氣脫硫的工作，加大火電廠脫硫監(jiān)管力度，要求新建、改建和擴(kuò)建燃煤電廠必須滿足二氧化硫控制目標(biāo)的要求。

火電廠石灰石—石膏煙氣脫硫濕法工藝(FGD)，是目前世界上技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的控制SO2排放技術(shù)，國(guó)內(nèi)90%以上的火電廠采用石灰石—石膏法脫硫，而吸收SO2的介質(zhì)都是石灰石粉，石灰石粉的粒度對(duì)脫硫效率有較大的影響，粒度愈小，愈有利于SO2的吸收，石灰石粉的制備成為火電廠脫硫、提高脫硫效率的先決條件。另外，石灰石粉的制備成本對(duì)脫硫成本有較大的影響，低成本制備高細(xì)度的石灰石粉技術(shù)成為電廠脫硫技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。

影響石灰石脫硫效率的主要因素：

(1) 石灰石品位。

石灰石品位由CaO含量來確定，石灰石純度越高，脫硫效率越好。作為工藝設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行配料設(shè)計(jì)時(shí)，既要計(jì)算其化學(xué)成分，也要了解它的物理性能。石灰石一級(jí)品的氧化鈣含量為48%～54%；脫硫用石灰石不一定要求CaO含量越高越好。CaO＞54%的石灰?guī)r，其純度較高而且大理石化程度高，不易粉磨，化學(xué)穩(wěn)定性也強(qiáng)，就不適合用做脫硫劑。

(2) 石灰石粉的細(xì)度。

石灰石粉的粒度越小，質(zhì)量比表面積就越大。由于石灰石的消溶反應(yīng)是固—液兩相反應(yīng)，其反應(yīng)速率與石灰石顆粒比表面積成正比，因此，較細(xì)的石灰石顆粒的消溶性能好，各種相關(guān)反應(yīng)速率較高，脫硫效率及石灰石利用率較高，但石灰石的粒度愈小，破碎的能耗愈高。通常要求的石灰石粉通過325目篩(44μm)的過篩率達(dá)到90%。

另外，石灰石粉的粒度與石灰石的品質(zhì)有關(guān)。為保證脫硫效率和石灰石利用率達(dá)到一定水平，當(dāng)石灰石中雜質(zhì)含量較高時(shí)，石灰石應(yīng)當(dāng)磨制得更細(xì)一些。

2 歐版磨粉機(jī)的技術(shù)工藝

2.1 歐版磨粉機(jī)制備石灰石粉工藝流程

脫硫用石灰石粉要求粒度250目或325目(45μm)，325目石灰石粉脫硫效果更好。制備這種細(xì)度的石灰石粉，基本上是主機(jī)采用雷蒙磨(擺式磨)、懸輥磨或歐版磨粉機(jī)等幾個(gè)方案。以往，雷蒙磨、懸輥磨使用的較多，近年來，隨著對(duì)石灰石粉細(xì)度要求的提高和節(jié)能減排的需要，愈來愈多的電廠脫硫制備石灰石粉開始采用歐版磨粉機(jī)制備石灰石粉方案。其工藝流程見圖1。

由圖1可知，制粉系統(tǒng)采用的設(shè)備為：破碎機(jī)、提升機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、歐版磨粉機(jī)。由于歐版磨粉機(jī)內(nèi)部帶有選粉裝置，不需外部的選粉機(jī)，使得流程簡(jiǎn)單。

圖1 歐版磨制備石灰石粉工藝流程

工藝流程簡(jiǎn)述如下：大塊狀石灰石經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎到所需粒度后，由提升機(jī)將其送至儲(chǔ)料斗，再經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)將其均勻定量連續(xù)地送入歐版磨粉機(jī)主機(jī)磨室內(nèi)進(jìn)行研磨，粉磨后的石灰石粉被風(fēng)吹起，經(jīng)選粉機(jī)進(jìn)行分級(jí)。符合細(xì)度的石灰石粉隨氣流經(jīng)管道進(jìn)入新型隔離式旋風(fēng)集粉器內(nèi)，進(jìn)行分離收集。收集的石灰石粉成品經(jīng)出料口并由輸送裝置送入石粉倉(cāng)，以備脫硫使用。不合格的粒子經(jīng)被選粉機(jī)分離后被甩向筒壁，沿筒壁落下后重新回到磨機(jī)研磨。整個(gè)系統(tǒng)在負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)粉塵不外溢從而保證現(xiàn)場(chǎng)清潔。

由于進(jìn)入磨機(jī)內(nèi)的石灰石中有時(shí)有一定的含水量，研磨時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)使其變成水蒸氣，使系統(tǒng)內(nèi)氣體總量增加。同時(shí)由于管道接合處或者空氣隨石灰石進(jìn)入系統(tǒng)，也會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)氣體總量增加。研磨時(shí)摩擦熱也會(huì)使氣體升溫，體積膨脹。此時(shí)為了保持系統(tǒng)的負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)可以開啟風(fēng)機(jī)和主機(jī)之間的閥門使多余氣體自動(dòng)導(dǎo)入脈沖布袋除塵器經(jīng)過濾后排出，確保環(huán)境保護(hù)。

2.2 歐版磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

歐版磨粉機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)是由主機(jī)、選粉機(jī)、管道裝置、離心引風(fēng)機(jī)、隔離式旋風(fēng)集粉器、除塵器組成。

主機(jī)工作原理(見圖2)：電動(dòng)機(jī)通過三角帶帶動(dòng)橫向傳動(dòng)軸，橫向傳動(dòng)軸再通過另一端的錐齒輪帶動(dòng)主軸。主軸的上端連接著磨輥吊架，磨輥部件通過橫擔(dān)軸懸掛在磨輥吊架上，整個(gè)磨輥部件可以繞橫擔(dān)軸擺動(dòng)。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磨輥部件在圍繞中心軸回轉(zhuǎn)的同時(shí)，在離心力的作用下磨輥沿著磨環(huán)內(nèi)圓滾動(dòng)。磨輥吊架下端裝有鏟刀架，鏟刀架下裝有鏟刀座盤，鏟刀座盤上裝有鏟刀。鏟刀刃將磨機(jī)內(nèi)的物料鏟起后送往磨環(huán)和磨輥之間進(jìn)行碾壓。

圖2 歐版磨粉機(jī)主機(jī)工作原理

選粉機(jī)工作過程：變頻調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)葉盤旋轉(zhuǎn)，葉盤上的葉片所形成的旋轉(zhuǎn)氣流，大顆粒物料離心力較大被甩向筒壁后下落回到磨機(jī)，合格物料通過選粉機(jī)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速要按成品粉子粒度大小做相應(yīng)的調(diào)節(jié)：如要獲得較細(xì)粒度的粉子時(shí)，就應(yīng)該提高葉片的轉(zhuǎn)速，如果要獲得較粗粒度的粉子時(shí)，就應(yīng)該降低葉片的轉(zhuǎn)速，具體的轉(zhuǎn)速要根據(jù)成品的目數(shù)、物料的比重、當(dāng)?shù)氐臏囟群蜐穸?、氣壓高低以及顆粒的具體特性、磨機(jī)的使用狀態(tài)進(jìn)行仔細(xì)調(diào)節(jié)。

旋風(fēng)集粉器對(duì)磨粉機(jī)的性能起到很重要的作用。帶粉氣流進(jìn)入集粉器時(shí)在集粉器內(nèi)形成向下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)氣流，旋轉(zhuǎn)粒子在離心力的作用下，顆粒物甩向筒壁，顆粒一旦碰到筒壁即被捕集并沿著筒壁滑向桶底，向下運(yùn)動(dòng)的氣體在錐體的作用下加速旋轉(zhuǎn)并被向上反射從回氣管排出進(jìn)入風(fēng)機(jī)。集粉器的下端裝有卸料閥，從集粉器下端掉落的粉子通過上下錐閥排出。由于在集粉器錐底形成的向上旋轉(zhuǎn)的氣流核心呈負(fù)壓狀態(tài)，所以對(duì)集粉器的下端密封要求很高，不允許有漏氣現(xiàn)象。一旦漏氣會(huì)使已經(jīng)被捕集的粉子被氣體重新吹起帶走，直接影響到整機(jī)的產(chǎn)量。因此集粉器的下端裝有上、下錐閥，其作用是分別打開或關(guān)閉，從而能夠在卸料時(shí)保證外界空氣不被吸入集粉器。

2.3 歐版磨粉機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

MTW歐版磨粉機(jī)是吸收歐洲粉磨技術(shù)及理念，新近潛心開發(fā)出的具有國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平、擁有多項(xiàng)自主專利技術(shù)的粉磨設(shè)備。該機(jī)型采用了錐齒輪整體傳動(dòng)、內(nèi)部稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)、弧形風(fēng)道等多項(xiàng)專利技術(shù)(專利號(hào)：ZL 2009 2 0088889.8、ZL 2009 2 0092361.8、ZL 2009 2 0089947.9)，其性能穩(wěn)定、操作方便、能耗低；可調(diào)可控成品粒度、粉磨物料應(yīng)用廣泛；配備專用除塵器，粉塵排放濃度完全低于國(guó)家環(huán)保規(guī)定。

主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：

(1) 錐齒輪整體傳動(dòng)，能量損耗小、效率高。

傳統(tǒng)擺式磨、懸輥磨機(jī)需另有減速機(jī)、通過聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)主軸，安裝時(shí)對(duì)中難度大，易產(chǎn)生噪音，降低效率，MTW歐版磨粉機(jī)為錐齒輪整體傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，安裝調(diào)節(jié)更方便快捷，效率大大增加(見圖3)。

圖3 錐齒輪傳動(dòng)及稀油潤(rùn)滑示意

(2) 內(nèi)部稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)、先進(jìn)可靠。

傳統(tǒng)磨機(jī)潤(rùn)滑形式為脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑阻力大、溫升高、軸承壽命短，MTW歐版磨粉機(jī)采用內(nèi)部油泵，無需另外增加油泵或潤(rùn)滑站，就可以實(shí)現(xiàn)主軸軸承和圓錐齒輪軸軸承的潤(rùn)滑，極大地提高了設(shè)備的使用壽命(見圖3)。

(3) 弧形風(fēng)道、風(fēng)量損失小、物料流動(dòng)性好。

傳統(tǒng)磨機(jī)中的磨粉機(jī)風(fēng)道，均為直板型風(fēng)道。這種結(jié)構(gòu)存在著氣流沖擊風(fēng)道板產(chǎn)生阻力，氣流分子間相互碰撞的能量損失大，易產(chǎn)生渦流導(dǎo)致風(fēng)道堵塞等缺點(diǎn)，MTW歐版磨粉機(jī)所采用風(fēng)道為曲面型風(fēng)道，切向氣流進(jìn)口順滑，阻力小，內(nèi)部出口方向有利于物料的分散，不容易堵料(見圖4)。

圖4 弧形風(fēng)道與直板型風(fēng)道示意

(4) 特殊磨輥及磨環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、曲面可換刀刃鏟刀，使粉磨效率提高、使用成本降低。

傳統(tǒng)磨機(jī)鏟刀刀刃磨損較快，鏟刀為整體鏟刀，刃部磨損后，需要整體更換鏟刀，浪費(fèi)材料，增加停機(jī)更換時(shí)間。MTW歐版磨粉機(jī)鏟刀，刃部采用高耐磨合金材料，使用壽命長(zhǎng)，更換時(shí)只需更換刀刃部分，提高了材料利用率(見圖5)。另外傳統(tǒng)的平面型鏟刀，物料鏟起后堆積在一個(gè)層面上，使磨輥磨環(huán)中部磨損嚴(yán)重，曲面型鏟刀可將物料導(dǎo)向立面，使磨輥磨環(huán)上、中、下部都能粉磨，使其均勻磨損，同時(shí)也增大了有效工作面積，從而增加了產(chǎn)量。

圖5 曲面可換刀刃鏟刀示意

(5) 成品粒度可調(diào)可控、選粉效率高。

選粉機(jī)轉(zhuǎn)速采用變頻控制，轉(zhuǎn)速更加精確，細(xì)料分選效果更佳；隔離式旋風(fēng)集粉器、選粉效率大大提高，內(nèi)筒與混合氣粉流之間采用隔離結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高選粉效率和選粉精度(見圖6)。

BC95模組連接網(wǎng)絡(luò)成功后，首先處于CONNECT狀態(tài)，此時(shí)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當(dāng)20 s無數(shù)據(jù)交互后進(jìn)入IDLE狀態(tài)，此時(shí)能夠接收服務(wù)器數(shù)據(jù)，10 s后仍無數(shù)據(jù)交互，進(jìn)入PSM狀態(tài)，此時(shí)不能接收服務(wù)器數(shù)據(jù)，模塊與服務(wù)器斷開連接，服務(wù)器下發(fā)數(shù)據(jù)不能喚醒BC95模組，但模塊仍注冊(cè)在網(wǎng)，喚醒后不需要重新注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，BC95模塊接收到主控芯片串口發(fā)送的AT指令被喚醒，進(jìn)入CONNECT狀態(tài)，立刻將數(shù)據(jù)傳到云服務(wù)器，然后傳送到監(jiān)控終端，做到實(shí)時(shí)響應(yīng)并且降低了功耗。

圖6 隔離式旋風(fēng)集粉器與常規(guī)集粉器示意

(6) 無阻力進(jìn)風(fēng)蝸殼(小觀察門無渦流)。

傳統(tǒng)磨機(jī)的進(jìn)風(fēng)蝸殼觀察門內(nèi)部門板內(nèi)面向外凸出，與進(jìn)風(fēng)蝸殼內(nèi)面不在一個(gè)平面上，這樣就易產(chǎn)生渦流效應(yīng)，增加系統(tǒng)能耗。MTW歐版磨粉機(jī)采用內(nèi)部門板內(nèi)面與進(jìn)風(fēng)蝸殼內(nèi)面在同一曲面上，可有效的避免渦流效應(yīng)。

(7) 人性化設(shè)計(jì)、易于操作。

歐版磨機(jī)不僅內(nèi)部采用了諸多先進(jìn)結(jié)構(gòu)，而且外觀也采用優(yōu)美的弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使整臺(tái)機(jī)器更加人性化，降低了工人操作時(shí)的產(chǎn)生的不必要損傷。

(8) 注重環(huán)保理念。

設(shè)備工作噪音小，配備先進(jìn)的除塵器、粉塵排放濃度完全低于國(guó)家環(huán)保規(guī)定。氣流由大旋風(fēng)集粉器上端回風(fēng)管吸入離心引風(fēng)機(jī)，本機(jī)整個(gè)氣流系統(tǒng)是密閉循環(huán)的，并且是在正負(fù)壓狀態(tài)下循環(huán)流動(dòng)的，獨(dú)特的空氣自循環(huán)系統(tǒng)，大大降低了外排風(fēng)量，降低粉塵、利于環(huán)保。

3 電廠石灰石粉制備系統(tǒng)設(shè)備配置選型

電廠石灰石粉制備系統(tǒng)可按年運(yùn)行300d，每天有效運(yùn)行時(shí)間20h，根據(jù)電廠脫硫一年需要的石灰石粉量計(jì)算需要的單機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，再由單機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量選擇歐版磨機(jī)的型號(hào)和規(guī)格。用于石灰石粉制備的歐版磨粉機(jī)規(guī)格性能列于右表。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采用歐版磨粉機(jī)制粉工藝的石灰石粉制備技術(shù)，其產(chǎn)品的細(xì)度及顆粒級(jí)配均齊，能夠很好滿足煙氣脫硫所需要的合適的石灰石粉，提高脫硫效率。 其生產(chǎn)線工藝流程通暢，投資省上馬快，易于生產(chǎn)管理。在選擇生產(chǎn)工藝方案和設(shè)備選型時(shí)， 采用成熟、可靠的新工藝、新技術(shù)，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可靠。電氣自動(dòng)化控制水平做到可靠、實(shí)用。高度重視了環(huán)境的綜合治理，可以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。綜合能耗比傳統(tǒng)的雷蒙磨、懸輥磨工藝降低20%～30%，產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高。該生產(chǎn)線工藝自問世以來為愈來愈多的電廠脫硫工程所青睞，歐版磨粉機(jī)在電廠脫硫工程中的廣泛應(yīng)用，將進(jìn)一步推動(dòng)電廠脫硫工作的進(jìn)展，為火電廠的節(jié)能減排提供可靠的技術(shù)和設(shè)備保障。

歐版磨粉機(jī)規(guī)格及性能

TD921.4

A

1007-9386(2011)06-0036-04

2011-11-01