新型脫硫裝置用磁力驅(qū)動攪拌器在600MW火力電廠的應(yīng)用

邊東升，聶鵬飛

(河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 樂亭 063611)

新型脫硫裝置用磁力驅(qū)動攪拌器在600MW火力電廠的應(yīng)用

邊東升，聶鵬飛

(河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 樂亭 063611)

河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司脫硫裝置中原來采用的機械式攪拌器已經(jīng)運行4年了，因機械式攪拌器的軸承和機械密封容易損壞而導(dǎo)致泄漏，且其維護工作量和維護費用都很高，于2010年10月將其更換為磁力驅(qū)動攪拌器，實現(xiàn)靜密封無泄漏的要求，且大大降低維護工作量和維護費用。該新型脫硫裝置用磁力驅(qū)動攪拌器效果顯著且全部為國有技術(shù)，值得推廣。

石灰石—石膏濕法脫硫；攪拌器；磁力驅(qū)動；靜密封；無泄漏。

1 概述

河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司于2005年7月20日，經(jīng)國家發(fā)改委以發(fā)改能源[2005]1312號文核準(zhǔn)立項建設(shè)王灘發(fā)電廠一期工程2×600 MW。一期工程于2004年3月開工建設(shè)，2005年12月通過168小時試運，2006年1月進入試生產(chǎn)，與主體工程配套的環(huán)境保護設(shè)施同時建成并投入運行[1]。

主要污染物是煙氣，工程采取石灰石—石膏濕法脫硫工藝，設(shè)計脫硫效率為95%，脫硫工藝系統(tǒng)主要包括：石灰石漿液制備系統(tǒng)、SO2吸收氧化系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水排放系統(tǒng)、工藝水體系及排水系統(tǒng)。其他還有除塵設(shè)施，低氮氧化物燃燒器，煙氣自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)等措施進一步保證環(huán)保效果。

大唐王灘電廠在原脫硫裝置中，為了罐內(nèi)漿液攪拌均勻，防止?jié){液沉淀，在每個罐壁上安裝了4臺側(cè)進式攪拌器，轉(zhuǎn)速106 r/min，配用功率：45 kW，攪拌器軸徑φ100，槳葉軸徑φ160，塔徑16.5 m，塔高38 m，漿液高度9 m～10 m。攪拌器在額定運轉(zhuǎn)時的傳動扭矩為5300 Nm，徑向載荷為68800 N，軸向載荷為17568 N。

本文探討的就是國產(chǎn)磁力驅(qū)動攪拌器與進口機械密封式攪拌器同時在大唐王灘電廠脫硫裝置上應(yīng)用，兩種技術(shù)設(shè)備在結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝、運行維護成本、整體造價及攪拌功能上各自不同特點的對比。

2 原機械式攪拌器介紹

機械式攪拌器的結(jié)構(gòu)

一般機械式攪拌器是由攪拌器、電機、釜體法蘭、釜體法蘭蓋、支架、沖洗管、聯(lián)軸器和驅(qū)動部件組成。結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 原機械式攪拌器結(jié)構(gòu)

3 磁力驅(qū)動原理和磁力驅(qū)動攪拌器

3.1 磁力驅(qū)動原理

磁力驅(qū)動由內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子組成，外磁轉(zhuǎn)子由電機驅(qū)動，利用磁場耦合特性帶動內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，完成非接觸的力矩傳遞，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器與下軸及攪拌槳聯(lián)成一體，實現(xiàn)攪拌的目的。

如圖2所示，隔離套與攪拌器腔體是靜密封，漿液都封在隔離套之內(nèi)；外磁轉(zhuǎn)子在電機帶動下轉(zhuǎn)動，通過磁力傳動，磁力線透過隔離套，帶動內(nèi)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，最后內(nèi)磁轉(zhuǎn)子帶動軸承和葉輪轉(zhuǎn)動。簡單的說：就是隔離套不動，電機帶著外磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)，通過磁力傳動的作用，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子就開始動了。同時里面的軸承和葉輪也就開始動了。再結(jié)合材料的選取，泄露和腐蝕可以同時得到保證。

圖2 磁力驅(qū)動原理

隔離是非旋轉(zhuǎn)件，起密封和承壓作用，隔套將內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及介質(zhì)與外磁轉(zhuǎn)子完全隔絕，與釜體構(gòu)成一個封閉密封腔，使釜內(nèi)介質(zhì)處于完全封閉狀態(tài)，因而可實現(xiàn)靜密封、耐高壓、無泄漏的目的。從根本上解決了攪拌過程中的跑、冒、滴、漏問題。

3.2 磁力驅(qū)動的特點

⑴無泄漏：靜密封，解決了反應(yīng)釜軸封失效和泄漏問題；

⑵節(jié)能：無接觸傳動，可減少攪拌功率損耗約20%左右；

⑶設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，噪聲低。

⑷適合于各種極毒、易燃、易爆以及其它滲透力強的化工工藝過程；石油化工、有機合成制藥、食品、電力等工藝中?？蓪崿F(xiàn)各個安裝位置的攪拌。側(cè)攪拌、頂攪拌、底部攪拌等。

3.3 磁力驅(qū)動攪拌器

由攪拌器、磁力驅(qū)動裝置、釜體法蘭、釜體法蘭蓋、支架、驅(qū)動部件組成。結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 磁力驅(qū)動攪拌器的結(jié)構(gòu)

4 機械密封攪拌機與磁力驅(qū)動攪拌器的對比

4.1 世面結(jié)構(gòu)對比

⑴機械密封攪拌器結(jié)構(gòu)特點：

①攪拌器：攪拌器與軸用鍵聯(lián)接，自用葉輪螺母緊固；攪拌器為推進式結(jié)構(gòu)。

②塔體法蘭：連接和定位攪拌器的作用。

③支架：支架的一側(cè)與減速機以法蘭相連接，另一側(cè)與塔體法蘭連接。

④釜體法蘭蓋：釜體法蘭蓋上設(shè)有機械密封腔體，軸封采用機械密封，正常的密封應(yīng)保持在每小時約5 ml的泄漏量。軸承安裝在機械密封上(即機械密封承擔(dān)軸承體的作用)，形成攪拌器主軸定位于機械密封，而機械密封又定位于軸承，這樣，軸承與機械密封之間存在力的相互作用，在一方損壞的情況下，另一方也必將損壞，軸承為滾動軸承。

⑤軸承為滾動軸承，軸承數(shù)量一個。軸長度為1200 mm。

⑥聯(lián)軸器：采用爪形聯(lián)軸器連接，需要調(diào)整連軸器的同心度。

⑦驅(qū)動部件：驅(qū)動部件通過螺栓直接固定于固定支撐上，須將驅(qū)動部件拆卸后吊離可進行檢修攪拌器。

⑵磁力攪拌器結(jié)構(gòu)特點：

①攪拌器、釜體法蘭和支架等和機械式攪拌器基本一致；

②軸承為滑動軸承，數(shù)量二個。軸長度1000 mm。

③釜體法蘭蓋：軸承體安裝在釜體法蘭蓋上，軸承體內(nèi)裝有前后兩套滑動軸承，攪拌器主軸定位于軸承，軸承定位于軸承體，將攪拌產(chǎn)生的力直接傳遞于釜體上。

④取消聯(lián)軸器和機械密封，但比機械攪拌器多出內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，外磁轉(zhuǎn)子和隔離套。

⑤驅(qū)動部件：結(jié)構(gòu)與機械式攪拌器一致。

兩種結(jié)構(gòu)比較明顯不同主要兩點，①在軸承上機械攪拌器采用單滾動軸承，為點接觸，軸長度為1200 mm。軸承承受徑向力大，對軸承機械強度和安裝精度要求高。磁力攪拌器采用兩個滑動軸承，為面接觸，軸長度1000 mm。軸承承受徑向力小，對軸承機械強度和安裝精度要求相對較低。②磁力攪拌器沒有了機械密封，連接全部為法蘭連接，完全實現(xiàn)零泄漏。此點機械攪拌器無法做到。

4.2 機械攪拌器與磁力攪拌器安裝調(diào)試對比

機械攪拌器安裝調(diào)試需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)人員，需要專業(yè)安裝工具。對中調(diào)試及軸承間隙要求高。(進口攪拌器要求測量新軸承間隙，新軸承間隙在0.12 mm～0.25 mm，外套與軸承座無轉(zhuǎn)圈現(xiàn)象。電動機找中心， 軸向偏差不超過0.1 mm。)

磁力攪拌器整體安裝，無需對中。安裝工作主要是連接法蘭的螺栓不需專業(yè)人員簡單培訓(xùn)即可，安裝工具為手拉葫蘆和扳手等普通工具，不需專門工具。相對進口機械攪拌器安裝快捷，工作量小。

4.3 運行維護成本對比

機械攪拌器對軸承要求溫度不高于室內(nèi)溫度50 ℃，溫度最高值不得超過75℃。軸承箱的潤滑使用干基潤滑脂，第一次更換潤滑油的時間2400運行小時，以后更換潤滑油的時間每3600運行小時，半年至少一次。機械密封視運行情況不定期更換，機械攪拌器的在王灘電廠機械密封失效更換情況：自2008年～2010年，三年期間，8臺機械式攪拌器共發(fā)生泄漏10臺次，個別臺次在一年內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)數(shù)次。更換一個進口機封需要10多萬元，成本較高。

磁力攪拌器沒有機械密封，沒有更換機械密封的工作量，軸承采用水潤滑冷卻，冷卻水流入漿液中，硬質(zhì)合金軸承硬度高，摩擦力小，導(dǎo)熱性能好，正常運行壽命超過五年。所以在軸承運行壽命內(nèi)，磁力攪拌器可實現(xiàn)免維護運行，維護成本為零。

4.4 進口機械密封攪拌器與國產(chǎn)磁力驅(qū)動攪拌器造價對比

國產(chǎn)磁力驅(qū)動攪拌器與進口機械密封攪拌器價格差距明顯。

電機功率45 kW：大唐王灘電廠安裝的機械攪拌器，配套進口減速機，攪拌葉輪及接觸漿液部件采用1.4529鋼，整體造價在50萬元左右。磁力驅(qū)動攪拌器，配套進口減速機，攪拌葉輪及接觸漿液部件采用1.4529鋼，整體造價在42萬元左右。

電機功率30 KW：以國內(nèi)某電廠4×600 MW電廠脫硫攪拌器招標(biāo)為例，進口攪拌器報價35萬元人民幣，磁力攪拌器報價32萬元人民幣。

從電廠的角度綜合考慮，即使兩種攪拌器價格相同，選用磁力攪拌器也是合適的，畢竟磁力攪拌器的運行維護成本是非常低的，只需5年更換一次軸承即可。

4.5 綜合性能對比

綜合性能對比見表1。

表1 綜合性能對比

5 結(jié)論

河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司于2010年9月將原脫硫裝置用機械式攪拌器改造成了磁力驅(qū)動攪拌器，自投運以來，取得了良好效果，主要體現(xiàn)在：

⑴磁力驅(qū)動攪拌器保留了原機械式攪拌器的性能，同時其密封結(jié)構(gòu)為靜密封，可以徹底解決泄露問題，同時大大降低維護工作量和維護費用，值得推廣；

⑵磁力驅(qū)動攪拌器可以比較容易的實現(xiàn)在線檢修，可以進一步確保主設(shè)備的安全可靠運行；

⑶磁力驅(qū)動攪拌器系國產(chǎn)設(shè)備，零配件選購快捷方便。

[1]趙克中．磁力驅(qū)動技術(shù)與設(shè)備[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

[2]Q/GC 03-2004，CJBQ型永磁傳動攪拌器[S]．

Application of New type Desulfurize Device with Magnetic Force Drive Blender to 600MW Thermal Power Plant

BIAN Dong-sheng, NIE Peng-fei
(Hebei Datang Wangtan Power Generation Co.,Ltd., Laoting 063611, China)

The mechanical stirrer of FGD using in Datang International Power Generation Co., Ltd., had been running for 4 years, and for heavy and expensive maintainance and for easy leakage, we replace it with the new magnetic stirrer to reach the requirements of static seal, no-leakage, easy maintainance and cheap. For the clear advantage of this magntic stirrer in FGD, the stirrer with all independent technic is value to be popularized.

limestone - gypsum FGD process; stirrer; magnetic drive; static seal; no leakage.

TM621

B

1671-9913(2011)01-0055-04

2010-12-15

邊東升(1970-)，男，工程師，長期從事火力發(fā)電廠運行、檢修和管理工作。