圓盤脫水機(jī)在火力電廠煙氣脫硫石膏脫水系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳代敏 衷小鵬 潘慶

摘 要：根據(jù)多年的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，分析煙氣濕法脫硫石膏脫水系統(tǒng)中帶式真空脫水機(jī)與圓盤真空過濾機(jī)兩種類型的設(shè)備，發(fā)現(xiàn)其在系統(tǒng)中的表現(xiàn)優(yōu)劣； 本文根據(jù)圓盤真空過濾機(jī)在系統(tǒng)中的常見問題，提出有效應(yīng)對改進(jìn)措施，比如如何減少設(shè)備故障措施，如何改善設(shè)備管理、優(yōu)化其運(yùn)行，以保證圓盤真空過濾機(jī)在系統(tǒng)中高效、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：石膏脫水；圓盤脫水機(jī)；優(yōu)化

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

20世紀(jì)80年代，圓盤真空過濾機(jī)被引進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn)，應(yīng)用于選礦及洗煤廠等適用該產(chǎn)品的行業(yè)。真空皮帶脫水機(jī)2010年以后，圓盤真空過濾機(jī)開始被試用于火電廠煙氣脫硫石膏脫水系統(tǒng)中。

1 圓盤真空過濾機(jī)應(yīng)用于石膏脫水的優(yōu)勢

1.1 設(shè)備占地面積小

圓盤真空過濾機(jī)的有效過濾面積即為圓形濾盤的（雙面）面積。盤面立式擺放，和原用帶式真空過濾機(jī)相比，圓盤真空脫水機(jī)的占地面積約為帶式真空脫水機(jī)的1/5。對于新建火電廠項(xiàng)目，脫硫島綜合工藝樓的建筑面積可以大大減少，降低工程造價(jià)；對于火電廠增容改建的項(xiàng)目，在原有脫硫島綜合工藝樓的建筑面積、土建基礎(chǔ)不變的情況下，設(shè)備的產(chǎn)能可以成倍增長，無需增加土建投資；對于火電廠超凈排放改造的項(xiàng)目，可在原有的脫硫島綜合工藝樓內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場原有安裝帶式真空脫水機(jī)位置情況，進(jìn)行非標(biāo)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在不拆原有過濾機(jī)的情況下，增加安裝圓盤真空過濾機(jī)，在少量增加土建費(fèi)用的前提下，改善石膏脫水現(xiàn)狀，使得運(yùn)行更加可靠和節(jié)能。

1.2 設(shè)備安裝簡單

圓盤真空過濾機(jī)設(shè)備體積小，設(shè)備出廠為整體發(fā)貨，現(xiàn)場整體吊裝就位安裝，無論是新建工程還是改造工程，都可以最大程度地降低安裝工作量，特別有利于施工工期極其短的超凈排放改造項(xiàng)目。

1.3 系統(tǒng)真空度高

設(shè)備的結(jié)構(gòu)和濾料的性質(zhì)，決定了圓盤真空過濾機(jī)整機(jī)的密封性極佳，真空有效利用率高，系統(tǒng)真空度可達(dá)0.08MPa左右，且在這個(gè)真空度下，真空泵的功率還相對較小。在同樣物料性質(zhì)情況下，可比帶式真空脫水機(jī)獲得水分更低的濾餅。

1.4 設(shè)備現(xiàn)場情況良好

圓盤真空過濾機(jī)特殊的設(shè)備結(jié)構(gòu)決定了設(shè)備運(yùn)行過程中較為容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)。智能化運(yùn)行模式可做到平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行，無人值守，脫水系統(tǒng)遠(yuǎn)程DCS控制，根據(jù)各檢測信號可實(shí)現(xiàn)一鍵啟停設(shè)備。

圓盤真空過濾機(jī)的整機(jī)緊湊性，決定了可將設(shè)備整體密閉在集氣罩內(nèi)，整臺(tái)設(shè)備密閉性好，同時(shí)石膏漿液蒸汽由軸流風(fēng)機(jī)通過風(fēng)道抽走，現(xiàn)場無石膏漿液蒸汽的無組織散發(fā)，不會(huì)因石膏漿液蒸汽造成脫水車間汽霧彌漫。

1.5 設(shè)備維護(hù)、檢修簡單

圓盤真空過濾機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行自動(dòng)化程度高，盤片與中心軸流道的連接方式穩(wěn)定性高、密封性好，拆卸、安裝簡單。拆卸維護(hù)、檢修簡單。石膏漿液進(jìn)入設(shè)備槽體內(nèi)，主軸帶動(dòng)扇形板轉(zhuǎn)動(dòng)，形成濾餅完成脫水過程。槽體內(nèi)有液位檢測裝置，還設(shè)有溢流口，有專門的管道將溢流的漿液排走，不會(huì)造成石膏漿液在車間內(nèi)肆意亂流。智能化自動(dòng)調(diào)整卸料方式，保證穩(wěn)定運(yùn)行。

1.6 設(shè)備運(yùn)行成本低

某電廠脫硫系統(tǒng)原裝兩臺(tái)64m2帶式真空過濾機(jī)，一備一運(yùn)，超凈排放改造時(shí)加裝一臺(tái)80 m2布盤脫水機(jī)。下面將兩種形式的脫水機(jī)的設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行成本情況進(jìn)行比較，見表1。

表1 設(shè)備參數(shù)對比表

項(xiàng) 目 布盤脫水機(jī)80 m2 帶式真空過濾機(jī)64m2

過濾面積（m2） 80 64

設(shè)計(jì)產(chǎn)能（t/h） 60 50

主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率（kW） 3 22

真空泵電機(jī)功率（kW） 55 315

濾布沖洗水泵功率（kW） 無 15

總計(jì)耗電量（kW） 58 352

設(shè)備外形尺寸（帶基礎(chǔ)） 4125×4700×5650 24500×3900×3200

占地面積（㎡） 19.4 95.6

表2 設(shè)備運(yùn)行參數(shù)對比表

項(xiàng) 目 布盤脫水機(jī)80 m2 帶式真空過濾機(jī)64m2

脫硫噸石膏能耗（kWh/t） 1.16 7.04

真空泵密封水（m?/h） 4.6 21

濾布沖洗水（m?/h） 無 13

真空室密封水（m?/h） 無 3.5

總計(jì)耗水量（m?/h） 4.6 37.5

按設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)5500h、電費(fèi)0.19067元/kWh（上網(wǎng)電價(jià)）、水費(fèi)6.49元/t （廠區(qū)用水水價(jià)）計(jì)算，運(yùn)行成本見表3。

表3 設(shè)備運(yùn)行成本對比表

名 稱 布盤脫水機(jī)80m2 真空帶式過濾機(jī)64m2

年總耗電量（kWh） 319000 1936000

年總耗水量（m?） 25300 206250

年電費(fèi)（萬元） 6.082 36.914

年水費(fèi)（萬元） 16.420 133.856

年備品備件費(fèi)用（萬元） 4 12

合計(jì)（萬元） 26.502 182.77

2 圓盤真空過濾機(jī)應(yīng)用于石膏脫水的問題及優(yōu)化

2.1 過濾材料的適應(yīng)性改造

圓盤真空過濾機(jī)的過濾材料原為微孔陶瓷片，率先應(yīng)用于脫硫石膏脫水的電廠延用了陶瓷圓盤脫水機(jī)進(jìn)行試用。通過幾年的運(yùn)行實(shí)踐，該設(shè)備存在運(yùn)行中陶瓷盤反吹、酸洗頻繁、陶瓷盤堵塞嚴(yán)重、無法長期穩(wěn)定運(yùn)行，陶瓷盤最終壽命周期太短，同時(shí)維護(hù)、更換費(fèi)用較高等問題。針對此種現(xiàn)象，目前電廠均選用濾布替代陶瓷片的做法，改造了圓盤脫水機(jī)進(jìn)行試用，布盤與設(shè)備整體結(jié)構(gòu)完美匹配，且能有效的控制住濾餅水分。通過幾年的試運(yùn)，濾布圓盤脫水機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行成本、維修工作量和維修成本明顯較陶瓷圓盤脫水機(jī)低。但是由于濾布的透氣性大于陶瓷片，系統(tǒng)真空度有所下降、真空泵功率有所上升，整機(jī)運(yùn)行能耗大于陶瓷圓盤脫水機(jī)，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于帶式真空過濾機(jī)。

2.2 攪拌器的適應(yīng)性改造

改進(jìn)后的圓盤脫水機(jī)沒有獨(dú)立攪拌裝置，利用其特殊的槽體內(nèi)部構(gòu)造與旋轉(zhuǎn)的扇形板產(chǎn)生螺旋攪拌的效果，起到了防止物料沉淀的作用，而且能更好地使石膏漿液均勻附著在濾布上。

2.3 濾液通道的適應(yīng)性改造

起初的圓盤脫水機(jī)的濾液通道設(shè)置在了中心軸內(nèi)部，這樣設(shè)置中心軸看起來外觀整潔，可以避免濾液管道腐蝕、磨損。但是這種設(shè)置方式除增加了中心軸的加工制造難度外，最大的弊端是不利于濾液通道的檢修，檢修濾液通道的難度大、時(shí)間長，不利于濾液通道的缺陷消除。

改進(jìn)后的圓盤脫水機(jī)的濾液通道設(shè)置在了中心軸外部，利用濾液管道的特殊的材質(zhì)來抵御腐蝕和磨損。濾液通道設(shè)置在了中心軸外部，極大地降低了濾液通道檢修的難度，縮短了消除缺陷的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]華能國際長興發(fā)電有限公司石膏專用圓盤過濾機(jī)使用報(bào)告[R].

[2]華能應(yīng)城熱電有限公司石膏專用圓盤過濾機(jī)使用報(bào)告[R].