TRML36.4脫硫石灰石輥磨的開發(fā)及應(yīng)用

郭磊，孫文東，豐旺，于濤

1 概述

目前電廠發(fā)電使用最廣泛的燃料仍是煤炭，煤炭燃燒排放的二氧化硫等氣體會對空氣造成污染。為減少二氧化硫的排放，進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境，國家發(fā)改委、環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布了《燃煤發(fā)電機(jī)組脫硫電價(jià)及脫硫設(shè)施運(yùn)行管理辦法（試行）》，明確規(guī)定了脫硫設(shè)施建設(shè)安裝、在線監(jiān)測、脫硫電廠電價(jià)加價(jià)、運(yùn)行監(jiān)管、脫硫產(chǎn)業(yè)化等方面的政策措施。

電廠脫硫一般采取石灰石-石膏脫硫工藝，該工藝是目前世界上技術(shù)最成熟、使用最廣泛的脫硫工藝。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電廠脫硫石灰石粉（石膏）細(xì)度在45～75μm時(shí)脫硫效果最佳。

目前，國內(nèi)外用于制備45μm和60μm石灰石粉的設(shè)備主要有球磨機(jī)和立式輥磨機(jī)兩種，其中，立式輥磨機(jī)在石灰石粉制備方面比球磨機(jī)更加節(jié)能，烘干效果較好，占地面積較小，土建投資較少，因此，大部分電廠脫硫制備石灰石粉開始采用輥磨方案。

我公司一直致力于立式輥磨的研發(fā)設(shè)計(jì)，為客戶提供輥磨系統(tǒng)化解決方案。2017年5月，陜西榆林某公司與我公司簽訂了年產(chǎn)50萬噸脫硫石灰石粉輥磨系統(tǒng)供貨合同，其粉磨系統(tǒng)工藝由我公司設(shè)計(jì)。

2 TRML36.4石灰石粉磨系統(tǒng)工藝流程和主要參數(shù)

2.1 粉磨工藝流程（圖1）

2.2 主機(jī)配置參數(shù)（表1）

3 TRML36.4脫硫石灰石輥磨的技術(shù)特點(diǎn)

3.1 模塊化設(shè)計(jì)

磨輥、搖臂、磨盤根據(jù)模塊化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范，采用最新的模塊化通用設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)計(jì)開發(fā)效率，減少了圖紙的錯誤率，同時(shí)提高了備品備件的可互換性；磨機(jī)采用4輥布置方案，磨輥檢修或更換備件時(shí)，可保證對向兩個(gè)磨輥單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足70%的設(shè)計(jì)產(chǎn)量，降低了停機(jī)率。

圖1 TRML36.4石灰石粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

3.2 有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)中國水泥發(fā)展中心對石灰石物料粉磨試驗(yàn)報(bào)告的分析，相對于普通生料，石灰石物料易磨性差且細(xì)度要求高，因此，針對主要粉磨部件和選粉部件，TRML36.4脫硫石灰石輥磨在原有TRMR36.4生料輥磨的基礎(chǔ)上進(jìn)行了有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

磨盤、搖臂、磨輥等承受粉磨載荷的關(guān)鍵部件在原有生料磨的基礎(chǔ)上通過有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)（圖2～圖5），在關(guān)鍵部位應(yīng)力沒有明顯變化的前提下，實(shí)現(xiàn)了輕量化的目標(biāo)。

表1 TRML36.4粉磨系統(tǒng)主機(jī)配置

3.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

TRML36.4脫硫石灰石輥磨是我公司針對粉磨脫硫石灰石而設(shè)計(jì)的，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

（1）具有自動抬輥、落輥功能，可實(shí)現(xiàn)空載啟動，降低啟動力矩。

（2）輥套和磨盤襯板采用“鑄鋼+堆焊”的形式，磨損后可補(bǔ)焊重復(fù)使用。

（3）磨輥可通過翻輥裝置翻出磨外，便于檢修和維護(hù)。

（4）采用多層螺栓固定式擋料圈，螺栓規(guī)格多樣，可靈活組合成多種擋料高度，便于在調(diào)試中控制料層。

（5）風(fēng)環(huán)為普通無百葉結(jié)構(gòu)，可通過在4個(gè)磨輥下方增減遮擋板，控制通風(fēng)面積，靈活調(diào)節(jié)風(fēng)環(huán)風(fēng)速。

（6）可實(shí)現(xiàn)對向兩個(gè)磨輥單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，另外兩個(gè)磨輥抬起不工作，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率。

（7）搖臂與中殼體采用新型三道密封結(jié)構(gòu)，可減少磨機(jī)漏風(fēng)量。

（8）采用動靜態(tài)籠型高效選粉機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變頻調(diào)節(jié)，選粉效率高。

圖2 盤體有限元分析

圖3 輥軸有限元分析

圖4 上搖臂有限元分析

圖5 下?lián)u臂有限元分析

圖6 TRML36.4脫硫石灰石輥磨現(xiàn)場運(yùn)行圖

4 TRML36.4脫硫石灰石粉磨系統(tǒng)的應(yīng)用情況

2018年5月，TRML36.4脫硫石灰石粉磨系統(tǒng)在陜西榆林某公司開始帶料試車，磨機(jī)一次投料成功，各運(yùn)行參數(shù)正常，于2018年9月達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足合同要求。圖6為TRML36.4磨機(jī)現(xiàn)場運(yùn)行圖。

4.1 石灰石原料

粉磨所用石灰石原料粒度相對較?。▓D7），原料配比如表2所示。

4.2 成品

石灰石成品檢測結(jié)果見表3。

表2 原料配比

4.3 產(chǎn)量與電耗

磨機(jī)原料配比、喂料量及產(chǎn)量情況見表4。

表3 石灰石成品檢測結(jié)果

表4 原料配比、喂料量及產(chǎn)量

表5 SR3700選粉機(jī)運(yùn)行情況

圖7 石灰石原料外觀

圖8 磨機(jī)中控畫面

根據(jù)在考核期間對磨機(jī)電耗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算磨機(jī)主電機(jī)電耗為10.5kWh/t，循環(huán)風(fēng)機(jī)電耗為11.3kWh/t。中控室操作畫面如圖8所示。

4.4 風(fēng)溫與風(fēng)壓

磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，磨機(jī)入口溫度控制在135℃左右，入口負(fù)壓550～600Pa；磨機(jī)出口溫度85℃左右，出口負(fù)壓4 500～5 000Pa左右，磨機(jī)壓差為4 000～4 500Pa。

4.5 研磨壓力、磨機(jī)振動和料層情況

有桿腔壓力8.0MPa，磨機(jī)運(yùn)行正常，垂直振動值在1.5～2.5mm/s，擋料圈高度85mm，料層厚度基本穩(wěn)定在55～60mm，波動較小。

4.6 磨機(jī)噴水情況

在無噴水情況下，磨機(jī)振動大，難以形成穩(wěn)定料層，較難平穩(wěn)運(yùn)行。當(dāng)噴水量控制在35L/min時(shí)，磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，粉磨效率較高。

4.7 選粉機(jī)

磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行期間的選粉機(jī)運(yùn)行情況如表5所示。

5 結(jié)語

TRML36.4脫硫石灰石輥磨的現(xiàn)場運(yùn)行情況表明，TRM型石灰石輥磨技術(shù)在脫硫石灰石粉磨領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟，該磨機(jī)的成功投產(chǎn)是TRM型輥磨在水泥行業(yè)外其他工業(yè)領(lǐng)域的又一成功應(yīng)用實(shí)例。