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整個脫硫過程起著至關(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

1 概述

我國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SO2排放總量的50%以上，也是我國控制SO2污染的重點行業(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、改建和擴建燃煤電廠必須滿足二氧化硫控制目標的要求。

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脫硫成本有較大的影響，低成本制備高細度的石灰石粉技術(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)計人員在進行配料設(shè)計時，既要計算其化學成分，也要了解它的物理性能。石灰石一級品的氧化鈣含量為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，化學穩(wěn)定性也強，就不適合用做脫硫劑。

(2) 石灰石粉的細度。

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到一定水平，當石灰石中雜質(zhì)含量較高時，石灰石應(yīng)當磨制得更細一些。

2 歐版磨粉機的技術(shù)工藝

2.1 歐版磨粉機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。制備這種細度的石灰石粉，基本上是主機采用雷蒙磨(擺式磨)、懸輥磨或歐版磨粉機等幾個方案。以往，雷蒙磨、懸輥磨使用的較多，近年來，隨著對石灰石粉細度要求的提高和節(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、提升機、電磁振動給料機、歐版磨粉機。由于歐版磨粉機內(nèi)部帶有選粉裝置，不需外部的選粉機，使得流程簡單。

圖1 歐版磨制備石灰石粉工藝流程

工藝流程簡述如下：大塊狀石灰石經(jīng)顎式破碎機破碎到所需粒度后，由提升機將其送至儲料斗，再經(jīng)振動給料機將其均勻定量連續(xù)地送入歐版磨粉機主機磨室內(nèi)進行研磨，粉磨后的石灰石粉被風吹起，經(jīng)選粉機進行分級。符合細度的石灰石粉隨氣流經(jīng)管道進入新型隔離式旋風集粉器內(nèi)，進行分離收集。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，以備脫硫使用。不合格的粒子經(jīng)被選粉機分離后被甩向筒壁，沿筒壁落下后重新回到磨機研磨。整個系統(tǒng)在負壓狀態(tài)下運行，系統(tǒng)粉塵不外溢從而保證現(xiàn)場清潔。

由于進入磨機內(nèi)的石灰石中有時有一定的含水量，研磨時產(chǎn)生的熱量會使其變成水蒸氣，使系統(tǒng)內(nèi)氣體總量增加。同時由于管道接合處或者空氣隨石灰石進入系統(tǒng)，也會使系統(tǒng)內(nèi)氣體總量增加。研磨時摩擦熱也會使氣體升溫，體積膨脹。此時為了保持系統(tǒng)的負壓運行狀態(tài)可以開啟風機和主機之間的閥門使多余氣體自動導入脈沖布袋除塵器經(jīng)過濾后排出，確保環(huán)境保護。

2.2 歐版磨粉機結(jié)構(gòu)和工作原理

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

主機工作原理(見圖2)：電動機通過三角帶帶動橫向傳動軸，橫向傳動軸再通過另一端的錐齒輪帶動主軸。主軸的上端連接著磨輥吊架，磨輥部件通過橫擔軸懸掛在磨輥吊架上，整個磨輥部件可以繞橫擔軸擺動。當主軸轉(zhuǎn)動時，磨輥部件在圍繞中心軸回轉(zhuǎn)的同時，在離心力的作用下磨輥沿著磨環(huán)內(nèi)圓滾動。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。鏟刀刃將磨機內(nèi)的物料鏟起后送往磨環(huán)和磨輥之間進行碾壓。

圖2 歐版磨粉機主機工作原理

選粉機工作過程：變頻調(diào)速電機帶動葉盤旋轉(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，合格物料通過選粉機。電機的轉(zhuǎn)速要按成品粉子粒度大小做相應(yīng)的調(diào)節(jié)：如要獲得較細粒度的粉子時，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，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?shù)氐臏囟群蜐穸?、氣壓高低以及顆粒的具體特性、磨機的使用狀態(tài)進行仔細調(diào)節(jié)。

旋風集粉器對磨粉機的性能起到很重要的作用。帶粉氣流進入集粉器時在集粉器內(nèi)形成向下運動的旋轉(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，向下運動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入風機。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)的氣流核心呈負壓狀態(tài)，所以對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，從而能夠在卸料時保證外界空氣不被吸入集粉器。

2.3 歐版磨粉機的技術(shù)優(yōu)勢

MTW歐版磨粉機是吸收歐洲粉磨技術(shù)及理念，新近潛心開發(fā)出的具有國際領(lǐng)先技術(shù)水平、擁有多項自主專利技術(shù)的粉磨設(shè)備。該機型采用了錐齒輪整體傳動、內(nèi)部稀油潤滑系統(tǒng)、弧形風道等多項專利技術(shù)(專利號：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家環(huán)保規(guī)定。

主要技術(shù)優(yōu)勢如下：

(1) 錐齒輪整體傳動，能量損耗小、效率高。

傳統(tǒng)擺式磨、懸輥磨機需另有減速機、通過聯(lián)軸節(jié)傳動主軸，安裝時對中難度大，易產(chǎn)生噪音，降低效率，MTW歐版磨粉機為錐齒輪整體傳動，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 錐齒輪傳動及稀油潤滑示意

(2) 內(nèi)部稀油潤滑系統(tǒng)、先進可靠。

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

(3) 弧形風道、風量損失小、物料流動性好。

傳統(tǒng)磨機中的磨粉機風道，均為直板型風道。這種結(jié)構(gòu)存在著氣流沖擊風道板產(chǎn)生阻力，氣流分子間相互碰撞的能量損失大，易產(chǎn)生渦流導致風道堵塞等缺點，MTW歐版磨粉機所采用風道為曲面型風道，切向氣流進口順滑，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 弧形風道與直板型風道示意

(4) 特殊磨輥及磨環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計、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，浪費材料，增加停機更換時間。MTW歐版磨粉機鏟刀，刃部采用高耐磨合金材料，使用壽命長，更換時只需更換刀刃部分，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層面上，使磨輥磨環(huán)中部磨損嚴重，曲面型鏟刀可將物料導向立面，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。

選粉機轉(zhuǎn)速采用變頻控制，轉(zhuǎn)速更加精確，細料分選效果更佳；隔離式旋風集粉器、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)，此時可以進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，當20 s無數(shù)據(jù)交互后進入IDLE狀態(tài)，此時能夠接收服務(wù)器數(shù)據(jù)，10 s后仍無數(shù)據(jù)交互，進入PSM狀態(tài)，此時不能接收服務(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，但模塊仍注冊在網(wǎng)，喚醒后不需要重新注冊網(wǎng)絡(luò)，當物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點進行遠程傳輸時，BC95模塊接收到主控芯片串口發(fā)送的AT指令被喚醒，進入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，做到實時響應(yīng)并且降低了功耗。

圖6 隔離式旋風集粉器與常規(guī)集粉器示意

(6) 無阻力進風蝸殼(小觀察門無渦流)。

傳統(tǒng)磨機的進風蝸殼觀察門內(nèi)部門板內(nèi)面向外凸出，與進風蝸殼內(nèi)面不在一個平面上，這樣就易產(chǎn)生渦流效應(yīng)，增加系統(tǒng)能耗。MTW歐版磨粉機采用內(nèi)部門板內(nèi)面與進風蝸殼內(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、易于操作。

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

(8) 注重環(huán)保理念。

設(shè)備工作噪音小，配備先進的除塵器、粉塵排放濃度完全低于國家環(huán)保規(guī)定。氣流由大旋風集粉器上端回風管吸入離心引風機，本機整個氣流系統(tǒng)是密閉循環(huán)的，并且是在正負壓狀態(tài)下循環(huán)流動的，獨特的空氣自循環(huán)系統(tǒng)，大大降低了外排風量，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)可按年運行300d，每天有效運行時間20h，根據(jù)電廠脫硫一年需要的石灰石粉量計算需要的單機臺時產(chǎn)量，再由單機的臺時產(chǎn)量選擇歐版磨機的型號和規(guī)格。用于石灰石粉制備的歐版磨粉機規(guī)格性能列于右表。

4 結(jié)語

綜上所述，采用歐版磨粉機制粉工藝的石灰石粉制備技術(shù)，其產(chǎn)品的細度及顆粒級配均齊，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， 采用成熟、可靠的新工藝、新技術(shù)，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、切實可靠。電氣自動化控制水平做到可靠、實用。高度重視了環(huán)境的綜合治理，可以達到國家標準。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，歐版磨粉機在電廠脫硫工程中的廣泛應(yīng)用，將進一步推動電廠脫硫工作的進展，為火電廠的節(jié)能減排提供可靠的技術(shù)和設(shè)備保障。

歐版磨粉機規(guī)格及性能

TD921.4

A

1007-9386(2011)06-0036-04

2011-11-01