柳建湘

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

1 工程概況和檢測(cè)分析資料

1.1 工程概況

某火電廠老灰場(chǎng)粉煤灰(浮選)脫碳項(xiàng)目，2011年7月開展可行性研究，2014年8月8日完成系統(tǒng)168h滿負(fù)荷運(yùn)行，正式進(jìn)入項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

2015年1月1日到2015年7月8日止，脫碳項(xiàng)目生產(chǎn)煤粉(高碳灰)21483t，生產(chǎn)尾灰(低碳灰)57905 t，分別作為原煤摻燒和水泥廠生料摻合料，二項(xiàng)銷售收入約724萬(wàn)元。最近一周高碳灰產(chǎn)量1158t，低碳灰產(chǎn)量2862 t，預(yù)計(jì)2015年全年處理粉煤灰約22×104t，分別產(chǎn)出高碳灰約 5×104t，低碳灰約 14×104t，粗渣約3×104t，預(yù)計(jì)2015年銷售收入可達(dá)約1700萬(wàn)元。

1.2 檢測(cè)分析資料

目前測(cè)定粉煤灰及其產(chǎn)品含碳量的手段，可借助燒失量指標(biāo)來(lái)衡量。各電廠粉煤灰中的燒失量差異較大，可在1%～30%中波動(dòng)不等，這主要與煤種、煤粉粒徑及鍋爐燃燒工況三大因素密切相關(guān)。

碳粒粒徑為 30μm～250μm；密度為 1.6 g/cm3～1.8g/cm3；堆積密度約0.6 g/cm3～0.7 g/cm3，具有質(zhì)輕、揮發(fā)分低、硫含量低、表面積大，有一定的吸附能力等特點(diǎn)。

2 工藝設(shè)計(jì)選型及主要性能參數(shù)簡(jiǎn)介

脫碳（浮選）項(xiàng)目廠區(qū)分為兩個(gè)片區(qū)，取灰和制漿區(qū)位于電廠一灰場(chǎng)，脫碳（浮選）區(qū)依山而建，從大門進(jìn)入沿山公路而上，依次是低碳灰棚(尾灰棚)、高碳灰棚(煤粉棚)、脫水車間和過濾車間。

采用鏟運(yùn)車將壩內(nèi)的粉煤灰，送入集料斗，通過給料機(jī)、電子皮帶秤、上料皮帶機(jī)把粉煤灰送入振動(dòng)篩，滾動(dòng)篩（后改為直線振動(dòng)篩），排除粗渣后均衡地輸送至制漿混合筒，在制漿混合筒中加水制成35%灰漿液，經(jīng)泵送入藥劑混合筒（加藥攪拌槽）加入浮選藥劑和水制成濃度為30%（水灰比=2.33）的灰漿。從藥劑混合筒（加藥攪拌槽）自流進(jìn)入浮選機(jī)，選出的高碳灰漿進(jìn)入高碳灰高位料槽后，送入高碳灰橡膠帶式真空過濾機(jī)濾水，形成含水率20～30%的煤粉；浮選后的低碳灰漿進(jìn)入到濃縮機(jī)內(nèi)濃縮，經(jīng)濃縮機(jī)濃縮后的灰經(jīng)渣漿泵輸至低碳灰橡膠帶式真空過濾機(jī)濾水，形成含水率為20%的尾灰；再由高、低碳灰皮帶輸送機(jī)分別送入煤粉、尾灰棚。

2.1 設(shè)備選型及完善簡(jiǎn)介

2.1.1 制漿系統(tǒng)

（1）原主要設(shè)備選型參數(shù)

一級(jí)振動(dòng)篩：處理能力70 t/h～100t/h，篩面傾角15°，篩板面積3.7m2，篩縫尺寸 30mm×8mm，雙振幅5mm～8mm,振動(dòng)頻率16.1Hz，入料粒度≤200mm，電機(jī)功率2×2.4kW。

原設(shè)有滾動(dòng)篩：直徑φ650mm，原篩縫為3mm，試運(yùn)時(shí)全部更換成篩縫為1mm，并增加了直線振動(dòng)篩。

直線振動(dòng)篩：ZK1845型，處理能力50 t/h～90t/h，篩面傾角0°，篩板面積8.1m2，篩縫尺寸1mm（現(xiàn)篩縫改為0.5mm），雙振幅6mm～11mm,振動(dòng)頻率16.17Hz，入料粒度≤30mm，電機(jī)功率2×11kW。

攪拌桶：直徑為φ4m，底部進(jìn)料，中間出料。

（2）存在的問題

a)一級(jí)振動(dòng)篩效率低：由于集料斗下的承重箱式給料機(jī)下料速度與原灰皮帶的運(yùn)輸速度不同步，一級(jí)振動(dòng)篩的進(jìn)料極不均勻。當(dāng)振動(dòng)出力稍大時(shí)、噴淋水與原灰得不到充分混合。造成灰、渣分離不干凈，振動(dòng)篩出口有大量的原灰排出，嚴(yán)重影響振動(dòng)篩的出力。b)滾動(dòng)篩：由于設(shè)計(jì)缺陷、滾筒拖輪密封無(wú)法達(dá)到運(yùn)行要求。運(yùn)行周期短、停機(jī)檢修量大。經(jīng)系統(tǒng)加裝直線振動(dòng)篩后，滾動(dòng)篩屬于重復(fù)設(shè)備，最近已拆除。c)攪拌桶：由于該攪拌桶葉輪設(shè)計(jì)達(dá)不到運(yùn)行工況要求，攪拌效率低，直徑過大。當(dāng)系統(tǒng)增大產(chǎn)能時(shí)攪拌桶葉片變形、反折、減速機(jī)損壞。

（3）完善措施

a)在原灰皮帶進(jìn)料槽前加裝刮灰限料擋板，盡量將皮帶上的料堆耙平使振動(dòng)篩的進(jìn)料均勻。b)聯(lián)系廠家改變篩板沖孔角度減少振動(dòng)篩運(yùn)行中渣粒堵孔并將振動(dòng)篩篩體加長(zhǎng)一塊篩板，以延長(zhǎng)灰渣篩選時(shí)間，篩縫尺寸改為20×8mm。同時(shí)應(yīng)對(duì)積料斗及出渣槽進(jìn)行適當(dāng)?shù)某叽缯{(diào)整。c)在振動(dòng)篩出口適當(dāng)位置加裝槽型噴淋裝置及橡膠擋板。d)將滾動(dòng)篩整體拆除，將直線振動(dòng)篩整體移至原滾動(dòng)篩位置。將3#、4#渣漿泵出料管一并移至直線振動(dòng)篩進(jìn)料槽適當(dāng)位置以作備用。

2.1.2 脫水過濾系統(tǒng)

（1）設(shè)計(jì)選型

浮選后的高碳灰漿和經(jīng)濃縮后的低碳灰漿，脫水過濾選用橡膠帶式真空過濾機(jī)，工作原理為：漿料由加料器均布在向前移動(dòng)的濾布上，濾布貼在橡膠過濾帶上在真空盒上滑動(dòng)，真空盒與膠帶間構(gòu)成運(yùn)動(dòng)密封的結(jié)構(gòu)型式。充分利用料漿重力和真空負(fù)壓吸力實(shí)現(xiàn)固液分離，濾液穿過濾布和橡膠過濾帶吸引溝進(jìn)入真空排液罐，再由真空排液罐下部的排液孔進(jìn)入集液槽中回收到1#生產(chǎn)水池。被截留在濾布上的濾餅轉(zhuǎn)入高碳灰或低碳灰皮帶輸送機(jī)，分別運(yùn)入高碳灰（煤粉）棚或低碳灰（尾灰）棚。該系統(tǒng)具有過濾效率高、生產(chǎn)能力大、濾餅水分低、操作靈活等特點(diǎn)。采用深層入料、平流沉降技術(shù)，減少沉降高度、降低同相顆粒動(dòng)能。配有絮凝劑添加裝置，進(jìn)料管及高效進(jìn)料倉(cāng)中設(shè)置五個(gè)加藥點(diǎn)，使藥劑與物料充分混合，絮凝沉降效果好。

（2）存在的問題

a)過濾機(jī)濾布沖洗槽積灰嚴(yán)重：由于高、低灰過濾機(jī)濾布回程帶灰量大、濾布沖洗槽內(nèi)的渣水濃度大而沉積滿渣，卡死濾布滾刷。過濾機(jī)濾布清洗不干凈，導(dǎo)致濾布透氣性降低、脫水效率下降。b)排液水及濾布沖洗水回收、處理差：由于高、低碳灰經(jīng)過濾機(jī)脫水后廢水、濾布沖洗水、滑臺(tái)密封水、衛(wèi)生水、雨水等廢水、沒有全部集中回水利用。造成廢水橫流影響環(huán)境，市環(huán)保部門多次來(lái)廠檢查意見較大并多次要求整改；由于低碳灰濾布沖洗水通過管道排入濃密機(jī)內(nèi)、造成濃密機(jī)出力過大、濃縮效果下降使得2#生產(chǎn)水池的水含渣量超標(biāo)。大量的排液水、滑臺(tái)密封水、衛(wèi)生水、高效攪拌筒、浮選機(jī)的事故放水等含渣廢水全部通過地溝排入沉降池內(nèi)。造成沉降池滿渣嚴(yán)重且清渣工作量大，平均每月有1～2次、要?jiǎng)佑猛跈C(jī)、鏟車、翻斗車清渣。

（3）脫水過濾系統(tǒng)完善措施

a)將低碳灰過濾機(jī)不銹鋼濾布沖洗槽底板取消，在其下面制作水泥斜槽與排液罐排水管連接。疏通濾布沖洗噴嘴，恢復(fù)濾布沖洗滾刷運(yùn)行。b)將低碳灰過濾機(jī)下的濾水由原排入1#生產(chǎn)水池改到排入濃密機(jī)，即將低碳灰過濾機(jī)樓面下（排液罐排水管）二根排水管，在樓層下適當(dāng)位置按一定斜度并聯(lián)成一根管道（DN250)繞過一樓電動(dòng)葫蘆沿內(nèi)墻按6/1000的斜度集中排放至濃密機(jī)內(nèi)圈。c)在基建水池后端制作一個(gè)長(zhǎng)20m、寬與基建水池等寬、深4m的兜型總廢水澄清池。將廠區(qū)內(nèi)所有含灰、渣的廢水通過設(shè)置地溝（地溝在修建時(shí)應(yīng)按3/1000的斜度設(shè)置，地溝形式最好為半圓形）集中排入該池內(nèi)進(jìn)行初級(jí)澄清分離。再通過原來(lái)設(shè)置的三級(jí)澄清池的液泵將澄清后廢水反向逐級(jí)反復(fù)澄清回收至沉降池及1#生產(chǎn)水池內(nèi)回收利用。d)要求能進(jìn)鏟車到池內(nèi)進(jìn)行清渣作業(yè),以便減少清渣人員及車輛,達(dá)到節(jié)約費(fèi)用目的。

3 結(jié)論及建議

3.1 從168h驗(yàn)收情況來(lái)看，脫碳項(xiàng)目工程設(shè)備安裝質(zhì)量?jī)?yōu)秀；實(shí)現(xiàn)了環(huán)?！叭瑫r(shí)”驗(yàn)收；實(shí)現(xiàn)了即投產(chǎn)即盈利；通過竣工驗(yàn)收，工程整體評(píng)價(jià)為優(yōu)良。

3.2 從投入商業(yè)運(yùn)行近一年投產(chǎn)情況來(lái)看，生產(chǎn)運(yùn)行取得了大量經(jīng)驗(yàn)，全年實(shí)際平均煤粉出力為7t/h，尾灰出力為18.7t/h，生產(chǎn)成本不斷降低，藥劑、電、水的噸精煤消耗指標(biāo)，從168h期間藥劑、電、水費(fèi)合計(jì)126.8元/t精煤降到最近的91.56元/t精煤,降幅達(dá)27.8%，在再次改造完善后，精煤平均出力預(yù)計(jì)能提高到7 t/h～10t/h，按目前原煤市場(chǎng)價(jià)，2015年銷售收入可達(dá)約1700萬(wàn)元以上。預(yù)計(jì)明年生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，產(chǎn)量、銷售收入和利潤(rùn)還將大幅增加。

3.3 本項(xiàng)目投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，以環(huán)保治理為重點(diǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行全廠含灰、渣廢水的零排放方針，改造完善了全廠含灰、渣的廢水處理工藝流程，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)污染，環(huán)境和社會(huì)效益顯著。

3.4 20世紀(jì)下半葉，全國(guó)有不少灰渣場(chǎng)存滿停用封場(chǎng)，灰渣長(zhǎng)期堆放，占用場(chǎng)地，可能會(huì)持續(xù)對(duì)大氣環(huán)境、地下水環(huán)境造成不良影響。如粉煤灰中燒失量較高，采用浮選脫碳方式進(jìn)行綜合利用，無(wú)疑能夠得到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益最大化，粉煤灰浮選脫碳項(xiàng)目具有廣泛的推廣價(jià)值和市場(chǎng)前景。

[1]GB/T176-96粉煤灰燒失量試驗(yàn).

[2]王福元,吳正嚴(yán).粉煤灰利用手冊(cè).北京:中國(guó)電力出版社,1997,467-468.

[3]總編張啟溶,選礦設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:冶金工業(yè)出版社1988(2011重印).