葉治安，郭鵬飛，王冬梅，孫立嬌，韓　琳

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安710032）

電廠石灰乳加藥系統(tǒng)的診斷分析與改造

葉治安，郭鵬飛，王冬梅，孫立嬌，韓琳

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安710032）

目前國內(nèi)電廠水處理設(shè)備中，石灰加藥系統(tǒng)普遍存在石灰乳配制計(jì)量不準(zhǔn)、投加時(shí)pH控制不精確等問題，運(yùn)行中還易出現(xiàn)堵塞、板結(jié)、飛灰等狀況。某電廠通過更換下料設(shè)備和改變加藥控制方式，解決了原石灰系統(tǒng)存在的諸多問題。分析了原系統(tǒng)存在的問題并對(duì)整個(gè)改造實(shí)踐進(jìn)行了效果評(píng)定和總結(jié)。

石灰加藥；螺旋給料機(jī)；水處理

石灰加藥系統(tǒng)是電廠水處理中常用的加藥系統(tǒng)，普遍應(yīng)用于中水深度處理、脫鹽預(yù)處理、脫硫廢水處理等工藝中，用來降低堿度、硬度和調(diào)節(jié)pH等〔1〕。但由于石灰粉微溶于水、易吸潮以及國內(nèi)石灰含砂率高等諸多原因，石灰加藥系統(tǒng)普遍存在堵塞、瘀積和飛灰、pH計(jì)量不精確等問題〔2〕。某電廠石灰加藥系統(tǒng)通過系統(tǒng)化改造，基本解決了以上問題。

1　原石灰投加系統(tǒng)問題分析

1.1原石灰加藥系統(tǒng)簡介

原石灰加藥系統(tǒng)采用星型給料機(jī)，通過機(jī)械振打和螺旋輸送的方式進(jìn)行石灰粉投加，具體工藝流程：石灰粉倉→星型給料機(jī)（機(jī)械振打器、螺旋輸送機(jī)）→石灰乳溶液箱→除砂器→石灰乳加藥泵（螺桿泵）→澄清池混合區(qū)。該石灰加藥系統(tǒng)如圖1所示。

1.2原石灰加藥系統(tǒng)存在問題

原有的石灰加藥系統(tǒng)自安裝調(diào)試運(yùn)行以來，存在諸多問題，以至于到后來無法正常投運(yùn)，嚴(yán)重影響了出水水質(zhì)。對(duì)主要問題進(jìn)行了分析。

圖1　某電廠原石灰加藥系統(tǒng)

（1）石灰下料堵塞。原石灰系統(tǒng)采用星型給料機(jī)，通過機(jī)械振打器和螺旋輸送機(jī)將石灰粉輸送至石灰乳溶液箱。由于石灰乳配制過程中產(chǎn)生的大量水汽順著星型給料機(jī)上升至粉倉底部，下料管道逐漸被堵塞，導(dǎo)致石灰計(jì)量不精確。此外振打過程噪音很大，飛灰嚴(yán)重，工作環(huán)境惡劣。

（2）加藥管道設(shè)計(jì)不合理，易堵塞。石灰乳從溶液箱到加藥泵，中間還設(shè)置了1臺(tái)除砂器，而加藥泵出口管道又存在多處彎頭和U形管，且管道是碳鋼管道硬連接，造成管路多處堵塞。

（3）加藥泵選型不合理。原石灰加藥泵為4臺(tái)螺桿泵，兩用兩備。由于石灰乳中含有大量砂粒，對(duì)螺桿泵的定子造成嚴(yán)重磨損，運(yùn)行一段時(shí)間后泵的出力相對(duì)額定流量大大降低，不能滿足加藥需求，從而導(dǎo)致后續(xù)的pH調(diào)節(jié)過程無法達(dá)到原設(shè)計(jì)的指標(biāo)。

（4）缺少必要的在線監(jiān)測和控制投加儀表。原石灰加藥系統(tǒng)進(jìn)水流量和加藥泵連鎖，通過泵頻率的變化來改變加藥量，澄清池的pH只作為監(jiān)測手段。pH反饋相對(duì)頻率改變存在嚴(yán)重滯后，經(jīng)常在9～11之間大幅度擺動(dòng)。系統(tǒng)的靈活性、精確性不高，很難控制在一個(gè)比較穩(wěn)定的范圍。

（5）缺少管道沖洗系統(tǒng)。原石灰加藥系統(tǒng)只在泵出口設(shè)置了一路沖洗系統(tǒng)，無法沖洗從泵入口至石灰乳溶液箱出口這一段管路，導(dǎo)致這部分管路頻繁堵塞，同時(shí)石灰乳加藥泵也面臨著斷料、螺桿泵定子干運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

2　石灰加藥系統(tǒng)改造

針對(duì)該電廠石灰系統(tǒng)存在的主要問題，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

（1）更換石灰下料設(shè)備。將原有的星型給料機(jī)換成進(jìn)口的螺旋給料機(jī)，主要由破拱刮片喂料機(jī)、螺旋輸送機(jī)和防潮保護(hù)投加器三部分組成。該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)石灰粉的自動(dòng)計(jì)量投料，且全部密封，下料過程無粉塵泄露。同時(shí)由于防潮投加器及石灰乳溶液箱上除塵器的使用，水汽無法上升至粉倉內(nèi)，有效地防止了板結(jié)現(xiàn)象，同時(shí)避免了震動(dòng)和噪音問題。

（2）去掉除砂器，變更管路材質(zhì)，增加管路清洗。去掉原有除砂器，減少石灰加藥管道過多的彎頭和U形管，降低管道堵塞的可能。將泵出口的碳鋼管道更換為高強(qiáng)度透明軟管〔3〕，同時(shí)增加管路清洗來解決管道積砂和堵塞的問題。

（3）更換石灰乳加藥泵。將原有的螺桿泵更換為渣漿泵，渣漿泵更適合輸送石灰乳等含有大量固體顆粒的液體，不僅耐用、可靠，而且更為經(jīng)濟(jì)。

（4）增加在線監(jiān)測儀表和優(yōu)化加藥控制程序。增加石灰乳溶液箱液位變送器、更換澄清池pH計(jì)、增加石灰乳加藥調(diào)節(jié)閥等；石灰加藥系統(tǒng)控制程序中設(shè)定了pH-螺旋給料機(jī)頻率、pH-石灰乳調(diào)節(jié)閥開度的雙比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)，使得石灰投加更為精準(zhǔn)、可靠。

改造后的石灰加藥系統(tǒng)的具體工藝流程：石灰粉倉→螺旋給料機(jī)（破拱刮片喂料機(jī)、計(jì)量輸送機(jī)、防潮保護(hù)投加器）→石灰乳溶液箱→石灰乳加藥泵（渣漿泵）→澄清池混合區(qū)。改造后石灰加藥系統(tǒng)如圖2所示。

圖2　改造后石灰加藥系統(tǒng)

改造后的石灰加藥系統(tǒng)與電廠原系統(tǒng)相比，配置簡單、自動(dòng)化程度高、安全可靠。

3　改造實(shí)踐效果評(píng)定

（1）改造后，石灰系統(tǒng)由原來的兩套設(shè)備與澄清池一一對(duì)應(yīng)改為單套投加對(duì)應(yīng)兩臺(tái)澄清池，石灰乳投加系統(tǒng)1用1備，更方便靈活。石灰加藥新增回流管路，剩余的石灰乳回到溶液箱，管道中長期有流動(dòng)液體，有效避免了管路沉積堵塞。澄清池pH通過螺旋給料機(jī)和石灰乳調(diào)節(jié)閥雙PID調(diào)節(jié)控制大大提高了準(zhǔn)確性。改造后的石灰加藥系統(tǒng)安全可靠，解決了原先的pH計(jì)量不準(zhǔn)、堵塞、漏粉、噪音等問題。

（2）石灰乳加藥采用大流量循環(huán)，并設(shè)置管路沖洗，防止了石灰管路中的沉積堵塞。當(dāng)需要切換到備用設(shè)備時(shí)，石灰乳加藥泵啟動(dòng)順停操作，沖洗閥打開，對(duì)加藥泵的進(jìn)出口管路分別沖洗，同時(shí)在加藥泵順啟程序中設(shè)定先沖洗泵入口管道，有效避免了因入口管路堵塞使泵長時(shí)間空轉(zhuǎn)造成的設(shè)備損壞問題。

（3）石灰加藥管道一般為碳鋼材質(zhì)，但加藥管道一旦堵塞，則很難查明具體位置，從而不能及時(shí)有效解決。改造后將原有的石灰乳加藥管道更換為高強(qiáng)度透明軟管，有效地解決了該問題。石灰乳加藥和沖洗時(shí)都能直觀地看到管內(nèi)液體流動(dòng)，若存在堵塞可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除。沖洗后加藥管和回流管均無石灰乳殘留，只是殘留少量清水，管內(nèi)清晰可見，避免了堵塞的可能。

綜上，石灰加藥系統(tǒng)改造后，按照新的投加方式運(yùn)行，設(shè)定控制澄清池混合區(qū)pH在10.3后，檢測結(jié)果表明，澄清池混合區(qū)pH基本維持在10.0～10.6范圍內(nèi)，無大范圍波動(dòng)。

4　結(jié)論與建議

（1）通過對(duì)石灰乳加藥系統(tǒng)的改造，有效解決了原有系統(tǒng)的諸多問題。改造后運(yùn)行方式精準(zhǔn)可靠，自動(dòng)化程度高，可在電廠石灰加藥系統(tǒng)的改造和新建中推廣使用。

（2）石灰的品質(zhì)對(duì)于石灰加藥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行很關(guān)鍵。電廠應(yīng)盡量采用高品質(zhì)的石灰，并加大石灰乳溶液箱底部的排砂頻率。

（3）大量使用高強(qiáng)度透明軟管在石灰系統(tǒng)是合適的，方便堵塞時(shí)觀察和及時(shí)清理，便于管道更換，但是設(shè)計(jì)時(shí)要考慮軟管的固定和熱脹冷縮等因素。

（4）澄清池混合區(qū)pH是石灰投加的控制指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)出水水質(zhì)至關(guān)重要。運(yùn)行人員需定期對(duì)pH探頭進(jìn)行清洗，以有效控制石灰加藥量和保證澄清池出水水質(zhì)穩(wěn)定。

［1］袁國全，葉治安，楊永剛，等.某火電廠循環(huán)水補(bǔ)充水石灰處理系統(tǒng)調(diào)試［J］.熱力發(fā)電，2011，40（4）：81-84.

［2］于新玉，吳仕宏.石灰水處理技術(shù)的運(yùn)行控制與應(yīng)用實(shí)踐［J］.華北電力技術(shù)，2014（3）：38-40.

［3］金熙，項(xiàng)成林，齊冬子.工業(yè)水處理實(shí)用技術(shù)問答［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：233-234.

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Diagnosis，analysis and transformation of the lime m ilk dosing system in power p lants

Ye Zhian，Guo Pengfei，Wang Dongmei，Sun Lijiao，Han Lin
（Xi’an Thermal Power Research Institute Co.，Ltd.，Xi’an 710032，China）

Atpresent，lime dosing systemshave problemsuniversally，such as inaccuratemeasures in the preparation of limemilk，imprecise pH controlwhile dosing，etc.，in thewater treatmentequipmentof power plants in China.In addition，the operation is prone to clogging，compaction，fly ash，and so forth.The problems existed in the original lime systemshave been solved by changing blankingequipmentand themodesofdosing control.The problemsexisted in the original systemsare analyzed，and effectevaluation and summary are accomplished on thewhole transformation practice.

lime dosing；screw feeder；water treatment

TM621.8

A

1005-829X（2016）03-0106-03

葉治安（1981—），碩士，高工。E-mail：yezhian@tpri. com.cn。

2015-11-30（修改稿）