張軼

摘? 要：某火力發(fā)電廠煙氣脫硫技術(shù)采取石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，該廠的四套石灰石漿液制備系統(tǒng)采用濕式球磨機(jī)制漿，球磨機(jī)筒體選用橡膠襯板，球磨機(jī)出力隨著襯板磨損會(huì)逐步下降，電耗越來(lái)越高，經(jīng)濟(jì)性差，通過(guò)將橡膠襯板改為鋼襯板的可行性研究分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題予以改進(jìn)，最終改造成功，取得更好的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：脫硫;球磨機(jī);襯板;研究

中圖分類(lèi)號(hào)：X773? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）29-0118-03

Abstract： The limestone-gypsum wet flue gas desulfurization process is adopted in the flue gas desulfurization technology of a thermal power plant. The four sets of limestone slurry preparation system of the plant adopts wet ball milling mechanism slurry and the rubber liner is used in the cylinder of the ball mill. The output of the ball mill will gradually decrease with the wear of the liner， the power consumption will be higher and higher， and the economy will be poor. Through the feasibility study and field test of changing the rubber liner into the steel liner， and the problems existing in the test process will be improved， the transformation has been made successful， and better safety， reliability and economy are achieved.

Keywords： desulphurization; ball mill; liner; study

1 概述

1.1 脫硫系統(tǒng)

某火力發(fā)電廠裝機(jī)為4×300MW機(jī)組，投產(chǎn)時(shí)間在2003年，煙氣脫硫技改工程實(shí)施時(shí)間在2006年，脫硫增容改造2010年完成，煙氣脫硫技術(shù)采取石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，單臺(tái)機(jī)組（爐）配一套脫硫系統(tǒng)，主要設(shè)備有一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，一個(gè)脫硫吸收塔配備兩層除霧器、五臺(tái)漿循泵及其對(duì)應(yīng)五個(gè)噴淋層、三臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)供應(yīng)一層氧化風(fēng)、四臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌器、兩臺(tái)石膏排出泵。公用系統(tǒng)有四套石灰石漿液制備系統(tǒng)，四套石膏脫水系統(tǒng)，一套工藝水系統(tǒng)滿足除霧器沖洗水和輔機(jī)冷卻水，一套廢水處理系統(tǒng)，一套壓縮空氣系統(tǒng)。四臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)采用集中控制模式。

1.2 石灰石-石膏煙氣脫硫工作原理

原煙氣從吸收塔下側(cè)進(jìn)入吸收塔自下而上流動(dòng)，脫硫吸收劑石灰石漿液經(jīng)漿液循環(huán)泵送至噴淋層經(jīng)噴嘴霧化后自上而下流動(dòng)，吸收劑液滴與煙氣發(fā)生逆流接觸，煙氣中的SO2及部分SO3、HCl、HF等與漿液中的CaCO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3和少量CaCl2、CaF2后，落入吸收塔底部漿液池，再與氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣中的O2反應(yīng)生成CaSO4和CO2，并最終生成石膏CaSO4·2H2O經(jīng)石膏排漿泵排出，CO2隨煙氣排除，從而達(dá)到煙氣脫硫目的，主要化學(xué)反應(yīng)方程式為2CaCO3+H2O+2SO2=2CaSO3·1/2H2O+2CO2↑和

2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O。

1.3 石灰石制備系統(tǒng)

該廠有四套石灰石漿液制備系統(tǒng)，所配濕式球磨機(jī)有兩個(gè)型號(hào)，一個(gè)是FGDM3264兩臺(tái);另一個(gè)是FGDM3280型兩臺(tái)，其參數(shù)見(jiàn)表1。

2 濕式球磨機(jī)布置型式及工作原理

2.1 布置型式

石灰石濕式球磨機(jī)布置型式見(jiàn)圖1，稱(chēng)重給料機(jī)、進(jìn)料斗、球磨機(jī)筒體、驅(qū)動(dòng)裝置、溢流筒、循環(huán)箱等，端襯板和筒體襯板設(shè)計(jì)選用是合成氯基橡膠襯板，鋼球裝載量、不同球徑配比均按照說(shuō)明書(shū)要求執(zhí)行，單臺(tái)鋼球裝載量為65噸，球徑為φ30～φ70mm按比例裝配，筒體襯板型式見(jiàn)圖2，由橡膠筒板和提升條組成，端襯板結(jié)構(gòu)與筒體襯板類(lèi)似。

2.2 工作原理

將粒徑小于20mm的石灰石與水或?yàn)V液按照1：3的比例送入球磨機(jī)大罐內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)的大罐筒體橡膠提升條將鋼球提升到一定的高度自由落下，鋼球?qū)κ沂M(jìn)行撞擊和碾壓破碎研磨，石灰石與水混合為漿液溢流到出口漿液循環(huán)箱，再由漿液循環(huán)泵送至石灰石旋流器，經(jīng)旋流器分離后的溢流部分-粒度為90%通過(guò)細(xì)度325目篩，含固量為20～30%的漿液自流再通過(guò)二工位分配箱進(jìn)入石灰石成品箱，最后由石灰石供漿泵送至脫硫吸收塔，粒度較大的底流部分則返回磨機(jī)入口重新研磨，連續(xù)運(yùn)行磨制合格的石灰石漿液。

3 濕式球磨機(jī)的運(yùn)行工況

球磨機(jī)的出力隨著襯板的磨損逐步下降，而電耗越來(lái)越高，經(jīng)濟(jì)性差，一般利用小時(shí)到4000小時(shí)后，筒板和提升條磨損嚴(yán)重，固定螺栓就會(huì)斷裂，導(dǎo)致襯板脫落泄漏漿液，襯板就不能使用了，只能及時(shí)更換，但端襯板基本沒(méi)有磨損。表2就是FGDM3280型球磨機(jī)更換筒體橡膠襯板后運(yùn)行參數(shù)跟蹤記錄表，運(yùn)行10個(gè)自然月后（利用小時(shí)約4000小時(shí)），磨制出力只有當(dāng)初的83%，而電耗為當(dāng)初的119%。

4 襯板選型對(duì)比分析

4.1 橡膠襯板的優(yōu)缺點(diǎn)分析

根據(jù)球磨機(jī)研磨物料的工作原理，物料與鋼球在磨機(jī)內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡，物料與鋼球?qū)σr板的磨損方式主要為切削磨損（磨損角度<45°的）而非沖擊磨損，而橡膠襯板抗切削磨損能力較差，抗沖擊磨損能力較強(qiáng)，而石灰石顆粒為不規(guī)則的多邊形，尖角對(duì)襯板有切削作用，而發(fā)揮研磨作用的主要是橡膠筒板和提升條，因此筒板和提升條易磨損，而端襯板發(fā)揮提升作用小，磨損也小，由表2的運(yùn)行參數(shù)可以分析得出結(jié)論，筒體橡膠襯板的缺點(diǎn)耐磨性差，綜合經(jīng)濟(jì)性不好，優(yōu)點(diǎn)是橡膠耐腐蝕性好，有效避免偏酸漿液（PH 4～6）和氯離子對(duì)金屬的腐蝕。

4.2 鋼襯板的優(yōu)缺點(diǎn)分析

鋼襯板的耐磨性可以通過(guò)調(diào)整合金元素的配比，達(dá)到需要的耐磨硬度，耐磨性較好，在干式球磨機(jī)使用得以驗(yàn)證，筒體襯板使用壽命能夠保證30000小時(shí)以上，且工藝成熟可靠，這是優(yōu)點(diǎn)。鋼襯板浸泡在PH4～6、氯離子含量高的漿液中，耐腐蝕性差;并且脫硫濕式球磨機(jī)上還沒(méi)有鋼襯板的工業(yè)運(yùn)行業(yè)績(jī)，是否可靠還需要工業(yè)驗(yàn)證，這是缺點(diǎn)。

5 鋼襯板改造的可行性分析

5.1 耐腐蝕可行性分析

由于鋼襯板沒(méi)有脫硫濕式球磨機(jī)運(yùn)行業(yè)績(jī)，根據(jù)研磨石料、漿液氯離子含量高、漿液偏酸性PH4～6的工作環(huán)境，在鋼襯板的材料配比必須考慮耐腐蝕性，而高鉻襯板耐腐蝕性好，技術(shù)成熟。

5.2 改造條件可行性分析

選用FGDM3280型球磨機(jī)為改造對(duì)象，改造前后的重量對(duì)比見(jiàn)表3，改造后磨機(jī)運(yùn)行總重量少5噸，這樣就不需要對(duì)控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)裝置改造，簡(jiǎn)單可行。

5.3 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響分析

球磨機(jī)筒體襯板由橡膠材質(zhì)改為鋼襯板，肯定會(huì)增加漿液中的金屬粉末，由于金屬粉末在石灰石漿液和脫硫漿液中沒(méi)有反應(yīng)的條件，最終以粉末在石膏中存在，對(duì)脫硫系統(tǒng)沒(méi)有什么影響，是可行的。

5.4 鋼襯板的選用條件

可行性研究后，選用鋼襯板必須考慮可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，選用耐磨性好、襯板硬度在HRC52～56，襯板波形峰谷差大、帶球能力強(qiáng)的節(jié)能型襯板（見(jiàn)圖3），筒體襯板固定方式每一圈采用兩塊固定楔、兩塊擰緊楔的方式，減少泄漏點(diǎn)，端襯板仍然使用橡膠襯板。

6 工業(yè)試驗(yàn)情況

6.1 運(yùn)行情況分析

選用一臺(tái)FGDM3280型球磨機(jī)作鋼襯板改造試驗(yàn)，試驗(yàn)的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表4，通過(guò)改造前后的參數(shù)對(duì)比分析，改造后，保持額定出力運(yùn)行，電流降低4A，石灰石磨制單耗降低6 kW·h/t，球耗少50 g/t，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性明顯。改造為鋼襯板以后，運(yùn)行工況穩(wěn)定， 電耗、球耗與石料特性和鋼球的耐磨性有關(guān)系，最近鋼襯板球磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表5。

6.2 存在的問(wèn)題及解決辦法

6.2.1 襯板斷裂、破碎原因分析及對(duì)策

試驗(yàn)鋼襯板試用時(shí)間近四年，腐蝕和磨損速率小于0.02mm/天，損壞型式主要是斷裂、破碎脫落。分析原因應(yīng)該是，考慮漿液的PH值偏酸性，所以選用高鉻襯板，該襯板的特性是含鉻高、耐蝕性好、硬度高、沖擊韌性差，所以頻繁發(fā)生斷裂、破碎。解決該問(wèn)題的對(duì)策是鋼襯板的耐蝕性、耐磨性和沖擊韌性必須綜合考慮，三者兼顧才能保證使用壽命。

6.2.2 襯板脫落

筒體襯板每一圈有24塊，采用兩排固定楔、兩排擰緊楔方式固定，只要中間有一塊襯板脫落，就會(huì)6塊襯板同時(shí)脫落，這種狀況沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理好，就會(huì)造成磨損筒體，這種結(jié)構(gòu)與每一塊襯板都有螺栓固定相比較可靠性稍差。解決的對(duì)策是固定方式為四排固定楔、四排擰緊楔，并且將筒體兩端的第一圈每一塊襯板均改為螺栓固定，防止襯板發(fā)生縱向滑動(dòng)。

6.2.3 噪音增加

改造為鋼襯板后，球磨機(jī)附近的噪音比改造前增加2～4dB，只要隔音措施得當(dāng)，對(duì)環(huán)境的影響忽略不計(jì)。

7 鋼襯板改進(jìn)后的運(yùn)行情況

我們對(duì)于試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題予以改進(jìn)，重新配比襯板原料，兼顧耐蝕性、耐磨性與抗沖擊性;優(yōu)化襯板固定方式，防止脫落，2018年10月完成兩臺(tái)球磨機(jī)的襯板改進(jìn)更換工作，至今運(yùn)行已經(jīng)有9個(gè)月，沒(méi)有發(fā)生襯板脫落的問(wèn)題。

8 經(jīng)濟(jì)性分析

鋼襯板的設(shè)計(jì)壽命按照三年設(shè)計(jì)，以三年為周期對(duì)橡膠襯板和鋼襯板的費(fèi)用進(jìn)行核算，鋼襯板費(fèi)用節(jié)約10萬(wàn)元，從運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，鋼襯板明顯優(yōu)于橡膠襯板，運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表5。

9 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于脫硫濕式球磨機(jī)襯板改型研究，從2014年開(kāi)始，到2018年才基本改型成功，其中艱難困苦的曲折經(jīng)歷一言難盡，但對(duì)于降低能耗的工作我們不能懈怠，這是我們企業(yè)追求的目標(biāo)，作為生產(chǎn)管理技術(shù)人員，必須依靠科技進(jìn)步解決生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)難題，才能取得更好的經(jīng)濟(jì)效率。

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