孔金山 ，李光業(yè)

1 概述

電廠鍋爐機組大多采用石灰石法脫硫，需要的石灰石粉細度一般要求比較細，45μm篩90%通過或60μm篩95%通過。石灰石法脫硫初期投資和運行費用高、占地面積大、系統(tǒng)操作復雜、堵塞腐蝕現(xiàn)象較為嚴重，副產物——石灰石、廢水處理比較困難[1]。

循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型脫硫技術，其通過向爐內添加石灰石等脫硫劑，在鍋爐燃燒的同時實現(xiàn)脫硫。循環(huán)流化床（CFB）鍋爐脫硫的主要原理是，將CaCO3噴入高溫爐膛，CaCO3在高溫爐膛分解產生CaO，CaO與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應生成CaSO4，達到鍋爐脫硫的目的[2]。

現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐普遍采用爐內噴鈣脫硫工藝，該工藝設計有石灰石粉制備、輸送、給料、計量等系統(tǒng)。石灰石粉制備系統(tǒng)作為循環(huán)流化床鍋爐重要的輔助系統(tǒng)，具有工藝系統(tǒng)簡單、工程造價低、運行電耗低等優(yōu)點[1-2]。

LM型立式輥磨集細碎、烘干、磨粉、選粉為一體，可翻輥檢修，輥磨套也可以翻面使用，不僅提升了易用性，而且有效控制了成本[3]，在循環(huán)流化床鍋爐石灰石粉制備系統(tǒng)得到了廣泛應用。

2 LM型立式輥磨結構和工作原理

2.1 LM型立式輥磨結構

LM立式輥磨主要由驅動裝置、研磨機構、分級裝置、機體、限位器、加壓系統(tǒng)（包括液壓站、油缸和蓄能器等）、稀油潤滑系統(tǒng)等組成（見圖1）。

2.2 LM型立式輥磨工作原理[4]

LM型立式輥磨工作原理如圖2所示，磨盤在傳動裝置帶動下旋轉，磨輥在磨盤的摩擦作用下圍繞磨輥軸自轉。物料從輥磨進料口落入磨盤中央，由于磨盤旋轉產生的離心力作用而向磨盤邊緣移動，在磨盤和磨輥之間形成碾磨料層，被碾壓粉碎。粉磨后的物料繼續(xù)向盤邊運動，直至溢出盤外。磨盤周邊設有噴口環(huán)，其中大顆粒最先降落到磨盤上，較小的顆粒在上升氣流的作用下被帶入選粉裝置進行粗細分級；粗粉重新返回到磨盤再粉磨，符合細度要求的細粉，作為成品被氣流帶向機殼上部出口，進入收塵器被收集?；烊胛锪系蔫F塊等雜物隨物料運動到磨盤邊緣時，由于自身重量大而不能被風吹起，落至磨機下腔被安裝在磨盤底部的刮料板刮入排渣口，排出機外。

2.3 LM型立式輥磨技術參數(shù)

立式輥磨LM170K主機及配套設備性能參數(shù)見表1。

表1 立式輥磨LM170K主機及配套設備性能參數(shù)表

圖1 LM型立式輥磨結構

圖2 LM型立式輥磨工作原理示意圖

3 石灰石粉磨生產線工藝流程

石灰石粉磨工藝系統(tǒng)流程如圖3所示。

石灰石由鏟車送入儲料倉，經過棒條閥、定量給料機及除鐵器除鐵后，經斗式提升機提升到鎖風喂料閥，然后被均勻、穩(wěn)定地送入輥磨內。石灰石在磨機內被粉磨，經動態(tài)選粉機分級后，合格的符合粒度要求的石灰石粉，由風機產生的風力輸送到收粉器收集為成品；不合格的大顆粒重新落回磨盤上被粉磨。

該工藝系統(tǒng)配備的動態(tài)選粉機采用變頻控制，通過調節(jié)選粉機轉速，可以控制成品的細度分布。該系統(tǒng)為負壓運行，結構緊湊，噪聲低，粉塵排放少，生產效率高。

4 循環(huán)流化床鍋爐脫硫對石灰石粒徑的要求

對于CFB鍋爐，石灰石粒度對脫硫效率的影響較大。石灰石粒度較大，爐內脫硫效率較低；石灰石粒度較小容易被風力抽走，無法再返回爐膛進行脫硫反應[5]。因此，流化床內石灰石的最佳粒徑并不是一個固定值，它與流化床內的流化速度、料層壓差、循環(huán)倍率、分離器特性等工況參數(shù)密切相關。從國外資料看，幾家大型循環(huán)流化床鍋爐制造商提供的最佳顆粒直徑各不相同，法國通用電氣阿爾斯通工業(yè)公司（GASI）認為D50應是120～150μm，美國福斯特惠勒（Foster Wheeler）公司認為D50應是300μm，美國ABB-CE公司認為D50應是500μm。

大連某公司給定的設計原則如下：中位徑D50為0.35mm±0.1mm，粒徑d≤0.1mm的石灰石粉＜20%，粒徑d≥1mm的石灰石粉＜5%，最大粒徑dmax≯1.5mm。

表2是根據(jù)CFB鍋爐要求，立式輥磨初步調試生產時的石灰石粉的檢驗分析報告。粒度分析表明，初步調試結果不理想，粒徑d＜0.1mm的石灰石粉＞20%，說明細粉偏多，且有部分大顆粒，選粉切點也不好。

5 運行分析

根據(jù)初期調試運行的情況，結合運行過程中出現(xiàn)的問題，有針對性地對磨機結構進行了優(yōu)化，并重新調整了運行參數(shù)。

圖3 石灰石粉磨工藝系統(tǒng)流程

表2 初步調試生產時石灰石粉檢驗分析報告

表3 改進后的石灰石粉檢驗分析報告

5.1 輥磨改進關鍵技術要點

為使輥磨更好地磨制石灰石粗粉，針對較寬的粒度分布，對磨機進行了關鍵技術優(yōu)化改進。

（1）重新設計輥套和襯板的曲面，獲得特殊的研磨曲線，更有利于形成粗粉。

（2）選擇合理的磨盤轉速，使磨機更容易出粗粉，同時兼顧磨機的效率和穩(wěn)定性等因素。

（3）在磨腔內設置一個特殊的擾流罩裝置，干涉和修正磨機內的筒體風速，使粗粉能夠獲得足夠的提升力，利于粗粉的空氣動力輸送。

（4）配置特殊的選粉機葉輪，調整葉輪轉速、通風面積、葉片間隔和葉片角度等參數(shù)，使選粉機更適合粗粉類型的分級。

5.2 改進效果

通過以上改進后，對輥磨調試生產后取樣，石灰石粉粒度分析如表3。從表3的運行數(shù)據(jù)可以看出，D50≈0.3mm,產品的合格率（0.1～1.4mm）達73.17%，較表2有明顯的改善，粗粉含量提高，粒徑d≤0.1mm和d≥1mm的石灰石粉含量明顯下降。粒度分布如圖4所示。

6 結語

實際運行情況表明，立式輥磨在循環(huán)流化床鍋爐脫硫制粉中具有較好的使用效果。輥磨也可以加工符合循環(huán)流化床鍋爐的脫硫特性及對石灰石粒級分布要求的粗粉。立式輥磨產量高、能耗低、揚塵少、噪聲小，一套易損件可加工50萬噸石灰石，能很好地滿足各類循環(huán)流化床鍋爐脫硫的需要。

圖4 石灰石粉粒度分布