为控制大气污染物水平, 我国已经颁布了最新的《火电厂大气污染物排放指标》, 这对石灰石湿法脱硫工艺运行的安全稳定运行要求有很大提高。石灰石制浆系统作为原料供应的保障, 也将承担更重要的作用。为保证合格的石灰石浆液品质和产量, 使制浆系统在最稳定、经济的工况下运行, 我们在大唐洛河发电厂进行了一系列优化实验, 并从中总结了一些成果。
本工程2×600MW+4×300MW机组共设1套公用石灰石浆液制备系统。湿式球磨机配置2台, 单台磨机设计最大出力为1 5 t/h, 额定电流6 4.4 A, 筒体最大装球量4 0 t。设计浆液循环倍率为3, 制浆系统成品浆液的细度应为90%通过325目筛, 密度保持在1200~1250kg/m3之间。旋流器工作压力为55kPa。浆液品质参数如表1。
制浆系统投运以来, 给料量通常维持在10~12t/h, 出力始终不能达到设计值15t/h, 从而大大延长了制浆系统的运行时间, 造成了运行电耗的增加和设备磨损的加剧。经分析主要存在如下问题。
石灰石品质分析发现, 除了CaO含量达不到设计要求外, 其他氧化物的含量也超标。SiO2的含量达9%。如表2。
磨机在设计装球量满负荷运行时电流一般维持在额定电流的80% (即51A) 左右。而在优化实验前运行电流一般维持在45~48A。此外, 由于日常补充磨机内钢球的工作不规律以及在运行中未对磨机做过清理, 造成磨机内钢球配比失衡, 对大粒径颗粒磨制效果不能达到要求。
在运行过程中, 石灰石旋流器入口压力维持在80~100kPa, 大于旋流器的运行压力范围 (55kPa左右) , 造成溢流颗粒偏小, 密度过低。 (见表3) 通过粒径分析发现旋流器入口浆液中含有大于80μm的颗粒比重在50%~60%, 高于该粒径比重经验值 (35%左右) 。磨机磨制效果不佳造成底流浆液的密度过大, 在更换旋流器沉沙嘴时发现原40mm的直径已被磨损为50mm左右。
通过上表可以看出, 合格颗粒虽全部进入溢流, 但由于旋流器入口浆液中小于325目的颗粒比重仅为30%~40%, 小于该粒径比重经验值 (65%) , 因此溢流浆液密度和含固量整体偏小。
本次优化实验的对象是磨机A及其对应的浆液旋流系统。
在进行性能优化前对石灰石品质进行了控制, 试验期间用石灰石如表4。
为了更好地提高磨机的出力, 将现有的装球量提高到最大计算值40t后进行额定出力试验。即在现有情况下补加一定量规格为直径70mm的耐磨高铬钢球, 之后电机电流为52A。
由于底流密度大且大颗粒石灰石含量高, 造成旋流器底流沉沙嘴磨损严重。本次试验将A旋流器沉沙嘴全部改用为抗磨损能力强的陶瓷材质, 口径为40mm。
由于浆液循环泵出口至旋流器入口压力过高, 因此本次优化实验前对浆液循环泵1A进行叶轮切割, 适当减低泵出口压力。
采取以上优化措施后, 对浆液旋流器的进口、旋流器溢流浆液、旋流器底流浆液进行取样分析, 分析结果如表5所示。
从取样分析的结果来看, 在控制浆液进料压力在50kPa左右的情况下, 旋流器溢流浆液密度为1203kg/m3, 含固量约为27%, 浆液细度 (95%≤0.04mm) 完全满足设计要求, 底流浆液含固率67.11%也在正常范围内。从调整后制浆系统的运行情况和取样分析来判断, 磨机出力能长期稳定在14t/h, 基本达到设计出力。
磨机浆液制备系统是目前脱硫系统最常用的浆液制备形式但绝大部分系统存在出力不足、设备及管路磨损、堵塞、泄漏等情况。基于上述问题, 在运行时需要关注如下几点。
(1) 石灰石中SiO2含量过高不单影响制浆系统的出力, 更会加剧衬胶管道的磨损, 并恶化吸收塔内浆液的工况。因此在运行中应重点关注石灰石品质。 (2) 根据磨机运行电流变化定期补加钢球, 并在大小修时清理磨机内的小钢球, 完善钢球配比。 (3) 在设计时考虑浆液循环泵和旋流器的压力及流量的匹配, 否则会影响制浆系统的出力, 建议浆液循环泵电机安装变频装置。 (4) 运行中重点监控旋流器的运行状态, 关注入口压力波动、旋流子堵塞等情况并及时更换沉沙嘴, 保证旋流器分离效果。 (5) 建立完善的脱硫实验室, 通过对石灰石品质、浆液粒径分布等参数的分析, 及时掌握制浆系统运行情况, 并指导运行人员处理问题。
摘要：以大唐洛河发电厂脱硫制浆系统性能优化试验、维护为例, 探讨如何提高湿式球磨机制浆系统的出力, 从而保证石灰石浆液的品质和产量达到设计要求, 满足脱硫系统浆液的供应并达到节水节电的目的。
关键词：脱硫,湿式球磨机,制浆系统,出力
[1] 曾庭华, 杨华, 廖永进, 等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].中国电力出版社, 2008.
[2] 周至祥, 段建中, 薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].中国电力出版社, 2006.
