脱硫制浆系统运行调整及其体会

脱硫制浆系统运行调整及其体会作者简介：闫军（1975-） ，男，籍贯：重庆发电厂燃料脱硫工程师, 重庆渝电烟气脱硫公司调试培训部负责人，从事脱硫生产技术管理及脱硫设施调试培训工作。）c#G/!o/ l4 e6 D脱硫制浆系统运行调整及其体会9 e&V J- J4 u3V摘要9 J6d2|4 R b0V # E脱硫制浆系统被广泛应用于燃煤电厂石灰石 /石膏湿法烟气脱硫装置中。文中以典型的制浆系统为研究对象，根据其特性，围绕提高石灰石浆液品质及降低制浆能耗，结合自己的体会提出合理运行的调整方法，对脱硫制浆系统特性的把握和运行维护具有一定指导意义。关键词：脱硫；制浆系统；运行调整# % B5s8 R） b（ W$J# w前言8 i50 r, s1 O2 e1 随着全球经济的高速发展和工业化的不断推进，大气中二氧化硫排放量与日俱增，造成降水 pH 值下降，局部地方甚至形成酸雨，对人体健康和大气环境带来很大影响。为降低空气中二氧化硫排放量，提高空气质量，防止环境进一步恶化，国家环保总局要求燃煤发电厂必须安装烟气脱硫装置。目前，燃煤电厂应用最广泛的是石灰石 /石膏湿法脱硫。石灰石/石膏湿法脱硫的机理是将烟气引入吸收塔，其中的二氧化硫与吸收塔中喷淋的石灰石浆液（主要成分是CaCO3 ）在流动（根据工艺可分为顺流、逆流、混合流）中反应，生成半水亚硫酸钙（CaSO3?1/2H2O）,再被氧化风机鼓入的空气强制氧化成二水硫酸钙（CaSO4?2H2O）晶体，然后经水力旋流和真空脱水，制成可利用的副产品石膏，从而脱去烟气中的二氧化硫。以上可看出，石灰石浆液作为二氧化硫的吸收剂是脱硫主要原料。其品质的好坏，直接关系到脱硫效率的高低和石膏品质的好坏。石灰石浆液制备一般有2 种方法：一种是将石灰石颗粒干磨制成石灰石粉，再用水搅拌混合成浆液；另一种是将石灰石颗粒和水一起碾磨成石灰石浆液，即常说的脱硫制浆系统，该法由于运行成本相对较低，对环境污染较小，已被电厂广泛采用。本文以典型的脱硫制浆系统为研究对象，介绍其特性，并围绕提高石灰石浆液品质及降低制浆能耗，结合作者的体会，提出合理运行的调整方法，以供参考。1 D J5n.w+ M&1 脱硫制浆系统简介（ R9G*p/ 6 E1 |（L!| a1.1 脱硫制浆系统的工艺流程典型脱硫制浆系统的组成及工艺流程如图 1 所示。由称重皮带给料机输送来的石灰石颗粒，汇同由滤液水泵输送来的滤液水（或工艺水）及二级旋流器的底流浓浆一起进入球磨机筒体，被球磨机内的钢球撞击、挤压和碾磨成浆液。该浆液经旋流器进行水力旋流粗细分离，浆液中的大颗粒被分离到旋流器的底部形成底流浓浆，从入口回到球磨机被再次碾磨，而浆液中的小颗粒则从顶部溢出形成稀浆进入石灰石浆液箱备用。根据不同设计要求，水力旋流可分为一级或两级。为保证系统物料平衡、浆液浓度和细度合格，旋流系统设有再循环管道及浓度、液位、细度调节阀门。系统还设有冲洗水用于设备停止或切换时冲洗泵、管路和旋流器。 0B& T5 y + U* u/E1.2 脱硫制浆系统的主要特性典型脱硫制浆系统有如下特性： （ 1） 球磨机筒体采用橡胶内衬， 既可防腐又使系统运行中的噪声得到了有效控制。 （ 2）由于在系统内设置了旋流分离，使该系统磨制出的石灰石浆液品质很高，可满足脱硫效率及石膏的纯度要求。 （ 3 ）由于球磨机内介质是液体，故没有粉尘污染。（ 4）若为两级旋流则二级旋流器一般由若干个小旋流子构成，可调节旋流子投入数量来调节旋流压力和流量，从而调节旋流强度。也有些系统采用变频再循环泵来调节旋流强度（5）浆液密度调节可采用自动或手动方式。（ 6 ）石灰石磨损性和腐蚀性都很强，球磨机入口需采用耐磨耐腐蚀钢，浆液管道需内衬橡胶或采用玻璃钢管等防腐措施。 （ 7）由于球磨机筒体内装有大量浆液，给球磨机入口的密封带来一定困难，时间长易出现漏浆。 （ 8 ）球磨机出口至再循环箱装有旋转滤网用以分离石灰石中的杂物，旋转滤网孔径必须适中，太小易带出大量浆液，太大分离效果不好。2 脱硫制浆系统的运行调整-K/S . S!P!h9A2.1 运行调整任务脱硫制浆系统运行调整的任务是使磨制出的石灰石浆液的细度、密度（或浓度）满足脱硫工艺要求，达到设计值，并保证系统安全稳定运行，能耗最低。9 H:E）v I2.2 石灰石浆液细度调整石灰石浆液中颗粒细度越细，则等量石灰石浆液在吸收塔中化学反应接触面积越大，反应越充分。脱硫效率、石膏浆液品质、脱水效果相应就会更好。目前，脱硫石灰石浆液细度根据工艺设计不同，一般在3060 （m之间，其中以90%颗粒小于32gm或63（im最为广泛。调整石灰石浆液细度的途径有：（1）保持合理的钢球装载量和钢球配比。石灰石是靠钢球撞击、挤压和碾磨成浆液，若钢球装载量不足，细度将很难达到要求。运行中可通过监视球磨机主电机电流来监视钢球装载量，若发现电流明显下降则需及时补充钢球。球磨机在初次投运时钢球质量配比应按设计进行。经验表明，钢球补充一般只补充直径最大的型号，因为磨损后不同直径的钢球可计入其他型号之列。 （2）控制进入球磨机石灰石粒径大小，使之处于设计范围。一般湿式球磨机进料粒径为90%颗粒小于 10 mm。（ 3）调节球磨机入口进料量。一般为降低电耗，球磨机应经常保持在额定工况下运行，但有时由于种种原因，钢球补充不及时，则需根据球磨机主电机电流降低情况适当减小给料量，才能保证浆液粒径合格。（ 4）调节进入球磨机入口滤液水（或工艺水）量。球磨机入口滤液水的作用之一是在筒体中流动带动石灰石浆液流动，若滤液水量大则流动快，碾磨时间相对较短，浆液粒径就相对变大；反之变小。在通常情况下，进入球磨机的石灰石和滤液水质量比例在1.31.5较合适。（5）调节旋流器水力旋流强度。旋流器入口压力越大，旋流强度则越强，底流流量相对变小，但粒径变大；反之粒径变小。因此在运行中要密切监视旋流器入口压力在适当范围内。对于调节旋流器入口压力，若再循环泵采用变频泵则可调节泵的转速；若旋流器由多个旋流子组成，则可调节投入个数） （ 6）适当开启旋流器稀浆收集箱至浓浆的细度调节阀，让一部分稀浆再次进入球磨机碾磨） （ 7）加强化学监督，定期化验浆液细度，为细度调节提供依据）2.3 石灰石浆液密度调整石灰石浆液必须满足一定的密度要求） 密度过高易造成石灰石浆液泵及管道磨损堵塞，对石灰石浆液箱搅拌器和衬胶也极为不利）密度过低可能出现吸收塔给浆调节阀门开完，但石灰石量仍满足不了要求的情况）脱硫设计一般要求石灰石浆液密度为12101230 kg/m3,对应浓度一般为30%左右。石灰石浆液密度调节可采用自动和手动2种方法。自动调节通常应用于1台球磨机对应 1 台密度计，手动调节通常应用于多台球磨机对应1 台密度计）自动调节是通过控制进入一级再循环箱滤液水（或工艺水）量，调节阀门开度来实现的）滤液水（或工艺水）量根据密度设定、石灰石给料量、已进入系统水量等在线监测数据来计算）近似计算公式为：A=B/C-B-D-E 土F （t）式中，A为进入一级再循环箱滤液水（或工艺水）量， t; B为石灰石给料量，t; C为设定密度对应的浓度，;D 为进入球磨机入口滤液水量， t； E 为其他进入系统水量如冷却水， t ； F 为密度反馈修正量， t ）手动调节的计算公式与自动调节大致相同）因多台球磨机共用 1 台密度计，为避免反馈量相互干扰，影响制浆系统物料平衡和细度调节， 密度反馈修正量不用在线监测数据改为手动设定修正量） 计算公式为： A=B/C-B-D-E G （t ）式中， A 为进入一级再循环箱滤液水量， t； B 为石灰石给料量， t； C 为设定密度对应的浓度， % ； D 为进入球磨机入口滤液水量， t ； E 为其他进入系统水量如冷却水， t； G 为手动设定修正量，t ）在必要情况下，2 种调节方法均可人为解除自动调节器，改为直接人工控制调节门开度，强制调节浓度）但此种情况应用极少）2.4 系统物料平衡调整脱硫制浆系统在运行中必须保持物料平衡） 进入系统的石灰石和滤液水总和随时应与离开系统的石灰石浆液总体上保持平衡）物料平衡在运行监视中表现为球磨机、两级再循环箱、两级旋流器稀浆和浓浆收集箱的液位应保持适中，即相对稳定的状态）若某个环节物料太多，会造成本环节漫浆、上环节循环泵保护跳闸；若某个环节物料太少，也会造成本环节循环泵保护跳闸、下环节物料随之减少等问题。这些都将导致系统不能连续运行，影响其安全。实际运行中，一般保持再循环箱液位在40%70%之间、稀浆及浓浆收集箱?位在20%50%之间为宜。系统物料平衡调整方法有：（1）调节再循环箱液位调节阀开度，此调节为正常情况下主要液位调节方法）通常该液位调节采用自动跟踪再循环箱液位的某一定值（如 60% ） （2 ）保持浆液管线畅通，必要时停下冲洗）（ 3）保持再循环泵出力正常，特别注意入口有无堵塞现象） （4 ）合理调节旋流器旋流子投入数量，并保持所投旋流子畅通；若为变频再循环泵则设定合适的转速）旋流器的调整要配合浆液细度调节来综合调节水力旋流强度）旋流强度太大，则浓浆过浓，会堵塞再循环泵入口；旋流强度太小，则浓浆回得太多，再循环泵出力可能不够）因此要综合考虑细度和液位平衡，确定一个最佳的旋流器入口压力）2.5 脱硫制浆系统的电耗调整脱硫制浆系统电耗是脱硫主要能耗之一） 调节原则是使磨制单位质量合格浆液电耗最小） 制浆电耗调整的途径有： （ 1 ）优化运行方式，尽量在额定负荷下运行）球磨机给料的多少对电耗影响不大）因此除特殊情况外，脱硫制浆系统不得采用降低给料来调节出力，而是采用启停整个系统来控制石灰石浆液箱液位） （ 2 ）控制进料粒径）若进料粒径超标，制浆系统电耗将增大） （ 3）选用适当的石灰石） 石灰石中 Fe2O3 和 SiO2 含量变大不但磨损性增强， 而且会增加制浆电耗， 运行中要密切关注石灰石化验报告） 3 关于脱硫制浆系统的几点体会（ 1 ） 脱硫制浆系统由于球磨机内介质是液体，采用橡胶内衬，故没有粉尘污染，且噪声较小）但橡胶内衬有一定使用寿命，若运行中听到球磨机筒体内有异常的撞击声，可能是橡胶内衬损坏，需及时更换） （2 ）石灰石及其浆液的腐蚀性、磨损性、沉积性都很强，所以运行中容易造成系统堵塞、泄漏）浆液循环泵和管道都需做防腐处理或采用特殊材料，并加装冲洗水，运行中若发现堵塞应及时冲洗）（ 3）钢球装载量对制浆系统的影响非常大）若钢球不足，浆液密度、细度、电耗、物料平衡都很难达到设计要求）（ 4 ）球磨机出力一般应按额定工况运行，由于特殊原因未及时补充钢球，应根据经验按实际钢球装载量的最大出力给料）这是降低电耗和钢球消耗的大前提）切忌为了平衡脱硫系统用浆量人为减少球磨机给料量） （ 5 ）旋流器、再循环泵入口是脱硫制浆系统中最容易堵塞的 2 个部分，运行中应特别注意）水力旋流强度应在运行中摸索出一个最佳的入口压力范围，这对浆液细度、物料平衡调节有很直接的效果） （ 6 ）调节旋流器入口压力若采用调节投入旋流子个数方法，其闸阀应全关或全开，不宜处于中间位置）若处于中间位置，会大大增加闸阀的磨损及此处的堵塞） （7）任何情况下，石灰石浆液的密度最好不要超过1 230 kg/m3 ，超过此限系统磨损、堵塞现象明显加剧。（8）加强对石灰石及石灰石浆液的化验监督，对脱硫制浆系统的运行很有必要。.一.