歐版磨粉機在電廠脫硫石灰石制粉系統中的應用

侯憲勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

歐版磨粉機在電廠脫硫石灰石制粉系統中的應用

侯憲勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

火電廠煙氣脫硫工藝其脫硫劑大都為石灰石粉，石灰石粉的品質、細度及顆粒分布是影響脫硫效果關鍵性因素之一，選擇合適的石灰石粉制備的工藝和裝備對整個脫硫過程起著至關重要的作用；本文主要介紹了采用歐版磨粉機制備石灰石粉的技術工藝及其在電廠脫硫中的應用。

電廠脫硫；石灰石；制粉技術；歐版磨粉機

1 概述

我國SO2排放量居世界第一，燃煤火電廠是SO2污染最集中、規模最大的行業，火電廠排放SO2約占全國SO2排放總量的50%以上，也是我國控制SO2污染的重點行業。如果火電廠排放的大氣污染物得不到有效控制，將直接影響到中國大氣環境質量的改善和電力行業的可持續發展。國家一直重視火電廠煙氣脫硫的工作，加大火電廠脫硫監管力度，要求新建、改建和擴建燃煤電廠必須滿足二氧化硫控制目標的要求。

火電廠石灰石—石膏煙氣脫硫濕法工藝(FGD)，是目前世界上技術最成熟、應用最廣泛的控制SO2排放技術，國內90%以上的火電廠采用石灰石—石膏法脫硫，而吸收SO2的介質都是石灰石粉，石灰石粉的粒度對脫硫效率有較大的影響，粒度愈小，愈有利于SO2的吸收，石灰石粉的制備成為火電廠脫硫、提高脫硫效率的先決條件。另外，石灰石粉的制備成本對脫硫成本有較大的影響，低成本制備高細度的石灰石粉技術成為電廠脫硫技術的重要環節。

影響石灰石脫硫效率的主要因素：

(1) 石灰石品位。

石灰石品位由CaO含量來確定，石灰石純度越高，脫硫效率越好。作為工藝設計人員在進行配料設計時，既要計算其化學成分，也要了解它的物理性能。石灰石一級品的氧化鈣含量為48%～54%；脫硫用石灰石不一定要求CaO含量越高越好。CaO＞54%的石灰巖，其純度較高而且大理石化程度高，不易粉磨，化學穩定性也強，就不適合用做脫硫劑。

(2) 石灰石粉的細度。

石灰石粉的粒度越小，質量比表面積就越大。由于石灰石的消溶反應是固—液兩相反應，其反應速率與石灰石顆粒比表面積成正比，因此，較細的石灰石顆粒的消溶性能好，各種相關反應速率較高，脫硫效率及石灰石利用率較高，但石灰石的粒度愈小，破碎的能耗愈高。通常要求的石灰石粉通過325目篩(44μm)的過篩率達到90%。

另外，石灰石粉的粒度與石灰石的品質有關。為保證脫硫效率和石灰石利用率達到一定水平，當石灰石中雜質含量較高時，石灰石應當磨制得更細一些。

2 歐版磨粉機的技術工藝

2.1 歐版磨粉機制備石灰石粉工藝流程

脫硫用石灰石粉要求粒度250目或325目(45μm)，325目石灰石粉脫硫效果更好。制備這種細度的石灰石粉，基本上是主機采用雷蒙磨(擺式磨)、懸輥磨或歐版磨粉機等幾個方案。以往，雷蒙磨、懸輥磨使用的較多，近年來，隨著對石灰石粉細度要求的提高和節能減排的需要，愈來愈多的電廠脫硫制備石灰石粉開始采用歐版磨粉機制備石灰石粉方案。其工藝流程見圖1。

由圖1可知，制粉系統采用的設備為：破碎機、提升機、電磁振動給料機、歐版磨粉機。由于歐版磨粉機內部帶有選粉裝置，不需外部的選粉機，使得流程簡單。

圖1 歐版磨制備石灰石粉工藝流程

工藝流程簡述如下：大塊狀石灰石經顎式破碎機破碎到所需粒度后，由提升機將其送至儲料斗，再經振動給料機將其均勻定量連續地送入歐版磨粉機主機磨室內進行研磨，粉磨后的石灰石粉被風吹起，經選粉機進行分級。符合細度的石灰石粉隨氣流經管道進入新型隔離式旋風集粉器內，進行分離收集。收集的石灰石粉成品經出料口并由輸送裝置送入石粉倉，以備脫硫使用。不合格的粒子經被選粉機分離后被甩向筒壁，沿筒壁落下后重新回到磨機研磨。整個系統在負壓狀態下運行，系統粉塵不外溢從而保證現場清潔。

由于進入磨機內的石灰石中有時有一定的含水量，研磨時產生的熱量會使其變成水蒸氣，使系統內氣體總量增加。同時由于管道接合處或者空氣隨石灰石進入系統，也會使系統內氣體總量增加。研磨時摩擦熱也會使氣體升溫，體積膨脹。此時為了保持系統的負壓運行狀態可以開啟風機和主機之間的閥門使多余氣體自動導入脈沖布袋除塵器經過濾后排出，確保環境保護。

2.2 歐版磨粉機結構和工作原理

歐版磨粉機整機結構是由主機、選粉機、管道裝置、離心引風機、隔離式旋風集粉器、除塵器組成。

主機工作原理(見圖2)：電動機通過三角帶帶動橫向傳動軸，橫向傳動軸再通過另一端的錐齒輪帶動主軸。主軸的上端連接著磨輥吊架，磨輥部件通過橫擔軸懸掛在磨輥吊架上，整個磨輥部件可以繞橫擔軸擺動。當主軸轉動時，磨輥部件在圍繞中心軸回轉的同時，在離心力的作用下磨輥沿著磨環內圓滾動。磨輥吊架下端裝有鏟刀架，鏟刀架下裝有鏟刀座盤，鏟刀座盤上裝有鏟刀。鏟刀刃將磨機內的物料鏟起后送往磨環和磨輥之間進行碾壓。

圖2 歐版磨粉機主機工作原理

選粉機工作過程：變頻調速電機帶動葉盤旋轉，葉盤上的葉片所形成的旋轉氣流，大顆粒物料離心力較大被甩向筒壁后下落回到磨機，合格物料通過選粉機。電機的轉速要按成品粉子粒度大小做相應的調節：如要獲得較細粒度的粉子時，就應該提高葉片的轉速，如果要獲得較粗粒度的粉子時，就應該降低葉片的轉速，具體的轉速要根據成品的目數、物料的比重、當地的溫度和濕度、氣壓高低以及顆粒的具體特性、磨機的使用狀態進行仔細調節。

旋風集粉器對磨粉機的性能起到很重要的作用。帶粉氣流進入集粉器時在集粉器內形成向下運動的旋轉氣流，旋轉粒子在離心力的作用下，顆粒物甩向筒壁，顆粒一旦碰到筒壁即被捕集并沿著筒壁滑向桶底，向下運動的氣體在錐體的作用下加速旋轉并被向上反射從回氣管排出進入風機。集粉器的下端裝有卸料閥，從集粉器下端掉落的粉子通過上下錐閥排出。由于在集粉器錐底形成的向上旋轉的氣流核心呈負壓狀態，所以對集粉器的下端密封要求很高，不允許有漏氣現象。一旦漏氣會使已經被捕集的粉子被氣體重新吹起帶走，直接影響到整機的產量。因此集粉器的下端裝有上、下錐閥，其作用是分別打開或關閉，從而能夠在卸料時保證外界空氣不被吸入集粉器。

2.3 歐版磨粉機的技術優勢

MTW歐版磨粉機是吸收歐洲粉磨技術及理念，新近潛心開發出的具有國際領先技術水平、擁有多項自主專利技術的粉磨設備。該機型采用了錐齒輪整體傳動、內部稀油潤滑系統、弧形風道等多項專利技術(專利號：ZL 2009 2 0088889.8、ZL 2009 2 0092361.8、ZL 2009 2 0089947.9)，其性能穩定、操作方便、能耗低；可調可控成品粒度、粉磨物料應用廣泛；配備專用除塵器，粉塵排放濃度完全低于國家環保規定。

主要技術優勢如下：

(1) 錐齒輪整體傳動，能量損耗小、效率高。

傳統擺式磨、懸輥磨機需另有減速機、通過聯軸節傳動主軸，安裝時對中難度大，易產生噪音，降低效率，MTW歐版磨粉機為錐齒輪整體傳動，結構更加緊湊，安裝調節更方便快捷，效率大大增加(見圖3)。

圖3 錐齒輪傳動及稀油潤滑示意

(2) 內部稀油潤滑系統、先進可靠。

傳統磨機潤滑形式為脂潤滑，潤滑阻力大、溫升高、軸承壽命短，MTW歐版磨粉機采用內部油泵，無需另外增加油泵或潤滑站，就可以實現主軸軸承和圓錐齒輪軸軸承的潤滑，極大地提高了設備的使用壽命(見圖3)。

(3) 弧形風道、風量損失小、物料流動性好。

傳統磨機中的磨粉機風道，均為直板型風道。這種結構存在著氣流沖擊風道板產生阻力，氣流分子間相互碰撞的能量損失大，易產生渦流導致風道堵塞等缺點，MTW歐版磨粉機所采用風道為曲面型風道，切向氣流進口順滑，阻力小，內部出口方向有利于物料的分散，不容易堵料(見圖4)。

圖4 弧形風道與直板型風道示意

(4) 特殊磨輥及磨環結構設計、曲面可換刀刃鏟刀，使粉磨效率提高、使用成本降低。

傳統磨機鏟刀刀刃磨損較快，鏟刀為整體鏟刀，刃部磨損后，需要整體更換鏟刀，浪費材料，增加停機更換時間。MTW歐版磨粉機鏟刀，刃部采用高耐磨合金材料，使用壽命長，更換時只需更換刀刃部分，提高了材料利用率(見圖5)。另外傳統的平面型鏟刀，物料鏟起后堆積在一個層面上，使磨輥磨環中部磨損嚴重，曲面型鏟刀可將物料導向立面，使磨輥磨環上、中、下部都能粉磨，使其均勻磨損，同時也增大了有效工作面積，從而增加了產量。

圖5 曲面可換刀刃鏟刀示意

(5) 成品粒度可調可控、選粉效率高。

選粉機轉速采用變頻控制，轉速更加精確，細料分選效果更佳；隔離式旋風集粉器、選粉效率大大提高，內筒與混合氣粉流之間采用隔離結構，能夠有效的提高選粉效率和選粉精度(見圖6)。

BC95模組連接網絡成功后，首先處于CONNECT狀態，此時可以進行數據發送和接收，當20 s無數據交互后進入IDLE狀態，此時能夠接收服務器數據，10 s后仍無數據交互，進入PSM狀態，此時不能接收服務器數據，模塊與服務器斷開連接，服務器下發數據不能喚醒BC95模組，但模塊仍注冊在網，喚醒后不需要重新注冊網絡，當物聯網智能節點進行遠程傳輸時，BC95模塊接收到主控芯片串口發送的AT指令被喚醒，進入CONNECT狀態，立刻將數據傳到云服務器，然后傳送到監控終端，做到實時響應并且降低了功耗。

圖6 隔離式旋風集粉器與常規集粉器示意

(6) 無阻力進風蝸殼(小觀察門無渦流)。

傳統磨機的進風蝸殼觀察門內部門板內面向外凸出，與進風蝸殼內面不在一個平面上，這樣就易產生渦流效應，增加系統能耗。MTW歐版磨粉機采用內部門板內面與進風蝸殼內面在同一曲面上，可有效的避免渦流效應。

(7) 人性化設計、易于操作。

歐版磨機不僅內部采用了諸多先進結構，而且外觀也采用優美的弧形結構設計，使整臺機器更加人性化，降低了工人操作時的產生的不必要損傷。

(8) 注重環保理念。

設備工作噪音小，配備先進的除塵器、粉塵排放濃度完全低于國家環保規定。氣流由大旋風集粉器上端回風管吸入離心引風機，本機整個氣流系統是密閉循環的，并且是在正負壓狀態下循環流動的，獨特的空氣自循環系統，大大降低了外排風量，降低粉塵、利于環保。

3 電廠石灰石粉制備系統設備配置選型

電廠石灰石粉制備系統可按年運行300d，每天有效運行時間20h，根據電廠脫硫一年需要的石灰石粉量計算需要的單機臺時產量，再由單機的臺時產量選擇歐版磨機的型號和規格。用于石灰石粉制備的歐版磨粉機規格性能列于右表。

4 結語

綜上所述，采用歐版磨粉機制粉工藝的石灰石粉制備技術，其產品的細度及顆粒級配均齊，能夠很好滿足煙氣脫硫所需要的合適的石灰石粉，提高脫硫效率。 其生產線工藝流程通暢，投資省上馬快，易于生產管理。在選擇生產工藝方案和設備選型時， 采用成熟、可靠的新工藝、新技術，做到技術先進、經濟合理、切實可靠。電氣自動化控制水平做到可靠、實用。高度重視了環境的綜合治理，可以達到國家標準。綜合能耗比傳統的雷蒙磨、懸輥磨工藝降低20%～30%，產品質量大幅提高。該生產線工藝自問世以來為愈來愈多的電廠脫硫工程所青睞，歐版磨粉機在電廠脫硫工程中的廣泛應用，將進一步推動電廠脫硫工作的進展，為火電廠的節能減排提供可靠的技術和設備保障。

歐版磨粉機規格及性能

TD921.4

A

1007-9386(2011)06-0036-04

2011-11-01