石灰石濕式制漿系統出力不足原因分析及處理

摘要：

石灰石濕式制漿系統廣泛應用于火電廠石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統.制漿系統的性能對整個脫硫系統的正常運行有著十分重要的影響.影響石灰石濕式制漿系統出力的因素有很多.針對國電能源投資有限公司準大發電廠石灰石濕式制漿系統出力不足的問題，分別從下料系統、濕式球磨機本體、石灰石漿液旋流器、系統配置的儀器儀表及化驗檢測方法等方面進行探討，分析了影響系統出力的主要原因，并從保證系統正常運行方面提出了相關建議.

關鍵詞：

濕法脫硫； 制漿系統； 球磨機； 旋流器

中圖分類號：X 701.3 文獻標志碼：A

Analysis and treatment of insufficient output of limestone

slurry preparation systems

HU Hou-tang1， LI Jia2， LU Bin1

（1.Environmental Engineering Institute， State Power Environment Protection

Research Institute， Nanjing 210031，China；

2.College of Electronic and Mechanical Engineering， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）

Abstract：

The limestone slurry preparation system is widely used in the wet Flue Gas Desulfurization（FGD） system.The performance of a limestone slurry preparation system has a great influence on the operating reliability of the wet FGD system.The insufficient output of the limestone slurry preparation system is a very typical problem in wet FGD systems.The performance of the limestone slurry preparation system is influenced by many factors. In this paper，factors resulting in an insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed，such as the feeding system，the limestone wet grinding mill， the limestone slurry hydrocyclone，the measuring instruments for the limestone slurry preparation system，and the analyzing techniques，etc.The reasons of the insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed and corresponding treatments were suggested.In addition，some reasonable advice was proposed for the operating of limestone slurry preparation system.

Key words：

wet FGD； limestone slurry preparation system； ball mill； hydrocyclone

石灰石漿液制備系統是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫裝置的重要組成部分，一般可分為干粉（石灰石粉）制漿、干式球磨機制粉后制漿以及濕式球磨機直接制漿等三種方式.這三種方式在火電廠石灰石/石膏濕法脫硫裝置中均有使用.本文就石灰石濕式制漿系統調試相關問題進行探討.

1 石灰石濕式制漿系統簡介

圖1為典型的石灰石濕式制漿系統的工藝流程.石灰石塊（粒徑小于20 mm）通過稱重皮帶給料機送至濕式球磨機入口，與一定量的工藝水（或濾液水）混合進入濕式球磨機磨成石灰石漿液，漿液從濕式球磨機末端溢流至磨機漿液循環箱.另一路工藝水（或濾液水）加入到磨機漿液循環箱中，把石灰石漿液稀釋到一定濃度，再由磨機漿液循環泵送至石灰石漿液旋流器進行粗細顆粒分離.合格的石灰石漿液從石灰石漿液旋流器溢流進入石灰石漿液箱.粗顆粒則從石灰石漿液旋流器底流回濕式球磨機入口重新研磨.

2 制漿系統配置、設計參數

國電能源投資有限公司準大發電廠裝機容量為2×300 MW.其脫硫系統已建，但由于煤質變化，脫硫系統需增容，且原制漿系統生產能力不能滿足要求.為此，改造中增設一套石灰石濕式制漿系統.系統設備配置及物料平衡表分別如表1、表2所示.

3 系統存在問題

在脫硫系統增容改造施工完成后，由于電廠負荷較低，且電廠使用的煤中含硫量低于設計值，石灰石漿液用量較少，制漿系統存在問題尚未顯現.隨著電廠滿負荷運行以及燃煤中含硫量的增加，石灰石漿液量無法滿足使用要求，系統物料平衡難以維持，漿液循環箱經常出現溢流現象，漿液品質也達不到設計要求.表3給出了石灰石漿液取樣分析數據.

4 問題分析及處理

4.1 系統存在問題分析

表3的取樣分析結果顯示，系統存在的問題有：循環箱、旋流器溢流漿液密度偏低；旋流器底流漿液密度偏高；旋流器溢流漿液中石灰石顆粒粒徑分布不合格.經分析，認為需要從幾個方面查找問題產生的原因：（1）石灰石塊粒徑分布是否合理，下料量是否準確；（2）系統補充水量是否準確；（3）球磨機內的鋼球量及級配比是否合理；（4）石灰石旋流器分級水平是否存在問題；（5）化驗結果是否準確.

4.2 問題的處理

4.2.1 進料系統檢查

（1） 石灰石塊粒徑分布檢查.通過取樣分析，發現電廠采購的石灰石塊粒徑分布滿足設計要求.

（2） 下料量檢查.檢查石灰石進料量，發現稱重皮帶給料機就地顯示的給料量與控制室DCS顯示的給料量不一致，存在很大偏差，且無法判斷哪個數值是準確的，需重新校核稱重皮帶機.經重新校核后，解決了下料量不準確的問題.

4.2.2 球磨機本體鋼球量檢查

球磨機本體初裝鋼球時嚴格按照廠家給定的要求添加，但該球磨機自從投產后近4個月未補充鋼球.DCS顯示的球磨機驅動電機電流只有40 A，電流偏小，可判斷球磨機的鋼球量不足，為此需補充鋼球，最后將電流控制在45 A.

完成進料系統、球磨機本體鋼球量檢查并調整后，再次對石灰石漿液取樣進行分析化驗，結果如表4所示.

表4顯示，循環箱、旋流器底流、旋流器溢流漿液中石灰石顆粒粒徑分布仍達不到設計要求，且系統物料平衡難以維持，循環箱經常會出現溢流現象.為此仍需進一步查找原因.

4.2.3 系統補水量檢查

原設計石料與系統補水量的比例為1∶2.3.入料量為14 t時，系統設計球磨機磨頭補水量為3.59 m3· h^-1，循環箱補水量為28.7 m3· h^-1.控制室DCS顯示兩處補水量符合設計要求，但根據循環箱實測漿液密度以及循環箱經常出現溢流等現象，可初步判斷系統的實際補水量超過系統設計值.

對制漿系統的工藝水系統管道、閥門及測量儀表進行檢查后發現，系統無內漏，工藝水調節閥完好，能滿足調節要求.

檢查濾液水電磁流量計，發現電磁流量計就地顯示數值與DCS顯示數值存在很大偏差，兩者間存在3倍關系.DCS顯示加水量為15 m3· h^-1時，電磁流量計就地顯示值為45 m3· h^-1.對照廠家提供的說明書，發現電磁流量計的就地顯示值正確.由于DCS設置的量程與電磁流量計的量程不對應，導致兩者顯示的數值無法對應.操作人員運行調節是按照DCS顯示值進行操作，為此可判斷系統補水量偏大，超過系統設計值.

4.2.4 石灰石漿液旋流器

在石灰石漿液旋流器進料密度低于設計值的情況下，石灰石漿液旋流器底流漿液密度超過設計值，且石灰石漿液旋流器底流漿液中粒徑≤44 μm的石灰石顆粒的通過率為48.15%，由此判斷旋流器的分級存在問題.檢查發現，旋流器的入口壓力超過設計要求，旋流器漿液入口壓力為120 kPa，旋流器要求工作壓力為90 kPa，同時旋流器底流沉沙嘴安裝錯誤.

隨著旋流器工作壓力增大，溢流的石灰石漿液體積流量增加，漿液中石灰石顆粒粒徑及質量濃度變小，底流的石灰石漿液體積流量變小而質量濃度增大.為此在漿液循環泵出口管道上加裝一個孔板，以調整旋流器入口壓力.通過孔板調節，最后將旋流器工作壓力調整為90 kPa.同時將旋流器底流沉沙嘴按照正確的安裝方式進行重新安裝.

通過一系列調整后重新對石灰石漿液取樣化驗，結果如表5所示.

根據分析結果，發現密度均符合要求，但石灰石漿液旋流器的溢流漿液的石灰石顆粒粒徑分布仍達不到要求.通過排查，發現電廠脫硫化驗室的檢測方法存在一定問題.

4.2.5 石灰石漿液中石灰石顆粒粒徑分布檢測

該廠檢測方法為取一定量的石灰石漿液樣品，通過微孔濾膜紙分離后，取出附著石灰石顆粒的濾紙，將其轉移至烘箱上烘干.烘干后，將樣品稱重，采用手工篩分法過篩（325目）.稱量通過325目的樣品的重量，再進行計算.

這種檢測方法容易造成粒徑≤44 μm的石灰石顆粒結塊，無法通過325目篩子，導致檢測結果不準確.

正確方法應為：取一定量石灰石漿液樣品，并轉移至檢驗篩（325目）中.用洗瓶小心沖洗篩面，直至最上層篩面只剩下不能通過的粗顆粒.稱微孔濾膜紙的質量A.將其夾在過濾漏斗中，將325目篩子所殘留的顆粒轉移至過濾漏斗中.然后用鑷子取出附著石灰石顆粒的濾紙，將其轉移至烘箱中烘干，取出稱其質量B.同時將通過325目篩子的石灰石漿液通過微孔濾膜紙過濾，然后用鑷子取出附著石灰石顆粒的濾紙，將其轉移至烘箱中烘干，取出稱其質量C.然后計算通過率E，其計算式為

電廠化驗人員按照正確的細度檢測方法進行了重新取樣、檢測.最終檢測結果表明，石灰石漿液旋流器溢流的漿液細度達到系統設計要求.

5 結語

通過對準大電廠脫硫石灰石濕式制漿系統出力不足等問題的分析和處理，發現影響制漿系統正常運行的原因有很多.為了保證制漿系統能正常運行，提出如下建議：

（1） 系統所配置的儀表需要定期校驗，確保測量準確，否則運行參數無法進行調整，系統運行會處于紊亂狀態.

（2） 注意控制給料石灰石的粒徑分布，確保粒徑小于20 mm且90 %的顆粒粒徑小于10 mm.

（3） 關注旋流器的運行狀況，注意觀察其運行的工作壓力、旋流器的沉沙嘴尺寸等，及時更換磨損的沉沙嘴.

（4） 加強對球磨機運行管理，定期補充鋼球.

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