圓盤脫水機(jī)在紅河電廠的應(yīng)用

陳慧雁

（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 北京 100097）

在我國從脫硫項(xiàng)目開始至今的煙氣脫硫工程中的脫水子系統(tǒng)中，二級(jí)脫水設(shè)備幾乎采用的都是真空皮帶脫水機(jī)系統(tǒng)，該設(shè)備能夠良好的處理濃石膏漿液的脫水處理，但是其系統(tǒng)所需要的占地面積大，設(shè)備電耗高等特點(diǎn)。圓盤脫水機(jī)是一種新型的石膏脫水設(shè)備，具有良好的濃石膏漿液的脫水處理能力，且其系統(tǒng)具有占地面積相對(duì)較小，設(shè)備電耗較小，后期運(yùn)行維護(hù)工作簡單的特點(diǎn)。

1 項(xiàng)目概況

云南大唐國際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程為2×300MWCFB機(jī)組，兩臺(tái)機(jī)組于2013年12月開始進(jìn)行脫硫施工改造。脫硫系統(tǒng)采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝，按照FGD入口煙氣中SO2濃度4000mg/Nm3，F(xiàn)GD出口SO2濃度小于200mg/Nm3進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中二級(jí)脫水系統(tǒng)單臺(tái)設(shè)備出力需要滿足2臺(tái)機(jī)組100BMCR工況出力要求，根據(jù)計(jì)算單臺(tái)設(shè)備出力需要為28t/h。

本項(xiàng)目同時(shí)配置了1臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)和2臺(tái)盤式脫水機(jī)，均采用煙臺(tái)桑尼核星環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品；兩種設(shè)備均布置在脫水樓的二層（10.25m），其下部0.0m層為石膏庫，上部17.75m層布置有石膏旋流器組和廢水旋流器組。脫水處理后石膏含水率小于10%。

機(jī)組建成后，兩種設(shè)備均投入使用，運(yùn)行情況良好。

2 盤式脫水系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)

2.1 工作原理

圓盤脫水機(jī)運(yùn)用濾板的毛細(xì)現(xiàn)象：通過真空泵，保持濾板內(nèi)的真空度；在抽真空時(shí)，只能讓濃石膏漿液中的水通過進(jìn)入濾板內(nèi)部，空氣和礦物質(zhì)顆粒無法進(jìn)入濾板內(nèi)部，保證無真空損失的原理，極大地降低了能耗和石膏水分。

2.2 設(shè)備特點(diǎn)

相對(duì)于真空皮帶脫水機(jī)，圓盤脫水機(jī)占地面積小，功耗小，維護(hù)工作量少；設(shè)備自動(dòng)化程度高，處理后物料含水量低（8%～12%）；但是在石膏漿液中含油量不能過高，否則嚴(yán)重?fù)p害濾板的過濾能力，需額外加以酸洗過程；

3 圓盤脫水機(jī)系統(tǒng)工作流程

圓盤脫水機(jī)包含的設(shè)備:脫水機(jī)本體（含15圈濾板，材質(zhì)為陶瓷），1臺(tái)漿槽攪拌器，1臺(tái)真空泵真空泵（流量18.7m3/min，真空度-92kPa），1臺(tái)酸清洗劑箱，2臺(tái)酸計(jì)量泵（一用一備，流量：550mL/min；揚(yáng)程：30m）。

整套脫水系統(tǒng)采用控制柜自動(dòng)控制，其工作過程大致分為如下：濾板吸收漿液、過濾干燥、石膏卸料、濾板反沖洗、多種方式清洗。

氣液分離罐通過管道與濾板出水管連接；真空泵的抽吸作用維持氣液分離罐內(nèi)的真空度，進(jìn)而保證過濾板內(nèi)的真空負(fù)壓值在穩(wěn)定的工作范圍內(nèi)。

從石膏旋流器底流排出的漿液通過一側(cè)的進(jìn)口管道進(jìn)入圓盤脫水機(jī)的半圓形漿槽內(nèi)，約半圈的過濾板浸沒在漿槽內(nèi)；過濾板厚約5mm，過濾板兩側(cè)均為過濾層；因過濾板內(nèi)存在真空負(fù)壓的作用，通過濾板形成毛細(xì)孔吸附，使石膏漿液粘接在在濾板上，濾液通過細(xì)孔進(jìn)入濾板內(nèi)，在濾板表面就形成石膏堆積層（即濾餅），濾板在主軸帶動(dòng)下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，保持石膏按照額定要求進(jìn)行脫水。進(jìn)入濾板內(nèi)部的濾液通過管道排入真空罐后進(jìn)入濾液箱中返回FGD系統(tǒng)。

過濾板在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主軸帶動(dòng)下持續(xù)旋轉(zhuǎn)，從漿槽離開后至卸料區(qū)間為干燥區(qū)，在這段過程中，通過濾板內(nèi)部的真空作用使濾餅持續(xù)脫水至滿足要求。

下料口位于進(jìn)料方向的另一側(cè)，沿設(shè)備長度方向設(shè)置，這種布置有利于石膏庫內(nèi)的分布堆料。

在下料口側(cè)每塊濾板兩邊均設(shè)置有刮刀，當(dāng)濾板旋轉(zhuǎn)到該位置時(shí)，通過刮刀使石膏與濾板分離進(jìn)而完成卸料過程，分離后的石膏成品落入石膏庫中儲(chǔ)存，以待外運(yùn)。

為保持濾板的過濾效率，需要對(duì)卸料后的濾板進(jìn)行在線反沖洗。用具有一定壓力（P＝0.075MPa～0.lMPa）的工藝水從分配閥進(jìn)入濾板內(nèi)腔，由內(nèi)部向外部清洗濾板的微孔，同時(shí)將殘留在濾板表面的殘余礦物沖洗下來。沖洗系統(tǒng)的過濾器現(xiàn)已進(jìn)行了改進(jìn)，工藝來水壓力0.4Mpa即滿足沖洗使用要求。清洗后的濾液水排入漿槽內(nèi)。

濾板工作一段時(shí)間后（一般為7h～12h；可視運(yùn)行情況確定，如果濾板過濾效果好，則延長時(shí)間），濾板微孔因逐漸被堵塞而降低其過濾效率；為保證濾板微孔通暢，啟用多種方式離線聯(lián)合清洗：超聲波清洗、化學(xué)清洗和反沖洗相互作用，可達(dá)到最佳清洗效果；超速波裝置采用控制柜控制頻率，清洗濾板表面沉積物；高濃度的酸液通過水的稀釋達(dá)到0.2%～1%濃度的酸液，由內(nèi)而外的沖洗濾板；每次清洗時(shí)間一般為45min～60min，通過混合清洗使濾板的微孔進(jìn)一步疏通，這樣就可保證濾板的過濾效率，保證穩(wěn)定運(yùn)行。在設(shè)備聯(lián)合清洗請洗前，需要切換脫水設(shè)備；聯(lián)合沖洗后的濾液水進(jìn)入漿槽內(nèi)，因其酸濃度小，對(duì)于漿液的pH改變很小，不會(huì)影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行。

因進(jìn)入漿槽內(nèi)的漿液含固量為50%左右，為防止?jié){液沉淀，在漿槽下方靠近底部的設(shè)置設(shè)有擺耙式攪拌器，通過脫水機(jī)兩端的機(jī)架懸掛，運(yùn)行時(shí)來回?cái)[動(dòng)，可有效的防止?jié){液沉淀。

在圓盤脫水機(jī)連續(xù)運(yùn)行幾個(gè)月后，根據(jù)濾板吸附情況，可拆卸進(jìn)行整體酸液清洗。清洗需要設(shè)置1套單獨(dú)的設(shè)備，該設(shè)備為2臺(tái)圓盤脫水機(jī)共用，該設(shè)備占地面積較小，以10圈沖洗設(shè)備為例，設(shè)備長度約為3.0m左右，該設(shè)備可視現(xiàn)場情況布置。沖洗后的酸液可留待后續(xù)多次使用。圓盤脫水機(jī)設(shè)備系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 圓盤脫水機(jī)系統(tǒng)流程圖

圖2 安裝完成的濾板

4 圓盤式與真空皮帶式脫水機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比

4.1 數(shù)據(jù)比較

表1 安裝尺寸數(shù)據(jù)比較

表2 電耗數(shù)據(jù)比較

從以上的對(duì)比表可以看出：

4.1.1 圓盤脫水機(jī)占地面積小：（1）圓盤脫水機(jī)約為真空皮帶脫水機(jī)占地面積的0.5倍；（2）圓盤脫水機(jī)配置的真空泵占地面積約為真空皮帶脫水機(jī)真空泵的0.3倍；（3）圓盤脫水機(jī)配置的儲(chǔ)酸罐占地面積小于真空皮帶脫水機(jī)濾布沖洗水箱。

4.1.2 圓盤脫水機(jī)比真空皮帶脫水機(jī)高約1.2m。

4.1.3 圓盤脫水機(jī)比真空皮帶脫水機(jī)所需的功耗小；連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的總功耗約為后者的1/3。

4.1.4 圓盤脫水機(jī)配置的儲(chǔ)酸罐雖然容積小（2.0m3），不構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，但仍需要考慮設(shè)置洗眼器等安全設(shè)施。

4.2 兩種脫水機(jī)運(yùn)行及維護(hù)比較

真空皮帶脫水機(jī)年運(yùn)行維護(hù)工作主要為濾布、摩擦帶、軸承、托輥、真空盒等，且在3～5年內(nèi)需更換一套橡膠帶；圓盤脫水機(jī)的年運(yùn)行維護(hù)工作主要為濾板，濾芯，刮刀；圓盤脫水機(jī)的年維護(hù)費(fèi)用略高于真空皮帶脫水機(jī)。

真空皮帶脫水機(jī)檢修時(shí)工作量大，需要配套專用的電動(dòng)起吊設(shè)置；圓盤脫水機(jī)檢修工作簡單，無需電動(dòng)起吊設(shè)置，且2～3人即可完成。

圓盤脫水機(jī)需要設(shè)置清洗設(shè)備，其費(fèi)用約為總設(shè)備的1/3，增加了初期投資成本。

圓盤脫水機(jī)能耗小，以廠用每度電0.4元計(jì)算，年運(yùn)行5500h，每年可節(jié)省電耗費(fèi)用至少24.7萬元/年，可有效減少運(yùn)行成本。

5 結(jié)語

相對(duì)于真空皮帶脫水機(jī)，圓盤脫水機(jī)具有如下缺點(diǎn)：設(shè)備初期投資高，約為前者的1.5倍；需額外增加1套沖洗設(shè)備，費(fèi)用約為總設(shè)備的1/3；不適用于漿液中含油量大的機(jī)組。

但是圓盤脫水機(jī)也具有很大優(yōu)勢：設(shè)備占地面積小，可以有效解決場地緊張的問題；自動(dòng)化運(yùn)行程度高；運(yùn)行維護(hù)工作量少；在運(yùn)行中可以有效的節(jié)省電耗和降低運(yùn)行成本。因此圓盤脫水機(jī)的采用有利于提高經(jīng)濟(jì)效益，并能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保的目的，有利于中國生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]朱智.圓盤式與皮帶式石膏脫水機(jī)經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比分析.電力科技與環(huán)保,2015,6(31）：61-62.