圓盤脫水機在火力電廠煙氣脫硫石膏脫水系統(tǒng)中的應用

陳代敏 衷小鵬 潘慶

摘 要：根據(jù)多年的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，分析煙氣濕法脫硫石膏脫水系統(tǒng)中帶式真空脫水機與圓盤真空過濾機兩種類型的設備，發(fā)現(xiàn)其在系統(tǒng)中的表現(xiàn)優(yōu)劣； 本文根據(jù)圓盤真空過濾機在系統(tǒng)中的常見問題，提出有效應對改進措施，比如如何減少設備故障措施，如何改善設備管理、優(yōu)化其運行，以保證圓盤真空過濾機在系統(tǒng)中高效、穩(wěn)定、連續(xù)運行。

關(guān)鍵詞：石膏脫水；圓盤脫水機；優(yōu)化

中圖分類號：TK229 文獻標志碼：A

0引言

20世紀80年代，圓盤真空過濾機被引進國內(nèi)生產(chǎn)，應用于選礦及洗煤廠等適用該產(chǎn)品的行業(yè)。真空皮帶脫水機2010年以后，圓盤真空過濾機開始被試用于火電廠煙氣脫硫石膏脫水系統(tǒng)中。

1 圓盤真空過濾機應用于石膏脫水的優(yōu)勢

1.1 設備占地面積小

圓盤真空過濾機的有效過濾面積即為圓形濾盤的（雙面）面積。盤面立式擺放，和原用帶式真空過濾機相比，圓盤真空脫水機的占地面積約為帶式真空脫水機的1/5。對于新建火電廠項目，脫硫島綜合工藝樓的建筑面積可以大大減少，降低工程造價；對于火電廠增容改建的項目，在原有脫硫島綜合工藝樓的建筑面積、土建基礎不變的情況下，設備的產(chǎn)能可以成倍增長，無需增加土建投資；對于火電廠超凈排放改造的項目，可在原有的脫硫島綜合工藝樓內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場原有安裝帶式真空脫水機位置情況，進行非標的結(jié)構(gòu)設計，在不拆原有過濾機的情況下，增加安裝圓盤真空過濾機，在少量增加土建費用的前提下，改善石膏脫水現(xiàn)狀，使得運行更加可靠和節(jié)能。

1.2 設備安裝簡單

圓盤真空過濾機設備體積小，設備出廠為整體發(fā)貨，現(xiàn)場整體吊裝就位安裝，無論是新建工程還是改造工程，都可以最大程度地降低安裝工作量，特別有利于施工工期極其短的超凈排放改造項目。

1.3 系統(tǒng)真空度高

設備的結(jié)構(gòu)和濾料的性質(zhì)，決定了圓盤真空過濾機整機的密封性極佳，真空有效利用率高，系統(tǒng)真空度可達0.08MPa左右，且在這個真空度下，真空泵的功率還相對較小。在同樣物料性質(zhì)情況下，可比帶式真空脫水機獲得水分更低的濾餅。

1.4 設備現(xiàn)場情況良好

圓盤真空過濾機特殊的設備結(jié)構(gòu)決定了設備運行過程中較為容易實現(xiàn)自動調(diào)整運行狀態(tài)。智能化運行模式可做到平穩(wěn)連續(xù)運行，無人值守，脫水系統(tǒng)遠程DCS控制，根據(jù)各檢測信號可實現(xiàn)一鍵啟停設備。

圓盤真空過濾機的整機緊湊性，決定了可將設備整體密閉在集氣罩內(nèi)，整臺設備密閉性好，同時石膏漿液蒸汽由軸流風機通過風道抽走，現(xiàn)場無石膏漿液蒸汽的無組織散發(fā)，不會因石膏漿液蒸汽造成脫水車間汽霧彌漫。

1.5 設備維護、檢修簡單

圓盤真空過濾機結(jié)構(gòu)緊湊，運行自動化程度高，盤片與中心軸流道的連接方式穩(wěn)定性高、密封性好，拆卸、安裝簡單。拆卸維護、檢修簡單。石膏漿液進入設備槽體內(nèi)，主軸帶動扇形板轉(zhuǎn)動，形成濾餅完成脫水過程。槽體內(nèi)有液位檢測裝置，還設有溢流口，有專門的管道將溢流的漿液排走，不會造成石膏漿液在車間內(nèi)肆意亂流。智能化自動調(diào)整卸料方式，保證穩(wěn)定運行。

1.6 設備運行成本低

某電廠脫硫系統(tǒng)原裝兩臺64m2帶式真空過濾機，一備一運，超凈排放改造時加裝一臺80 m2布盤脫水機。下面將兩種形式的脫水機的設備參數(shù)、運行參數(shù)、設備運行成本情況進行比較，見表1。

表1 設備參數(shù)對比表

項 目 布盤脫水機80 m2 帶式真空過濾機64m2

過濾面積（m2） 80 64

設計產(chǎn)能（t/h） 60 50

主軸驅(qū)動電機功率（kW） 3 22

真空泵電機功率（kW） 55 315

濾布沖洗水泵功率（kW） 無 15

總計耗電量（kW） 58 352

設備外形尺寸（帶基礎） 4125×4700×5650 24500×3900×3200

占地面積（㎡） 19.4 95.6

表2 設備運行參數(shù)對比表

項 目 布盤脫水機80 m2 帶式真空過濾機64m2

脫硫噸石膏能耗（kWh/t） 1.16 7.04

真空泵密封水（m?/h） 4.6 21

濾布沖洗水（m?/h） 無 13

真空室密封水（m?/h） 無 3.5

總計耗水量（m?/h） 4.6 37.5

按設備年運行小時數(shù)5500h、電費0.19067元/kWh（上網(wǎng)電價）、水費6.49元/t （廠區(qū)用水水價）計算，運行成本見表3。

表3 設備運行成本對比表

名 稱 布盤脫水機80m2 真空帶式過濾機64m2

年總耗電量（kWh） 319000 1936000

年總耗水量（m?） 25300 206250

年電費（萬元） 6.082 36.914

年水費（萬元） 16.420 133.856

年備品備件費用（萬元） 4 12

合計（萬元） 26.502 182.77

2 圓盤真空過濾機應用于石膏脫水的問題及優(yōu)化

2.1 過濾材料的適應性改造

圓盤真空過濾機的過濾材料原為微孔陶瓷片，率先應用于脫硫石膏脫水的電廠延用了陶瓷圓盤脫水機進行試用。通過幾年的運行實踐，該設備存在運行中陶瓷盤反吹、酸洗頻繁、陶瓷盤堵塞嚴重、無法長期穩(wěn)定運行，陶瓷盤最終壽命周期太短，同時維護、更換費用較高等問題。針對此種現(xiàn)象，目前電廠均選用濾布替代陶瓷片的做法，改造了圓盤脫水機進行試用，布盤與設備整體結(jié)構(gòu)完美匹配，且能有效的控制住濾餅水分。通過幾年的試運，濾布圓盤脫水機運行穩(wěn)定，適應性強，運行成本、維修工作量和維修成本明顯較陶瓷圓盤脫水機低。但是由于濾布的透氣性大于陶瓷片，系統(tǒng)真空度有所下降、真空泵功率有所上升，整機運行能耗大于陶瓷圓盤脫水機，但仍遠遠小于帶式真空過濾機。

2.2 攪拌器的適應性改造

改進后的圓盤脫水機沒有獨立攪拌裝置，利用其特殊的槽體內(nèi)部構(gòu)造與旋轉(zhuǎn)的扇形板產(chǎn)生螺旋攪拌的效果，起到了防止物料沉淀的作用，而且能更好地使石膏漿液均勻附著在濾布上。

2.3 濾液通道的適應性改造

起初的圓盤脫水機的濾液通道設置在了中心軸內(nèi)部，這樣設置中心軸看起來外觀整潔，可以避免濾液管道腐蝕、磨損。但是這種設置方式除增加了中心軸的加工制造難度外，最大的弊端是不利于濾液通道的檢修，檢修濾液通道的難度大、時間長，不利于濾液通道的缺陷消除。

改進后的圓盤脫水機的濾液通道設置在了中心軸外部，利用濾液管道的特殊的材質(zhì)來抵御腐蝕和磨損。濾液通道設置在了中心軸外部，極大地降低了濾液通道檢修的難度，縮短了消除缺陷的時間。

參考文獻

[1]華能國際長興發(fā)電有限公司石膏專用圓盤過濾機使用報告[R].

[2]華能應城熱電有限公司石膏專用圓盤過濾機使用報告[R].