欧版磨粉机在电厂脱硫石灰石制粉系统中的应用

侯宪勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 郑州 450001）

欧版磨粉机在电厂脱硫石灰石制粉系统中的应用

侯宪勇，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 郑州 450001）

火电厂烟气脱硫工艺其脱硫剂大都为石灰石粉，石灰石粉的品质、细度及颗粒分布是影响脱硫效果关键性因素之一，选择合适的石灰石粉制备的工艺和装备对整个脱硫过程起着至关重要的作用；本文主要介绍了采用欧版磨粉机制备石灰石粉的技术工艺及其在电厂脱硫中的应用。

电厂脱硫；石灰石；制粉技术；欧版磨粉机

1 概述

我国SO2排放量居世界第一，燃煤火电厂是SO2污染最集中、规模最大的行业，火电厂排放SO2约占全国SO2排放总量的50%以上，也是我国控制SO2污染的重点行业。如果火电厂排放的大气污染物得不到有效控制，将直接影响到中国大气环境质量的改善和电力行业的可持续发展。国家一直重视火电厂烟气脱硫的工作，加大火电厂脱硫监管力度，要求新建、改建和扩建燃煤电厂必须满足二氧化硫控制目标的要求。

火电厂石灰石—石膏烟气脱硫湿法工艺(FGD)，是目前世界上技术最成熟、应用最广泛的控制SO2排放技术，国内90%以上的火电厂采用石灰石—石膏法脱硫，而吸收SO2的介质都是石灰石粉，石灰石粉的粒度对脱硫效率有较大的影响，粒度愈小，愈有利于SO2的吸收，石灰石粉的制备成为火电厂脱硫、提高脱硫效率的先决条件。另外，石灰石粉的制备成本对脱硫成本有较大的影响，低成本制备高细度的石灰石粉技术成为电厂脱硫技术的重要环节。

影响石灰石脱硫效率的主要因素：

(1) 石灰石品位。

石灰石品位由CaO含量来确定，石灰石纯度越高，脱硫效率越好。作为工艺设计人员在进行配料设计时，既要计算其化学成分，也要了解它的物理性能。石灰石一级品的氧化钙含量为48%～54%；脱硫用石灰石不一定要求CaO含量越高越好。CaO＞54%的石灰岩，其纯度较高而且大理石化程度高，不易粉磨，化学稳定性也强，就不适合用做脱硫剂。

(2) 石灰石粉的细度。

石灰石粉的粒度越小，质量比表面积就越大。由于石灰石的消溶反应是固—液两相反应，其反应速率与石灰石颗粒比表面积成正比，因此，较细的石灰石颗粒的消溶性能好，各种相关反应速率较高，脱硫效率及石灰石利用率较高，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过325目筛(44μm)的过筛率达到90%。

另外，石灰石粉的粒度与石灰石的品质有关。为保证脱硫效率和石灰石利用率达到一定水平，当石灰石中杂质含量较高时，石灰石应当磨制得更细一些。

2 欧版磨粉机的技术工艺

2.1 欧版磨粉机制备石灰石粉工艺流程

脱硫用石灰石粉要求粒度250目或325目(45μm)，325目石灰石粉脱硫效果更好。制备这种细度的石灰石粉，基本上是主机采用雷蒙磨(摆式磨)、悬辊磨或欧版磨粉机等几个方案。以往，雷蒙磨、悬辊磨使用的较多，近年来，随着对石灰石粉细度要求的提高和节能减排的需要，愈来愈多的电厂脱硫制备石灰石粉开始采用欧版磨粉机制备石灰石粉方案。其工艺流程见图1。

由图1可知，制粉系统采用的设备为：破碎机、提升机、电磁振动给料机、欧版磨粉机。由于欧版磨粉机内部带有选粉装置，不需外部的选粉机，使得流程简单。

图1 欧版磨制备石灰石粉工艺流程

工艺流程简述如下：大块状石灰石经颚式破碎机破碎到所需粒度后，由提升机将其送至储料斗，再经振动给料机将其均匀定量连续地送入欧版磨粉机主机磨室内进行研磨，粉磨后的石灰石粉被风吹起，经选粉机进行分级。符合细度的石灰石粉随气流经管道进入新型隔离式旋风集粉器内，进行分离收集。收集的石灰石粉成品经出料口并由输送装置送入石粉仓，以备脱硫使用。不合格的粒子经被选粉机分离后被甩向筒壁，沿筒壁落下后重新回到磨机研磨。整个系统在负压状态下运行，系统粉尘不外溢从而保证现场清洁。

由于进入磨机内的石灰石中有时有一定的含水量，研磨时产生的热量会使其变成水蒸气，使系统内气体总量增加。同时由于管道接合处或者空气随石灰石进入系统，也会使系统内气体总量增加。研磨时摩擦热也会使气体升温，体积膨胀。此时为了保持系统的负压运行状态可以开启风机和主机之间的阀门使多余气体自动导入脉冲布袋除尘器经过滤后排出，确保环境保护。

2.2 欧版磨粉机结构和工作原理

欧版磨粉机整机结构是由主机、选粉机、管道装置、离心引风机、隔离式旋风集粉器、除尘器组成。

主机工作原理(见图2)：电动机通过三角带带动横向传动轴，横向传动轴再通过另一端的锥齿轮带动主轴。主轴的上端连接着磨辊吊架，磨辊部件通过横担轴悬挂在磨辊吊架上，整个磨辊部件可以绕横担轴摆动。当主轴转动时，磨辊部件在围绕中心轴回转的同时，在离心力的作用下磨辊沿着磨环内圆滚动。磨辊吊架下端装有铲刀架，铲刀架下装有铲刀座盘，铲刀座盘上装有铲刀。铲刀刃将磨机内的物料铲起后送往磨环和磨辊之间进行碾压。

图2 欧版磨粉机主机工作原理

选粉机工作过程：变频调速电机带动叶盘旋转，叶盘上的叶片所形成的旋转气流，大颗粒物料离心力较大被甩向筒壁后下落回到磨机，合格物料通过选粉机。电机的转速要按成品粉子粒度大小做相应的调节：如要获得较细粒度的粉子时，就应该提高叶片的转速，如果要获得较粗粒度的粉子时，就应该降低叶片的转速，具体的转速要根据成品的目数、物料的比重、当地的温度和湿度、气压高低以及颗粒的具体特性、磨机的使用状态进行仔细调节。

旋风集粉器对磨粉机的性能起到很重要的作用。带粉气流进入集粉器时在集粉器内形成向下运动的旋转气流，旋转粒子在离心力的作用下，颗粒物甩向筒壁，颗粒一旦碰到筒壁即被捕集并沿着筒壁滑向桶底，向下运动的气体在锥体的作用下加速旋转并被向上反射从回气管排出进入风机。集粉器的下端装有卸料阀，从集粉器下端掉落的粉子通过上下锥阀排出。由于在集粉器锥底形成的向上旋转的气流核心呈负压状态，所以对集粉器的下端密封要求很高，不允许有漏气现象。一旦漏气会使已经被捕集的粉子被气体重新吹起带走，直接影响到整机的产量。因此集粉器的下端装有上、下锥阀，其作用是分别打开或关闭，从而能够在卸料时保证外界空气不被吸入集粉器。

2.3 欧版磨粉机的技术优势

MTW欧版磨粉机是吸收欧洲粉磨技术及理念，新近潜心开发出的具有国际领先技术水平、拥有多项自主专利技术的粉磨设备。该机型采用了锥齿轮整体传动、内部稀油润滑系统、弧形风道等多项专利技术(专利号：ZL 2009 2 0088889.8、ZL 2009 2 0092361.8、ZL 2009 2 0089947.9)，其性能稳定、操作方便、能耗低；可调可控成品粒度、粉磨物料应用广泛；配备专用除尘器，粉尘排放浓度完全低于国家环保规定。

主要技术优势如下：

(1) 锥齿轮整体传动，能量损耗小、效率高。

传统摆式磨、悬辊磨机需另有减速机、通过联轴节传动主轴，安装时对中难度大，易产生噪音，降低效率，MTW欧版磨粉机为锥齿轮整体传动，结构更加紧凑，安装调节更方便快捷，效率大大增加(见图3)。

图3 锥齿轮传动及稀油润滑示意

(2) 内部稀油润滑系统、先进可靠。

传统磨机润滑形式为脂润滑，润滑阻力大、温升高、轴承寿命短，MTW欧版磨粉机采用内部油泵，无需另外增加油泵或润滑站，就可以实现主轴轴承和圆锥齿轮轴轴承的润滑，极大地提高了设备的使用寿命(见图3)。

(3) 弧形风道、风量损失小、物料流动性好。

传统磨机中的磨粉机风道，均为直板型风道。这种结构存在着气流冲击风道板产生阻力，气流分子间相互碰撞的能量损失大，易产生涡流导致风道堵塞等缺点，MTW欧版磨粉机所采用风道为曲面型风道，切向气流进口顺滑，阻力小，内部出口方向有利于物料的分散，不容易堵料(见图4)。

图4 弧形风道与直板型风道示意

(4) 特殊磨辊及磨环结构设计、曲面可换刀刃铲刀，使粉磨效率提高、使用成本降低。

传统磨机铲刀刀刃磨损较快，铲刀为整体铲刀，刃部磨损后，需要整体更换铲刀，浪费材料，增加停机更换时间。MTW欧版磨粉机铲刀，刃部采用高耐磨合金材料，使用寿命长，更换时只需更换刀刃部分，提高了材料利用率(见图5)。另外传统的平面型铲刀，物料铲起后堆积在一个层面上，使磨辊磨环中部磨损严重，曲面型铲刀可将物料导向立面，使磨辊磨环上、中、下部都能粉磨，使其均匀磨损，同时也增大了有效工作面积，从而增加了产量。

图5 曲面可换刀刃铲刀示意

(5) 成品粒度可调可控、选粉效率高。

选粉机转速采用变频控制，转速更加精确，细料分选效果更佳；隔离式旋风集粉器、选粉效率大大提高，内筒与混合气粉流之间采用隔离结构，能够有效的提高选粉效率和选粉精度(见图6)。

BC95模组连接网络成功后，首先处于CONNECT状态，此时可以进行数据发送和接收，当20 s无数据交互后进入IDLE状态，此时能够接收服务器数据，10 s后仍无数据交互，进入PSM状态，此时不能接收服务器数据，模块与服务器断开连接，服务器下发数据不能唤醒BC95模组，但模块仍注册在网，唤醒后不需要重新注册网络，当物联网智能节点进行远程传输时，BC95模块接收到主控芯片串口发送的AT指令被唤醒，进入CONNECT状态，立刻将数据传到云服务器，然后传送到监控终端，做到实时响应并且降低了功耗。

图6 隔离式旋风集粉器与常规集粉器示意

(6) 无阻力进风蜗壳(小观察门无涡流)。

传统磨机的进风蜗壳观察门内部门板内面向外凸出，与进风蜗壳内面不在一个平面上，这样就易产生涡流效应，增加系统能耗。MTW欧版磨粉机采用内部门板内面与进风蜗壳内面在同一曲面上，可有效的避免涡流效应。

(7) 人性化设计、易于操作。

欧版磨机不仅内部采用了诸多先进结构，而且外观也采用优美的弧形结构设计，使整台机器更加人性化，降低了工人操作时的产生的不必要损伤。

(8) 注重环保理念。

设备工作噪音小，配备先进的除尘器、粉尘排放浓度完全低于国家环保规定。气流由大旋风集粉器上端回风管吸入离心引风机，本机整个气流系统是密闭循环的，并且是在正负压状态下循环流动的，独特的空气自循环系统，大大降低了外排风量，降低粉尘、利于环保。

3 电厂石灰石粉制备系统设备配置选型

电厂石灰石粉制备系统可按年运行300d，每天有效运行时间20h，根据电厂脱硫一年需要的石灰石粉量计算需要的单机台时产量，再由单机的台时产量选择欧版磨机的型号和规格。用于石灰石粉制备的欧版磨粉机规格性能列于右表。

4 结语

综上所述，采用欧版磨粉机制粉工艺的石灰石粉制备技术，其产品的细度及颗粒级配均齐，能够很好满足烟气脱硫所需要的合适的石灰石粉，提高脱硫效率。 其生产线工艺流程通畅，投资省上马快，易于生产管理。在选择生产工艺方案和设备选型时， 采用成熟、可靠的新工艺、新技术，做到技术先进、经济合理、切实可靠。电气自动化控制水平做到可靠、实用。高度重视了环境的综合治理，可以达到国家标准。综合能耗比传统的雷蒙磨、悬辊磨工艺降低20%～30%，产品质量大幅提高。该生产线工艺自问世以来为愈来愈多的电厂脱硫工程所青睐，欧版磨粉机在电厂脱硫工程中的广泛应用，将进一步推动电厂脱硫工作的进展，为火电厂的节能减排提供可靠的技术和设备保障。

欧版磨粉机规格及性能

TD921.4

A

1007-9386(2011)06-0036-04

2011-11-01