新型脱硫装置用磁力驱动搅拌器在600MW火力电厂的应用

边东升，聂鹏飞

(河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北 乐亭 063611)

新型脱硫装置用磁力驱动搅拌器在600MW火力电厂的应用

边东升，聂鹏飞

(河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北 乐亭 063611)

河北大唐国际王滩发电有限责任公司脱硫装置中原来采用的机械式搅拌器已经运行4年了，因机械式搅拌器的轴承和机械密封容易损坏而导致泄漏，且其维护工作量和维护费用都很高，于2010年10月将其更换为磁力驱动搅拌器，实现静密封无泄漏的要求，且大大降低维护工作量和维护费用。该新型脱硫装置用磁力驱动搅拌器效果显著且全部为国有技术，值得推广。

石灰石—石膏湿法脱硫；搅拌器；磁力驱动；静密封；无泄漏。

1 概述

河北大唐国际王滩发电有限责任公司于2005年7月20日，经国家发改委以发改能源[2005]1312号文核准立项建设王滩发电厂一期工程2×600 MW。一期工程于2004年3月开工建设，2005年12月通过168小时试运，2006年1月进入试生产，与主体工程配套的环境保护设施同时建成并投入运行[1]。

主要污染物是烟气，工程采取石灰石—石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率为95%，脱硫工艺系统主要包括：石灰石浆液制备系统、SO2吸收氧化系统、烟气系统、石膏脱水系统、废水排放系统、工艺水体系及排水系统。其他还有除尘设施，低氮氧化物燃烧器，烟气自动连续监测系统等措施进一步保证环保效果。

大唐王滩电厂在原脱硫装置中，为了罐内浆液搅拌均匀，防止浆液沉淀，在每个罐壁上安装了4台侧进式搅拌器，转速106 r/min，配用功率：45 kW，搅拌器轴径φ100，桨叶轴径φ160，塔径16.5 m，塔高38 m，浆液高度9 m～10 m。搅拌器在额定运转时的传动扭矩为5300 Nm，径向载荷为68800 N，轴向载荷为17568 N。

本文探讨的就是国产磁力驱动搅拌器与进口机械密封式搅拌器同时在大唐王滩电厂脱硫装置上应用，两种技术设备在结构、设备安装、运行维护成本、整体造价及搅拌功能上各自不同特点的对比。

2 原机械式搅拌器介绍

机械式搅拌器的结构

一般机械式搅拌器是由搅拌器、电机、釜体法兰、釜体法兰盖、支架、冲洗管、联轴器和驱动部件组成。结构见图1。

图1 原机械式搅拌器结构

3 磁力驱动原理和磁力驱动搅拌器

3.1 磁力驱动原理

磁力驱动由内外磁转子组成，外磁转子由电机驱动，利用磁场耦合特性带动内磁转子旋转，完成非接触的力矩传递，内磁转子通过联轴器与下轴及搅拌桨联成一体，实现搅拌的目的。

如图2所示，隔离套与搅拌器腔体是静密封，浆液都封在隔离套之内；外磁转子在电机带动下转动，通过磁力传动，磁力线透过隔离套，带动内磁转子转动，最后内磁转子带动轴承和叶轮转动。简单的说：就是隔离套不动，电机带着外磁转子转，通过磁力传动的作用，内磁转子就开始动了。同时里面的轴承和叶轮也就开始动了。再结合材料的选取，泄露和腐蚀可以同时得到保证。

图2 磁力驱动原理

隔离是非旋转件，起密封和承压作用，隔套将内磁转子及介质与外磁转子完全隔绝，与釜体构成一个封闭密封腔，使釜内介质处于完全封闭状态，因而可实现静密封、耐高压、无泄漏的目的。从根本上解决了搅拌过程中的跑、冒、滴、漏问题。

3.2 磁力驱动的特点

⑴无泄漏：静密封，解决了反应釜轴封失效和泄漏问题；

⑵节能：无接触传动，可减少搅拌功率损耗约20%左右；

⑶设备运转平稳，振动小，噪声低。

⑷适合于各种极毒、易燃、易爆以及其它渗透力强的化工工艺过程；石油化工、有机合成制药、食品、电力等工艺中。可实现各个安装位置的搅拌。侧搅拌、顶搅拌、底部搅拌等。

3.3 磁力驱动搅拌器

由搅拌器、磁力驱动装置、釜体法兰、釜体法兰盖、支架、驱动部件组成。结构见图3。

图3 磁力驱动搅拌器的结构

4 机械密封搅拌机与磁力驱动搅拌器的对比

4.1 世面结构对比

⑴机械密封搅拌器结构特点：

①搅拌器：搅拌器与轴用键联接，自用叶轮螺母紧固；搅拌器为推进式结构。

②塔体法兰：连接和定位搅拌器的作用。

③支架：支架的一侧与减速机以法兰相连接，另一侧与塔体法兰连接。

④釜体法兰盖：釜体法兰盖上设有机械密封腔体，轴封采用机械密封，正常的密封应保持在每小时约5 ml的泄漏量。轴承安装在机械密封上(即机械密封承担轴承体的作用)，形成搅拌器主轴定位于机械密封，而机械密封又定位于轴承，这样，轴承与机械密封之间存在力的相互作用，在一方损坏的情况下，另一方也必将损坏，轴承为滚动轴承。

⑤轴承为滚动轴承，轴承数量一个。轴长度为1200 mm。

⑥联轴器：采用爪形联轴器连接，需要调整连轴器的同心度。

⑦驱动部件：驱动部件通过螺栓直接固定于固定支撑上，须将驱动部件拆卸后吊离可进行检修搅拌器。

⑵磁力搅拌器结构特点：

①搅拌器、釜体法兰和支架等和机械式搅拌器基本一致；

②轴承为滑动轴承，数量二个。轴长度1000 mm。

③釜体法兰盖：轴承体安装在釜体法兰盖上，轴承体内装有前后两套滑动轴承，搅拌器主轴定位于轴承，轴承定位于轴承体，将搅拌产生的力直接传递于釜体上。

④取消联轴器和机械密封，但比机械搅拌器多出内磁转子，外磁转子和隔离套。

⑤驱动部件：结构与机械式搅拌器一致。

两种结构比较明显不同主要两点，①在轴承上机械搅拌器采用单滚动轴承，为点接触，轴长度为1200 mm。轴承承受径向力大，对轴承机械强度和安装精度要求高。磁力搅拌器采用两个滑动轴承，为面接触，轴长度1000 mm。轴承承受径向力小，对轴承机械强度和安装精度要求相对较低。②磁力搅拌器没有了机械密封，连接全部为法兰连接，完全实现零泄漏。此点机械搅拌器无法做到。

4.2 机械搅拌器与磁力搅拌器安装调试对比

机械搅拌器安装调试需经专业培训人员，需要专业安装工具。对中调试及轴承间隙要求高。(进口搅拌器要求测量新轴承间隙，新轴承间隙在0.12 mm～0.25 mm，外套与轴承座无转圈现象。电动机找中心， 轴向偏差不超过0.1 mm。)

磁力搅拌器整体安装，无需对中。安装工作主要是连接法兰的螺栓不需专业人员简单培训即可，安装工具为手拉葫芦和扳手等普通工具，不需专门工具。相对进口机械搅拌器安装快捷，工作量小。

4.3 运行维护成本对比

机械搅拌器对轴承要求温度不高于室内温度50 ℃，温度最高值不得超过75℃。轴承箱的润滑使用干基润滑脂，第一次更换润滑油的时间2400运行小时，以后更换润滑油的时间每3600运行小时，半年至少一次。机械密封视运行情况不定期更换，机械搅拌器的在王滩电厂机械密封失效更换情况：自2008年～2010年，三年期间，8台机械式搅拌器共发生泄漏10台次，个别台次在一年内反复出现数次。更换一个进口机封需要10多万元，成本较高。

磁力搅拌器没有机械密封，没有更换机械密封的工作量，轴承采用水润滑冷却，冷却水流入浆液中，硬质合金轴承硬度高，摩擦力小，导热性能好，正常运行寿命超过五年。所以在轴承运行寿命内，磁力搅拌器可实现免维护运行，维护成本为零。

4.4 进口机械密封搅拌器与国产磁力驱动搅拌器造价对比

国产磁力驱动搅拌器与进口机械密封搅拌器价格差距明显。

电机功率45 kW：大唐王滩电厂安装的机械搅拌器，配套进口减速机，搅拌叶轮及接触浆液部件采用1.4529钢，整体造价在50万元左右。磁力驱动搅拌器，配套进口减速机，搅拌叶轮及接触浆液部件采用1.4529钢，整体造价在42万元左右。

电机功率30 KW：以国内某电厂4×600 MW电厂脱硫搅拌器招标为例，进口搅拌器报价35万元人民币，磁力搅拌器报价32万元人民币。

从电厂的角度综合考虑，即使两种搅拌器价格相同，选用磁力搅拌器也是合适的，毕竟磁力搅拌器的运行维护成本是非常低的，只需5年更换一次轴承即可。

4.5 综合性能对比

综合性能对比见表1。

表1 综合性能对比

5 结论

河北大唐国际王滩发电有限责任公司于2010年9月将原脱硫装置用机械式搅拌器改造成了磁力驱动搅拌器，自投运以来，取得了良好效果，主要体现在：

⑴磁力驱动搅拌器保留了原机械式搅拌器的性能，同时其密封结构为静密封，可以彻底解决泄露问题，同时大大降低维护工作量和维护费用，值得推广；

⑵磁力驱动搅拌器可以比较容易的实现在线检修，可以进一步确保主设备的安全可靠运行；

⑶磁力驱动搅拌器系国产设备，零配件选购快捷方便。

[1]赵克中．磁力驱动技术与设备[M]．北京：化学工业出版社，2004．

[2]Q/GC 03-2004，CJBQ型永磁传动搅拌器[S]．

Application of New type Desulfurize Device with Magnetic Force Drive Blender to 600MW Thermal Power Plant

BIAN Dong-sheng, NIE Peng-fei
(Hebei Datang Wangtan Power Generation Co.,Ltd., Laoting 063611, China)

The mechanical stirrer of FGD using in Datang International Power Generation Co., Ltd., had been running for 4 years, and for heavy and expensive maintainance and for easy leakage, we replace it with the new magnetic stirrer to reach the requirements of static seal, no-leakage, easy maintainance and cheap. For the clear advantage of this magntic stirrer in FGD, the stirrer with all independent technic is value to be popularized.

limestone - gypsum FGD process; stirrer; magnetic drive; static seal; no leakage.

TM621

B

1671-9913(2011)01-0055-04

2010-12-15

边东升(1970-)，男，工程师，长期从事火力发电厂运行、检修和管理工作。