圆盘脱水机在火力电厂烟气脱硫石膏脱水系统中的应用

陈代敏 衷小鹏 潘庆

摘 要：根据多年的现场工作经验，分析烟气湿法脱硫石膏脱水系统中带式真空脱水机与圆盘真空过滤机两种类型的设备，发现其在系统中的表现优劣； 本文根据圆盘真空过滤机在系统中的常见问题，提出有效应对改进措施，比如如何减少设备故障措施，如何改善设备管理、优化其运行，以保证圆盘真空过滤机在系统中高效、稳定、连续运行。

关键词：石膏脱水；圆盘脱水机；优化

中图分类号：TK229 文献标志码：A

0引言

20世纪80年代，圆盘真空过滤机被引进国内生产，应用于选矿及洗煤厂等适用该产品的行业。真空皮带脱水机2010年以后，圆盘真空过滤机开始被试用于火电厂烟气脱硫石膏脱水系统中。

1 圆盘真空过滤机应用于石膏脱水的优势

1.1 设备占地面积小

圆盘真空过滤机的有效过滤面积即为圆形滤盘的（双面）面积。盘面立式摆放，和原用带式真空过滤机相比，圆盘真空脱水机的占地面积约为带式真空脱水机的1/5。对于新建火电厂项目，脱硫岛综合工艺楼的建筑面积可以大大减少，降低工程造价；对于火电厂增容改建的项目，在原有脱硫岛综合工艺楼的建筑面积、土建基础不变的情况下，设备的产能可以成倍增长，无需增加土建投资；对于火电厂超净排放改造的项目，可在原有的脱硫岛综合工艺楼内，根据现场原有安装带式真空脱水机位置情况，进行非标的结构设计，在不拆原有过滤机的情况下，增加安装圆盘真空过滤机，在少量增加土建费用的前提下，改善石膏脱水现状，使得运行更加可靠和节能。

1.2 设备安装简单

圆盘真空过滤机设备体积小，设备出厂为整体发货，现场整体吊装就位安装，无论是新建工程还是改造工程，都可以最大程度地降低安装工作量，特别有利于施工工期极其短的超净排放改造项目。

1.3 系统真空度高

设备的结构和滤料的性质，决定了圆盘真空过滤机整机的密封性极佳，真空有效利用率高，系统真空度可达0.08MPa左右，且在这个真空度下，真空泵的功率还相对较小。在同样物料性质情况下，可比带式真空脱水机获得水分更低的滤饼。

1.4 设备现场情况良好

圆盘真空过滤机特殊的设备结构决定了设备运行过程中较为容易实现自动调整运行状态。智能化运行模式可做到平稳连续运行，无人值守，脱水系统远程DCS控制，根据各检测信号可实现一键启停设备。

圆盘真空过滤机的整机紧凑性，决定了可将设备整体密闭在集气罩内，整台设备密闭性好，同时石膏浆液蒸汽由轴流风机通过风道抽走，现场无石膏浆液蒸汽的无组织散发，不会因石膏浆液蒸汽造成脱水车间汽雾弥漫。

1.5 设备维护、检修简单

圆盘真空过滤机结构紧凑，运行自动化程度高，盘片与中心轴流道的连接方式稳定性高、密封性好，拆卸、安装简单。拆卸维护、检修简单。石膏浆液进入设备槽体内，主轴带动扇形板转动，形成滤饼完成脱水过程。槽体内有液位检测装置，还设有溢流口，有专门的管道将溢流的浆液排走，不会造成石膏浆液在车间内肆意乱流。智能化自动调整卸料方式，保证稳定运行。

1.6 设备运行成本低

某电厂脱硫系统原装两台64m2带式真空过滤机，一备一运，超净排放改造时加装一台80 m2布盘脱水机。下面将两种形式的脱水机的设备参数、运行参数、设备运行成本情况进行比较，见表1。

表1 设备参数对比表

项 目 布盘脱水机80 m2 带式真空过滤机64m2

過滤面积（m2） 80 64

设计产能（t/h） 60 50

主轴驱动电机功率（kW） 3 22

真空泵电机功率（kW） 55 315

滤布冲洗水泵功率（kW） 无 15

总计耗电量（kW） 58 352

设备外形尺寸（带基础） 4125×4700×5650 24500×3900×3200

占地面积（㎡） 19.4 95.6

表2 设备运行参数对比表

项 目 布盘脱水机80 m2 带式真空过滤机64m2

脱硫吨石膏能耗（kWh/t） 1.16 7.04

真空泵密封水（m?/h） 4.6 21

滤布冲洗水（m?/h） 无 13

真空室密封水（m?/h） 无 3.5

总计耗水量（m?/h） 4.6 37.5

按设备年运行小时数5500h、电费0.19067元/kWh（上网电价）、水费6.49元/t （厂区用水水价）计算，运行成本见表3。

表3 设备运行成本对比表

名 称 布盘脱水机80m2 真空带式过滤机64m2

年总耗电量（kWh） 319000 1936000

年总耗水量（m?） 25300 206250

年电费（万元） 6.082 36.914

年水费（万元） 16.420 133.856

年备品备件费用（万元） 4 12

合计（万元） 26.502 182.77

2 圆盘真空过滤机应用于石膏脱水的问题及优化

2.1 过滤材料的适应性改造

圆盘真空过滤机的过滤材料原为微孔陶瓷片，率先应用于脱硫石膏脱水的电厂延用了陶瓷圆盘脱水机进行试用。通过几年的运行实践，该设备存在运行中陶瓷盘反吹、酸洗频繁、陶瓷盘堵塞严重、无法长期稳定运行，陶瓷盘最终寿命周期太短，同时维护、更换费用较高等问题。针对此种现象，目前电厂均选用滤布替代陶瓷片的做法，改造了圆盘脱水机进行试用，布盘与设备整体结构完美匹配，且能有效的控制住滤饼水分。通过几年的试运，滤布圆盘脱水机运行稳定，适应性强，运行成本、维修工作量和维修成本明显较陶瓷圆盘脱水机低。但是由于滤布的透气性大于陶瓷片，系统真空度有所下降、真空泵功率有所上升，整机运行能耗大于陶瓷圆盘脱水机，但仍远远小于带式真空过滤机。

2.2 搅拌器的适应性改造

改进后的圆盘脱水机没有独立搅拌装置，利用其特殊的槽体内部构造与旋转的扇形板产生螺旋搅拌的效果，起到了防止物料沉淀的作用，而且能更好地使石膏浆液均匀附着在滤布上。

2.3 滤液通道的适应性改造

起初的圆盘脱水机的滤液通道设置在了中心轴内部，这样设置中心轴看起来外观整洁，可以避免滤液管道腐蚀、磨损。但是这种设置方式除增加了中心轴的加工制造难度外，最大的弊端是不利于滤液通道的检修，检修滤液通道的难度大、时间长，不利于滤液通道的缺陷消除。

改进后的圆盘脱水机的滤液通道设置在了中心轴外部，利用滤液管道的特殊的材质来抵御腐蚀和磨损。滤液通道设置在了中心轴外部，极大地降低了滤液通道检修的难度，缩短了消除缺陷的时间。

参考文献

[1]华能国际长兴发电有限公司石膏专用圆盘过滤机使用报告[R].

[2]华能应城热电有限公司石膏专用圆盘过滤机使用报告[R].