圆盘脱水机在循环流化床锅炉烟气超低排放改造中的应用

2023-02-18刘氏燚路光远

节能与环保 2023年1期

文_刘氏燚路光远

1 河南天成环保科技股份有限公司 2 洛阳矿山机械工程设计研究院有限公司

山西某煤业集团现有2×50MW发电机组配套有2台220t/h热电联产循环流化床锅炉。原有烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，采用2炉1塔的布置形式。据山西省SO2排放浓度执行排放限值35mg/Nm3、NOx排放浓度限值50mg/Nm3、烟气含尘（包含尘+石膏）不大于5mg/Nm3的要求实施超低排放改造项目。

石膏脱水机是湿法脱硫公用系统的重要设备，早期国内常用的石膏脱水机是真空皮带脱水机，近几年随着湿法脱硫在火电厂脱硫中的大量应用，加之国家对企业节能减碳要求下，越来越多的新建脱硫项目和技改提标项目开始倾向于使用滤布圆盘式脱水机。从原理上讲，圆盘脱水机和皮带脱水机都属于真空脱水范畴，但圆盘脱水机由于自身结构形式的优势，在占地面积、能源消耗、运行维护等方面和真空皮带脱水机相比具有明显的优势。

本文结合圆盘脱水机在2×220t/h循环流化床锅炉烟气超低排放改造项目中的实际应用，对两种脱水机的各项性能指标进行了对比分析。

1 脱硫系统及石膏脱水系统改造要求

1.1 脱硫系统改造总体思路

脱硫改造部分工程为该机组超低排放改造的重要内容之一，具有拆除工程量大、改造部分多等特点，主要实施内容为新建1#吸收塔对应1#锅炉，改造原吸收塔（重新命名2#吸收塔）对应2#锅炉。改造后，原2炉1塔的布置形式改为1炉1塔的布置形式。通过实现1炉1塔，从而优化了机组运行方式，特别是非供暖期低负荷运行时，大大降低了发电成本。

原石膏脱水处理系统按2台炉同时运行设计，共设1台20m2真空皮带脱水机。真空皮带脱水机出力按满足处理2台炉在燃烧脱硫设计煤种BMCR工况时排出的石膏浆液量的100%选型。

考虑到车间受限位置，根据现有燃料及厂用石灰脱硫剂石灰石成分拟新设置一台10t/h产能的圆盘脱水机与原有真空皮带脱水机形成1用1备。

1.2 脱水改造范围及要求

新增1台（套）滤布式圆盘真空脱水机本体，连续稳定出力不能低于10t/h（10%含水率），型式为“滤布圆盘石膏专用脱水机”。支撑框架(可能接触到浆液的部分采用2205不锈钢材料，扇形板采用316L不锈钢边框+超高分子材料)、槽体、扇形板、中心轴及分配头、汽水分离器、本体内的冲洗水管刮料装置、集气罩，以及其它滤布圆盘石膏专用脱水机机本体所需的设备。系统附属设备及部件等，包括基础安装底板及附件、配套仪器、仪表及就地控制柜。圆盘真空脱水机可能接触到浆液的部分（含机架、主框架部分）采用耐腐蚀的合金材料制作。为实现过程控制，脱水机应该装设变频可调的电动驱动装置，调节范围应该在20%～100%。

2 设计条件及设备使用寿命

2.1 脱水前石膏浆液参数

脱水前石膏浆液（即石膏旋流器底流浆液）参数见表1。

表1 脱水前石膏浆液参数

2.2 脱水后石膏饼参数

洛阳矿山机械工程设计研究院有限公司根据实际石膏浆液样品试验，对新增圆盘脱水机设计脱水后石膏饼设计参数如表2所示。

表2 脱水后石膏饼参数

2.3 脱水系统主要设备参数

圆盘压榨脱水机是工业用连续分离固液介质的设备，圆盘每旋转一周，借助液压油缸推动力，完成石膏旋流器底流的加压、脱水、卸料全过程。目前圆盘脱水机广泛应用于化工、造纸、冶金洗选等行业，具有处理量大、结构紧凑、占地面积小的特点，采用变频调速技术，实现圆盘单元的无级变速，既扩大了工况的使用范围，又节省了能源。