立式磨磨制火电厂脱硫用石灰石粉的工艺和设备配置

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1、立式磨磨制火电厂脱硫用石灰石粉的工艺和设备配置一.前言由于工业生产排放的二氧化硫使空气中二氧化硫浓度增加，引起酸雨的范围从八十年代初的西南局部地区扩展到西南、华中、华南和华东的大部分地区，目前年平均降水PH值低于5.6的地区已占全国面积的40%左右。二氧化硫污染和形成的酸雨危害居民健康，腐蚀建筑材料、破坏生态系统、造成很大经济损失。火电厂排放二氧化硫约占到了全国二氧化硫排放总量的50%以上。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。 环境保护部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

2、足二氧化硫总量控制目标规定或区域环境质量目标的要求。火电厂锅炉内喷钙和采用石灰石-石膏法对燃烧后烟气脱硫净化，是目前世界上技术最成熟、应用最广泛的控制二氧化硫排放技术，国内90%以上的火电厂采用石灰石-石膏法脱硫。无论锅炉内喷钙，还是石灰石-石膏法对燃烧后烟气脱硫净化，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，石灰石粉的制备则成为火电厂脱硫， 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， 本文从石灰石粉制备工程实际出发，介绍立式磨磨制火电厂脱硫用石

3、灰石粉的工艺和设备配置。二.立磨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（45Nm）,325目石灰石粉脱硫效果更好。制备这么细的石灰石粉，基本上有主机采用风扫球磨或立磨二个方案。二个方案国内电厂都有运行着的系统，2004年前风扫球磨多于立磨制粉系统，近年来，随着对石灰石分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立磨方案。原先采用立磨方案所用的立磨多为进口立磨。目前，我国立磨制造技术有了很大的提高，特别是耐磨材料的改善控制技术的升级，提高了立磨运行的可靠性，其可靠性已被水泥生料制备、非金属矿行业磨制微粉、电厂和钢厂磨制煤粉多次验证。立磨还具备在微

4、粉制备方面比球磨节能更显著，烘干效果好，占地面积小，土建投资省等优点由于国产立磨的性能已可与进口立磨比美，国内电厂脱硫亦倾向于国产立磨。如温州电厂、长兴电厂、徐州徐塘电厂、大唐电力陡河电厂、湘潭电厂等脱硫系统均采用国产立磨方案，其趋势大有取代球磨制备石灰石粉之势。采用立磨制备石灰石粉工艺流程为图1。图1立磨制备石粉工艺流程由图1可知，制粉系统采用的设备为：喂料设备、热风供给系统、立式磨、物料收集设备（收尘器）。由于立磨内部带有选粉装置，不需外部的选粉机，使得立磨流程简单。工艺流程简述如下：经过破碎的粒状石灰石储存在专门的碎石仓，仓下装有阀门和控制入磨石灰石数量的调速电子皮带秤，皮带秤按系统的需

5、要把一定量的石灰石卸出，除铁后经斗式提升机、锁风用的回转叶轮给料机喂入立磨内，在立磨内通过磨辗和磨盘的相对运动而产生挤压、碾磨成粉体。粉体通过磨内选粉装置选粉，合格的粉体随磨内的气流带出磨外，被高浓度袋收尘器收集为成品， 粗颗粒落到磨盘上继续粉磨。 磨内通入的热风由专用热风炉产生， 根据工厂条件,可用燃煤热风炉，也可用燃油热风炉，使原料带入的水分蒸发，保证产品含水率在1%以下。为提高立磨的粉磨效率，在磨内选粉内循环的基础上，工艺布置采用了能把磨机吐渣由系统设备返回的设计，通过调整吐渣返回量可以提高粉磨效率，并能延长磨辗及磨盘的寿命。收尘器收集的石灰石粉成品经输送装置送入石粉仓，以备脱硫使用。三

6、.主机结构和工作原理立磨制备石灰石粉系统主机设备为立式磨和收尘器。1.立磨结构和工作原理国内磨制矿粉的立磨主要有二种，一种是液压加压立式磨，如黎明重工科技在引进消化的基础上，经过长期生产实践，对设备结构进行优化设计而成的磨制各种矿粉的设备，代表型号为LM型立式磨，结构如图2,它可以磨制1250目以下的各种矿粉；另一种是弹簧加压的立磨如雷蒙磨。二者相比，液压加压的立式磨自动化程度高，单台产量大，能量利用率高，运行可靠，产品粒度宜于调整，性能稳定。LM型立式磨作为一种新型节能粉磨设备，其工作原理是：电动机驱动减速机带动磨盘转动，需粉磨的物料由喂料设备送入旋转的磨盘中心，在离心力作用下，物料向磨盘周

7、边移动，进入粉磨辗道。在磨辗压力的作用下，物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。同时，热风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出，粉磨后的物料被风环处的高速气流吹起，一方面把粒度较粗的物料吹回磨盘重新粉磨，另一方面对悬浮物料进行烘干，细粉则由热风带入分离器进行分级，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为产品，不合格的粗粉在分离器叶片作用下重新落至磨盘，与新喂入的物料一起重新粉磨，如此循环，完成粉磨作业全过程。图2LM型立式磨结构图LM型立式磨主要部件的结构特点简介如下。A).传动装置：立式磨的传动装置由主电机、联轴器、减速机三部分组成，安装在磨机下部，既要带动磨盘传动，还要承受磨盘、物料、磨

8、辗的重量以及加压装置施加的碾磨压力，是立式煤磨中最重要的部件之一。立式磨减速机采用圆锥齿轮与行星齿轮联合传动形式， 一对直角传动的圆锥齿轮与一套输入轴为垂直向上的行星传动，通过弹性联轴器将二者联接起来。太阳轮用球头支承在止推块上，行星架的轴向支承由一组圆形可倾瓦推力轴承来承受。 这两个自由度使内齿圈及三个行星轮受力均匀。内齿圈刚性地固定在箱体上，圆筒状的箱体为轴向推力轴承提供了理想的支承形式。另外，圆筒状的箱体的内外壁都配置了对称的加强筋，使箱体具有很好的刚性。圆锥齿轮采用螺旋齿。太阳轮、行星轮为渐开线直齿，这些齿轮采用高强度合金钢制造。齿轮经表面渗碳磨齿，具有较高的精度。减速机的所有支承轴承

9、采用滚动轴承，轴向推力轴承为可倾瓦推力轴承，它承受立式磨机的垂直轴向力。工作时轴瓦浸泡在油池中，并经过环形喷嘴不断提供新鲜润滑油，使油池始终保持一定的液面高度。润滑系统采用独立的油站，并有油压、油温的自动保护系统，使全套装置工作安全可靠。该型式的减速机具有体积小、重量轻、减速比大、传动效率高等优点。B).碾磨装置磨盘和磨辗是重要的研磨部件，它的形状设计必须使被粉磨的物料在磨盘上形成厚度均匀稳定的料床，因此合理的磨盘形状配以相适应的磨辗，对于稳定料层、提高粉磨效率、减少研磨消耗有着极为重要的作用。通过大量的调研和类比，我们采用盘形的磨盘形状和轮胎形辗套，辗套为对称结构，在磨损到一定程度后可翻面使

10、用，延长其使用寿命。C).加压装置LM型立式磨采用液压自动或手动控制系统来施加及控制其对物料的作用力，可以根据物料易磨性的变化而自动地调整压力，因而使磨机经常保持在最经济条件下运行，这样，既可以减少无用功的消耗，又能使辗套、衬板的寿命得到延长。同时，由于蓄能器的保压及缓冲作用，使液压缸施加压力具有较大的弹性，又可自动调节，当遇到大而坚硬的杂物时，磨辗可以跳起，从而避免粉磨部件及传动装置因承受过大荷载而损坏。D).限位装置LM型立式磨独特的限位装置可以使磨机轻载启动，磨辗和磨盘之间的间隙可调，这样既能保持稳定的料层厚度，提高粉磨效率，又能保证在断料等不正常情况下磨辗和磨盘不直接接触，避免磨机振动

11、，对减速机起到保护作用。E).分离装置LM型立式磨的分离器设计为机械传动、转速可调的分离器，该分离器通过锥形转子高速回转，叶片与粗颗粒撞击，给物料以较大的圆周速度，产生较大的离心力，使其进行分离，细颗粒可通过分离器叶片之间间隙出磨，由收尘器进行收集。该分离器分级效率高，调节余地大。F).磨辗装置LM型立式磨，磨辗的装置是采用一对调心滚子轴承，设计时对轴承作等寿命计算，轴承密封腔延伸到机壳外，不与含尘气体接触，所以只用简单的填料密封就能磨辗轴承不进灰。磨辗设计为斜面安装，楔形环压紧，更换辗套十分方便。G).其它(a)LM型立式磨在下壳体设有排渣口，难磨异物可随时排出机外，停机后剩余物也可全部排空

12、。(b)磨辗可借助液压翻辗装置翻出磨外进行检修，更换易磨件仅需三个班的时间，提高了磨机运转率。(c)磨辗和壳体间采用弧形板密封结构，与传统结构相比具有密封效果好，经久耐用等特点。2.气箱脉冲袋收尘器结构和工作原理气箱脉冲袋收尘器是在引进美国富乐公司技术基础上，结合我国实际国情研制开发的具有九十年代技术水平的高效袋式收尘器。此系列袋收尘器，克服了分室反吹时动能强度不够的缺点，因而扩大了袋收尘器的使用范围，提高了收尘效率，延长了滤袋使用寿命。 它不仅能净化一般的含尘气体， 还能处理入口浓度高达1300g/m3的高浓度含尘气体，成为与0-Sepa类选粉机、立式磨配套的成品回收设备。在国家新的环保标准

13、下，不仅广泛用于水泥行业，在电力、化工、冶金、钢铁行业也被广泛应用。A.气箱脉冲袋收尘器结构如下：(1)箱体：包括袋室、预收尘器、净气室、多孔板、滤袋、滤袋骨架。箱体设计耐压9000Pa。(2)清灰系统：包括主气管、提升阀、储气罐、脉冲阀、控制器等。(3)灰斗及排灰部分有两种形式：一种为灰斗直接与卸灰阀连接，另一种为灰斗通过输送设备与卸灰连接。B.气箱脉冲袋收尘器工作原理气箱脉冲袋收尘器本体分隔成数个箱区，每箱有32、64、96、128等条袋子。并在每箱侧边出口管道上装有一个由气缸带动的提升阀，当收尘器过滤含尘气体一定时间后(或阻力达到预先设定值)，消灰控制器就发出信号，第一个箱体的提升阀就开

14、始关闭以切断过滤气流。然后这个箱的脉冲阀开启，以大于5kg/cm2压缩空气冲入净气室，清除滤袋上的粉尘。当这一动作完成后(大约615秒时间)，提升阀重新打开，使这一箱室重新进行过滤工作，并逐一按上述要求进行以至全部消灰完毕。气箱式脉冲袋收尘器，是采用分箱式清灰的,清灰时，逐箱隔离轮换进行。各除尘室的脉冲宽度和清周期，由消灰控制器自动连续进行，从而保证了压缩空气清灰效果。该收尘器采用整机大脉冲阀反吹喷射消灰，换袋时，打开顶部盖子，直接抽出袋子即可，维护简单、方便。四.石灰石粉制备系统主要设备配置石灰石粉制备系统可按年运行300天，每天有效运行时间20小时，根据电厂脱硫一年需要的石灰石粉量计算需要

15、的单机台时产量，再由单机的台时产量选择磨机的型号和规格。再根据磨机台时产量和每吨产量配置25003000m3通风量，由计算出的总通风量选择相应收尘器的型号和规格。系统用风机根据系统风量、阻力和温度选择规格和型号，热风炉的大小根据热平衡计算结果设计。用于石灰石粉制备的LM立磨和气箱脉冲收尘器的规格性能列于表1和表2。表1LM立磨规格和性能型号规格LM1250XLM130CJLMI1500XLM1700LMI1900XLM2200XLM2400XCLM280C产量(t/h)69913131818252532: 324040505065原料水分(%5石灰石粉细度325目(45仙m)90%95%S过主

16、电机功率132200280355450560710900(kW)表2气箱脉冲收尘器规格和性能规格型号96单系列96双系列-5-6-7-8-92X52X62X72X82X9处理风量(m/h)26000 33000 39000 46000 50000 60000 70000 80000 9000010000总过滤面积(m2)4655576507448369301121130814941681阻力(Pa)15001700排放浓度(mg/Nm3)330mg/Nm五.结论国内外工程实例证明立磨磨制石灰石粉具有工艺流程简单、占地小、产品粒度控制容易、运行电耗低等优点。国产立磨运行的可靠性已为水泥、非金属矿、冶金电力行业运行的实践所证实，也为愈来愈多的电厂脱硫工程所青睐，国产立磨在电厂脱硫工程中的应用，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。