烟气脱硫中石灰石粉制备系统的调试
摘要：对石灰石粉制备系统进行了概括的介绍并对设备在调试过程中遇到的问题进行了分析，结合设备在优化试验中的问题提出了一些看法和建议。
石灰石－石膏烟气脱硫法是现在世界上应用最广泛也是技术最成熟的一种控制火力发电厂SO2排放的烟气处理方法。半山电厂引进德国Steinmueler公司的石灰石－石膏法脱硫技术对其4、5号炉的烟气进行脱硫处理。烟气脱硫设备的设计烟气流量为1230000 m3／h（8％氧量条件下），设计脱硫效率为95％以上。
脱硫原料石灰石粉的制备系统作为单独的一个部分从主体设备划分出去，另址建造。石灰石粉制备系统的主要功能是为整个烟气脱硫系统提供符合要求粒径（颗粒细度：R30＜10＝的石灰石粉作为烟气中SO2的吸附剂。石灰石磨制成石灰石粉送入粉仓，进一步制成石灰石浆液，送入吸收塔内与被浆液吸收的SO2进行反应。
1 系统说明
石灰石粉制备系统配备2台Pfeiffer公司制造的MPS磨以及各自相应的称重给料机、布袋式除尘器、蒸汽加热装置等设备。每台磨机的设计出力为7．7t／h，而脱硫系统的石灰石浆液制备系统的设计石灰石用量为6．117t／h，因此，在其中一套设备处于故障状态时，石灰石粉制备系统仍能够满足整个脱硫系统的用量需求。
称重给料机根据磨石机差压将已事先粉碎至0～35 mm的石灰石颗粒送出料仓。经过一个旋转锁气器进入磨机。为了避免锁气器叶片上产生结块，引入流动气体加热锁气器。
石灰石的研磨是通过三只磨辊在磨碗上滚动产生的挤压和剪切作用进行的。石灰石在磨内被干燥，通过安装在磨石机顶部的转动叶片分离器达到要求的粒度。被分离下来的粗颗粒通过内部返料机构送回磨石机重新研磨。
被研磨、分离及干燥过的石灰石被气流送入细粉分离器中，在此处石灰石从气流中分离出来，然后被螺旋给料机送入输送设备中。分离后洁净空气在通过磨石机风机时，一小部分进入大气中，而大部分则留在系统中循环。蒸汽通过热交换器加热空气，热空气送入磨石机用于干燥石灰石。
系统还包括用于产生压缩空气的压缩机以及用于改进研磨层形成的喷水系统。
2 系统优化试验
2．1 影响石灰石粉制备过程的几个因素
（1） 磨石机中的差压 磨
石机中差压在磨石机的进口和出口（分离器进口）的环形管处测量。运行中磨石机的差压主要取决于磨石机空气中的粉尘量和通过磨石机的空气量。
ΔPMPS运行＝ΔPMPS空气量＋ΔPMPS粉尘量
当空气流量为常量时，差压大小可反应出磨石机中的充满程度。因此通过调节风机挡板位置的控制回路控制空气流量不变以得到不变的产品细度。而与差压有关的粉尘量不仅取决于石灰石粉出力，还与物料的可磨性、物料湿度及制份效率有关。
（2） 物料溢出量
溢出物料量多少主要取决于所给物料的颗料大小及喷嘴环处的风速大小。而喷嘴环处的风速由空气流量和喷嘴环开度决定。按照设计，石灰石粉制备系统正常情况下不应当出现物料溢出，而只有在空气流量太小或磨石机太满的时候才有可能发生。但在实际运行中仍有少量溢出物料。
（3）进入磨石机的空气量
进入磨石机的空气主要有以下几方面的作用：首先通过气力输送将物料送入磨石机并将符合要求细度的已磨碎的物料带离磨石机，送入布袋分离器；其次热气流为干燥过程提供热量；此外，通风还使磨床流化并保持它的稳定。
风量通过装置在风道上的孔板差压进行测量，所测值可作为在控制回路中调节风机挡板的参考值。
（4）齿轮箱的振动速度
齿轮箱的振动情况反映了研磨过程的平滑程度，从而可保护磨石机，使其免遭机械损伤。当振动太高超过限值时，控制系统保护联锁会发生动作，从而保护齿轮箱、滚筒和磨碗的易磨损部分及滚筒的轴承，使其免遭损坏。
引起磨石机振动主要因素有磨石机空载（磨床很薄）、磨石机过载（磨床很厚）、有大颗粒进入磨石机、磨床内的绝大多数颗粒很细，此外，出口温度太低时也会使振动加剧。
（5）分离器速度
分离器速度和空气流量共同决定了石灰石粉的细度。分离器速度越高，石灰石粉越细。通风量越少，石灰石粉越细。而其他参数，如液压预紧的压力及磨石机进出口差压等，对产品细度的影响极其微弱，只会对成品的粒径分布造成一定的影响。
（6）磨石机启动前的装料量
为保证启动成功，就必须使磨石机状况良好。在启动时，如果只有很薄一层物料在磨床上，也会引起很大的振动。同时，若给料机中断，导致磨石机在启动时暂时断料（给料延迟），也会引起剧烈的振动。而磨石机太满时，则会引起磨石机主马达超负荷，就必须从磨石机中移出部分物料。因此，再启动前，必须在磨床上预先铺设一层厚度适中的石灰石物料。
2．2 石灰石粉细度
石灰石粉的细度是影响脱硫效率的一个重要因素，反应接触面积很大程度上决定了化学反应速度，石灰石粉的颗粒越细，单位质量的化学反应的接触面积也越大。能够以更快的速度与浆液中的HSO3－反应，从而更快地吸收SO2气体。根据计算，为保证合同所规定的脱硫效率（＞95％），半山电厂烟气脱硫工程所需的石灰石粉细度应为R30＜10。采用的石灰石成分分析见表1。
如前所述，影响石灰石粉细度主要有两个因素，即通风风量和分离器的转速。在磨机的出力一定的情况下，磨机的通风量也基本上保持不变，因此分离器的转速是调节石灰石粉细度的主要手段。
图1给出了磨石机在保持风量Q＝38000 m3／h稳定不变的情况下分离器转速与石灰石粉细度之间的关系。可以很清楚地看出，随着分离器转速的提高，石灰石粉的细度也越细，两者基本上呈线性变化。只有在分离器的转速＞250 r／min时，才能达到细度要求（R30＜10＝。分离器的转速一般控制在270r／min。
2．3 运行参数的选择
系统优化的目的就是在保证系统安全运行、产品合格的前提下，对运行参数进行合理的调整，使得系统的运行更为经济、有效。
（1）磨机风量的控制
为了降低磨机的功耗，磨石机风量不应太大，同时风量太大也会引起磨机出口细度变粗，从而迫使分离器转速提高，对设备的要求也进一步提高，但风量也不应太小，直接影响到磨石机的出力。调试初期，所选的风量是30000 Nm3／h，磨机出力约为7t／h，随着皮带机标定完成，进一步提高磨机出力到8．0t／h，风量也设定在38000 Nm3／h。
（2）磨机给料量的设定
风量与给料量是相互影响的，给料量太少，会导致磨机的料层逐渐变薄引起磨机振动变大，对设备安全造成危害，给料量太多，超过磨机的磨制能力，料层加厚，也会对设备造成危害，经过试验，磨石机的出力保持在8．0 t／h，料层厚度维持在10～25 mm，磨机差压控制在3．7 kPa左右为宜。
（3）磨机振动的控制
由于石灰石品质较差，磨机的振动偏大，有时甚至振动超过限值而导致磨机跳闸，通过适当降低磨辊的预紧力，振动情况有所改观，同时对磨床进行喷水，也起到了一定的作用。在加强了对原料质量的控制后，现在运行中基本不用喷水，磨辊预紧力控制在190 bar左右。
3 调试中发现的问题处理
（1）磨机系统的磨机循环风量控制器、磨后空气温度控制器和磨机差压控制器，抗干扰性较差。对于轻微的电磁干扰，都有可能导致控制器发生误动。调试初期，磨机车间安装的启动警铃与控制器采用的是同一路电缆供电而警铃的功耗偏大，每次警铃启动，都会导致控制器的重置。因此，应当尽量避免对控制器造成太大电磁冲击的操作，如电焊时，必须严格按照规定进行接地。
（2）在对1号磨机进行优化调整时，由于石料的质量不是很好，细粉含量较高，石料的粒径差别很大，在磨制过程中，磨机的振动很大，振动最大时甚至导致磨机由于振动超限而跳机。对于石料粒径的控制也是以后运行中应当加以重视的一个问题。
（3）料仓料位计由于安装位置要避开石料的直接冲击，一般都安装在料仓的中心位置。当石料从两个卸料口中的一个进入料仓后，在料仓内会形成一个坡度很大的陡坡，此时料位计指示尽管很低，但是实际上料仓内进料口处的石料可能已经将满。因此在经过一段时间的加料后，必须进行犁式卸料器的切换，同时加强监控。
（4）磨机车间高位水箱的液位低于低限时，此时两台互为备用的提升水泵中的一台会自动启动向高位水箱补水，由于提升水泵的水来自蓄水池，而蓄水池的补水是经过一个手动阀补水，当蓄水池的水位太低，而此时高位水箱需要自动补水时，可能造成提升水泵打空泵。因此，必须加强对蓄水池水位的监控，及时进行补充，或者将手动阀改成根据水位控制的自动阀。
4 结论
磨石机同磨煤机的原理是一致的，但是又有它自己的特点，从运行的情况及参数记录来看，这些设备的运行可靠性高，运行状态良好，石灰石粉制备系统符合设计要求。通过对设备的调试和优化试验可得出以下结论。
（1）半山电厂石灰石粉制备系统的运行情况说明，在对石灰石进行磨制时，中速磨是一种比较合适的磨机型式。运行安全可靠，相应的污染较少。
（2）对磨石机工作影响比较大的因素主要有：
磨石机中的差压、物料溢出量，进入磨石机的空气量，齿轮箱的振动速度、分离器速度，磨石机启动前的装料量。
（3）控制产品石灰石粉的细度主要通过调节分离器的转速来控制，分离器转速控制在270 r／min时，细度完全能够满足设计要求。