脫硫系統干式球磨機出力下降原因分析

羅晉旭，崔鵬飛

(1.山西興能發電有限責任公司，山西 太原 030200；2.山西漳澤電力股份有限公司漳澤發電分公司，山西 長治 046021)

0 引言

某發電公司4臺機組分別于2006年10月和2008年6月完成了煙氣脫硫改造，采用了最成熟的石灰石-石膏濕法脫硫工藝。3，4號脫硫系統共用1套制粉系統，5，6號脫硫系統共用1套制粉系統，設計最大出力為25 t/h。制粉系統的工藝流程為：石料從原料倉經振動給料機進入破碎機破碎后，通過螺旋輸送機經1號斗提機提升至中間料倉；中間料倉的石料通過稱重皮帶機進入球磨機；磨制后的石灰石粉進入2號斗提機，提升至高效變頻選粉機；合格的石灰石粉經1號埋刮板機進入3號斗提機提升至粉倉；不合格的石灰石粉經2號埋刮板機進入球磨機入口重新磨制。系統負壓由氣箱脈沖除塵器提供。

該制粉系統在運行中經常發生球磨機堵塞和出力下降的問題。脫硫運行和檢修維護人員根據運行工況和檢修經驗，分析和總結出現的問題，找出了問題出現的原因，并根據實際情況對制粉系統進行調整和改造，確保了脫硫系統的正常運行。

1 工作原理

干式球磨機筒體內分為粗粉倉、細粉倉和卸料倉。石料從球磨機入口螺旋進入粗粉倉，粗粉倉筒壁上鑲有階梯鋼瓦，內裝不同規格的大鋼球，筒體轉動產生離心力使得鋼瓦將鋼球提升至一定高度后拋出，鋼球受重力作用自由下落對石料產生撞擊和擠壓，將石料粉碎。石料在粗粉倉粗磨后，經中間隔倉板粗篩板篩選，小于篩縫尺寸的細料通過篩板進入細粉倉。細粉倉內鑲有波紋鋼瓦，內有不同規格的小鋼球，小鋼球通過滾動和滑動進一步將石料細磨。達到細度要求的細粉通過出料篦板和卸料倉經回轉篩筒篩選后排出，從而完成石灰石粉的磨制。

2 球磨機出力下降的原因

(1)球磨機鋼球配比不合理，使不合格的石灰石粉頻繁堵塞細粉倉出料篦板。鋼球配比是否合理將直接影響球磨機的出力，只有合理配比鋼球，才能保證鋼球與鋼球、鋼球與石料、鋼球與球磨機鋼瓦之間產生合理磨擦，否則會增大球磨機電耗。大球磨為中球、中球磨為小球、球磨機鋼瓦脫落，都會使石灰石粉細度達不到設計要求。不合格的石灰石粉通過高效變頻選粉機篩選后，重新回到球磨機入口，再次磨制，大的顆粒會集聚在細粉倉出料篦板和球磨機出口回轉篩筒篩上，使球磨機出粉不暢、出力下降，影響球磨機的正常運行。

(2)鋼球質量差，磨損嚴重。脫硫系統投運初期，球磨機使用磨制煤粉的鋼球，在磨制石料的過程中，由于石灰石硬度大，使得鋼球磨損嚴重。2006年5，6號脫硫系統投運以后，共用的制粉系統球磨機出力下降。經檢查，球磨機內的鋼球碎片較多，使粗粉倉和細粉倉中間的隔倉板被鋼球碎片堵塞，粗粉倉的石灰石粉不能進入細粉倉，且部分鋼球碎片通過隔倉板聚集在出料篦板上，造成球磨機出力下降。在石灰石磨制過程中，由于撞擊和擠壓必然會損耗鋼球量，而如果不定期補充鋼球會造成球磨機出力下降，電耗增大。

(3)氣箱脈沖除塵器工作不正常，系統負壓不能正常維持。氣箱脈沖除塵器內分為4個除塵室，共256條濾袋，并在每個除塵室側邊出口管道上裝有1個氣缸帶動的提升閥，除塵器通風機把含塵氣體吸入除塵室中。當除塵器過濾含塵氣體10 min時，清灰控制器就發出信號，第1個除塵室的提升閥關閉切斷過濾氣流，該除塵室的脈沖電磁閥開啟。大于0.5 MPa的壓縮空氣經脈沖閥噴入凈氣室，并迅速膨脹涌入濾袋內產生振動，清掉濾袋外表面的灰塵。10 s后提升閥抬起，該除塵室的濾袋恢復到過濾狀態，下一個除塵室進入清灰狀態。依次類推，4個除塵室清理完畢為一個清灰周期。

① 除塵器提升閥動作不正常，通風機工作不正常。當除塵器的提升閥脫落、氣缸動作不正常或脈沖電磁閥不能正常開關時，除塵器濾袋上的灰塵不能被清掉或含塵氣流通道被關閉，除塵器前后差壓升高，制粉系統負壓下降，球磨機出力減小。如果通風機擋板門調整不當或通風機工作不正常時，制粉系統負壓降低，球磨機的輸送能力下降，影響球磨機的正常運行。

② 濾袋結露板結，系統負壓下降。石灰石漿液池的吸塵管是為了保證粉倉下粉通暢和防止石灰石粉倉下粉過程中對漿液池周圍的污染。吸塵管安裝在除塵器的負壓系統上，當除塵器運行和停運時，會有大量的潮濕氣體通過吸塵管吸入除塵器，使濾袋結灰板結，降低濾袋的通透性。大量的潮濕氣體也會使石灰石粉沉積在負壓管上，長時間運行后會導致管徑結垢變細甚至堵塞，造成系統負壓降低，影響除塵器的正常運行。

③ 油霧器缺油和油水分離器未定期放水。當油霧器未定期加油和油水分離器未定期放水時，氣缸缺油，導致大量水分進入氣缸，長時間運行會使氣缸動作不靈活。當任一除塵室電磁閥動作失靈時，清灰系統PLC就會發生故障，其他除塵室電磁閥就會停止工作，進而使得濾袋外表面大量積灰得不到吹掃，系統負壓逐漸下降。

④ 壓縮空氣系統壓力不足。脫硫系統設計了專門的壓縮空氣系統，當空壓機入口濾網堵塞或運行時間超過維護小時數時，空壓機會出現不加載的問題，從而使得壓縮空氣系統壓力降低，不能維持除塵器電磁閥和氣缸的正常動作，造成制粉系統負壓低，球磨機不能正常工作。

(4)石灰石品質差，堵塞細粉倉出料篦板。制粉系統要求石灰石顆粒干燥、潔凈，直徑小于25 mm、CaCO3含量在95 %以上。如果石灰石來料中含有大量的雜質(如膠皮、鐵件)，則會導致大量雜質集聚在球磨機出口，少量雜質卡在出料篦板的孔隙中，使球磨機出粉不暢，影響球磨機的正常運行。如果石灰石中雜質含量高，會增大球磨機鋼球消耗量和對鋼瓦的磨損，降低鋼瓦對鋼球的提升力，影響球磨機的破碎和研磨能力。

(5)石灰石露天堆放，惡劣天氣下含水率大。脫硫系統沒有設計專門的石料存放場所，石料露天堆放，當遇到雨、雪天時，石料受潮結塊，進入球磨機會成糊狀。大量潮濕石料包裹在鋼球和鋼瓦的外表面，會影響球磨機的正常運行，有時候會造成滿磨，導致球磨機出力下降，甚至被迫停運。

(6)高效變頻選粉機調整不合適，影響石灰石粉的細度和球磨機出力。進入高效變頻選粉機的石灰石粉在旋轉產生離心力的作用下，被導向葉片導入渦流分選區。若石灰石顆粒足夠細，顆粒會被氣流帶入渦輪葉片內的內渦流區，隨氣流旋轉上升進入5個旋風收塵筒內分離生成合格的石灰石粉；若石灰石顆粒粗，在重力作用下石灰石顆粒進入2號埋刮板機輸送至球磨機入口重新磨制。如果選粉機變頻器和產生拽力的通風機調整不合適，導致石灰石粉過細，則會有大量不合格粉進入球磨機入口重新磨制，影響球磨機的出力；如果石灰石粉過粗，不能達到250目95 %以上通過，則石灰石粉細度不合格。

(7)運行調整和檢修維護不到位。運行人員巡檢不到位和責任心不強，未及時發現系統參數的變化并未對系統進行調整，造成球磨機入料不足和系統故障，使球磨機出力下降。檢修人員對設備維護不到位，系統存在缺陷較多，制粉系統不能在最大出力工況下運行。

3 控制措施和改造方案

3.1 定期補充和篩選鋼球

球磨機運行過程中，運行人員要根據球磨機運行電流判斷球磨機的運行工況，發現電流減小時應聯系檢修人員補充鋼球，以達到球磨機初裝鋼球時的電流運行。2009年7月，3，4號脫硫系統共用的相同球磨機細粉倉出料篦板堵死后，把球磨機內的鋼球全部甩出，篩選后重新回裝，球磨機啟動后出力不能達到設計要求，球磨機細粉倉出料篦板頻繁堵塞。經過分析發現鋼球配比不合適，重新按設計比例加裝鋼球后，球磨機出力達到了設計要求。針對該問題，檢修人員制定了球磨機鋼球篩選制度，利用機組檢修機會每年對球磨機鋼球篩選1次，依次把鋼球按比例重新分配，并補充需要的鋼球，以達到球磨機設計的鋼球裝載量，保證球磨機的最大出力。同時應定期打開人孔門檢查球磨機隔倉板、出料篦板和鋼瓦的磨損、堵塞情況。

3.2 更換鋼球材質

2006年，5，6號脫硫系統改造完成后，共用的球磨機出現出力小、磨機內部聲音異常的情況。停運球磨機檢查發現粗粉倉和細粉倉之間的隔倉板堵有破碎的鋼球，磨機出口筒篩篩孔上也有破碎的鋼球，判定為所用的鑄鐵鋼球不能滿足粉碎石灰石的需要。咨詢廠家后，把鑄鐵鋼球調整為錳鎳合金鋼球，并把出口筒篩的篩孔擴大1/3。更換鋼球以后，沒有再出現鋼球破損的問題，保證了球磨機的正常運行。

3.3 定期維護除塵器

制粉系統運行時，應定期檢查除塵器電磁閥的動作情況，發現動作不正常時要對壓縮空氣系統、提升閥、除塵器通風機進行檢查，及時消除故障，確保制粉系統正常運行。檢修人員應定期對油霧器加油，運行人員應每日白班對油水分離器放水，確保氣缸動作靈活和壓縮空氣干燥。

為了防止大量潮濕空氣進入除塵器，造成濾袋板結石灰石粉和負壓管道結垢，2013年12月利用3號機組B級檢修的機會，改造石灰石漿液池的吸塵管，去掉原有的吸塵管道，制作了一套獨立的除塵水封系統。此系統既保證了制粉負壓系統的干燥，又防止了在制漿過程中對漿液池周邊的污染。

3.4 健全石灰石驗收制度

為了防止對石灰石來料品的驗收把關不嚴，專門成立了石灰石驗收小組和石灰石化驗室。由負責脫硫運行的專業工程師、裝載車司機、當值運行人員3方確認來料顆粒、潔凈度符合要求后方可卸車。卸車過程中若發現不符合要求的石料，則堅決退回供應商。對于通過驗收的石料分車采樣后登記車牌號，由化驗人員化驗石灰石品質，并根據化驗結果選擇供應商。同時，運行人員要定期檢查除鐵器，保證除鐵器運行正常，當發現除鐵器吸鐵、棄鐵不正常時，應及時聯系檢修處理。

3.5 改造石料場地

為了防止石料場積水，在堆放石料的場地上修建了排水溝和滲水井，并定期清理，防止下雨或積雪融化時石料浸泡在水中。為了保證雨季和下雪天有足夠的干燥石料，2010年5月修建了一個可以儲備2 000 m3石料的干料棚，保證在惡劣天氣下有足夠4臺機組運行7天的儲備石料。

3.6 降低球磨機入口石料的細度

制粉系統的石灰石輸送系統由原料倉、原料倉下的振動給料機、皮帶輸送機、斗提機、中間料倉組成，直徑25 mm左右的石料直接進入球磨機磨制。為了降低球磨機入口石料的細度，2013年5月，將皮帶輸送機改造為破碎機和螺旋輸送機，石灰石顆粒由直徑25 mm破碎為8 mm左右后進入球磨機。同時，運行人員要根據球磨機的運行工況及時調整進料量，保證球磨機最大出力運行。

3.7 定期調整高效變頻選粉機

脫硫系統設計石灰石粉細度為250目通過率90 %以上，每周一對石灰石粉細度進行化驗，根據化驗結果調整高效變頻選粉機，每調整1次就需要化驗1次，直到把石灰石粉細度調整在合格范圍內，確保制粉系統在經濟工況下運行。

綜上，影響干式球磨機出力的因素很多，如鋼球的配比、鋼球的裝載量、系統負壓的維持、石灰石的品質、石灰石含水率以及運行調整等。只有精心調整，尋求合理的運行調整方式，加強檢修維護，才能確保球磨機在最大出力工況下運行。