圓盤脫水機在火力電廠煙氣脫硫石膏脫水系統中的應用

陳代敏 衷小鵬 潘慶

摘 要：根據多年的現場工作經驗，分析煙氣濕法脫硫石膏脫水系統中帶式真空脫水機與圓盤真空過濾機兩種類型的設備，發現其在系統中的表現優劣； 本文根據圓盤真空過濾機在系統中的常見問題，提出有效應對改進措施，比如如何減少設備故障措施，如何改善設備管理、優化其運行，以保證圓盤真空過濾機在系統中高效、穩定、連續運行。

關鍵詞：石膏脫水；圓盤脫水機；優化

中圖分類號：TK229 文獻標志碼：A

0引言

20世紀80年代，圓盤真空過濾機被引進國內生產，應用于選礦及洗煤廠等適用該產品的行業。真空皮帶脫水機2010年以后，圓盤真空過濾機開始被試用于火電廠煙氣脫硫石膏脫水系統中。

1 圓盤真空過濾機應用于石膏脫水的優勢

1.1 設備占地面積小

圓盤真空過濾機的有效過濾面積即為圓形濾盤的（雙面）面積。盤面立式擺放，和原用帶式真空過濾機相比，圓盤真空脫水機的占地面積約為帶式真空脫水機的1/5。對于新建火電廠項目，脫硫島綜合工藝樓的建筑面積可以大大減少，降低工程造價；對于火電廠增容改建的項目，在原有脫硫島綜合工藝樓的建筑面積、土建基礎不變的情況下，設備的產能可以成倍增長，無需增加土建投資；對于火電廠超凈排放改造的項目，可在原有的脫硫島綜合工藝樓內，根據現場原有安裝帶式真空脫水機位置情況，進行非標的結構設計，在不拆原有過濾機的情況下，增加安裝圓盤真空過濾機，在少量增加土建費用的前提下，改善石膏脫水現狀，使得運行更加可靠和節能。

1.2 設備安裝簡單

圓盤真空過濾機設備體積小，設備出廠為整體發貨，現場整體吊裝就位安裝，無論是新建工程還是改造工程，都可以最大程度地降低安裝工作量，特別有利于施工工期極其短的超凈排放改造項目。

1.3 系統真空度高

設備的結構和濾料的性質，決定了圓盤真空過濾機整機的密封性極佳，真空有效利用率高，系統真空度可達0.08MPa左右，且在這個真空度下，真空泵的功率還相對較小。在同樣物料性質情況下，可比帶式真空脫水機獲得水分更低的濾餅。

1.4 設備現場情況良好

圓盤真空過濾機特殊的設備結構決定了設備運行過程中較為容易實現自動調整運行狀態。智能化運行模式可做到平穩連續運行，無人值守，脫水系統遠程DCS控制，根據各檢測信號可實現一鍵啟停設備。

圓盤真空過濾機的整機緊湊性，決定了可將設備整體密閉在集氣罩內，整臺設備密閉性好，同時石膏漿液蒸汽由軸流風機通過風道抽走，現場無石膏漿液蒸汽的無組織散發，不會因石膏漿液蒸汽造成脫水車間汽霧彌漫。

1.5 設備維護、檢修簡單

圓盤真空過濾機結構緊湊，運行自動化程度高，盤片與中心軸流道的連接方式穩定性高、密封性好，拆卸、安裝簡單。拆卸維護、檢修簡單。石膏漿液進入設備槽體內，主軸帶動扇形板轉動，形成濾餅完成脫水過程。槽體內有液位檢測裝置，還設有溢流口，有專門的管道將溢流的漿液排走，不會造成石膏漿液在車間內肆意亂流。智能化自動調整卸料方式，保證穩定運行。

1.6 設備運行成本低

某電廠脫硫系統原裝兩臺64m2帶式真空過濾機，一備一運，超凈排放改造時加裝一臺80 m2布盤脫水機。下面將兩種形式的脫水機的設備參數、運行參數、設備運行成本情況進行比較，見表1。

表1 設備參數對比表

項 目 布盤脫水機80 m2 帶式真空過濾機64m2

過濾面積（m2） 80 64

設計產能（t/h） 60 50

主軸驅動電機功率（kW） 3 22

真空泵電機功率（kW） 55 315

濾布沖洗水泵功率（kW） 無 15

總計耗電量（kW） 58 352

設備外形尺寸（帶基礎） 4125×4700×5650 24500×3900×3200

占地面積（㎡） 19.4 95.6

表2 設備運行參數對比表

項 目 布盤脫水機80 m2 帶式真空過濾機64m2

脫硫噸石膏能耗（kWh/t） 1.16 7.04

真空泵密封水（m?/h） 4.6 21

濾布沖洗水（m?/h） 無 13

真空室密封水（m?/h） 無 3.5

總計耗水量（m?/h） 4.6 37.5

按設備年運行小時數5500h、電費0.19067元/kWh（上網電價）、水費6.49元/t （廠區用水水價）計算，運行成本見表3。

表3 設備運行成本對比表

名 稱 布盤脫水機80m2 真空帶式過濾機64m2

年總耗電量（kWh） 319000 1936000

年總耗水量（m?） 25300 206250

年電費（萬元） 6.082 36.914

年水費（萬元） 16.420 133.856

年備品備件費用（萬元） 4 12

合計（萬元） 26.502 182.77

2 圓盤真空過濾機應用于石膏脫水的問題及優化

2.1 過濾材料的適應性改造

圓盤真空過濾機的過濾材料原為微孔陶瓷片，率先應用于脫硫石膏脫水的電廠延用了陶瓷圓盤脫水機進行試用。通過幾年的運行實踐，該設備存在運行中陶瓷盤反吹、酸洗頻繁、陶瓷盤堵塞嚴重、無法長期穩定運行，陶瓷盤最終壽命周期太短，同時維護、更換費用較高等問題。針對此種現象，目前電廠均選用濾布替代陶瓷片的做法，改造了圓盤脫水機進行試用，布盤與設備整體結構完美匹配，且能有效的控制住濾餅水分。通過幾年的試運，濾布圓盤脫水機運行穩定，適應性強，運行成本、維修工作量和維修成本明顯較陶瓷圓盤脫水機低。但是由于濾布的透氣性大于陶瓷片，系統真空度有所下降、真空泵功率有所上升，整機運行能耗大于陶瓷圓盤脫水機，但仍遠遠小于帶式真空過濾機。

2.2 攪拌器的適應性改造

改進后的圓盤脫水機沒有獨立攪拌裝置，利用其特殊的槽體內部構造與旋轉的扇形板產生螺旋攪拌的效果，起到了防止物料沉淀的作用，而且能更好地使石膏漿液均勻附著在濾布上。

2.3 濾液通道的適應性改造

起初的圓盤脫水機的濾液通道設置在了中心軸內部，這樣設置中心軸看起來外觀整潔，可以避免濾液管道腐蝕、磨損。但是這種設置方式除增加了中心軸的加工制造難度外，最大的弊端是不利于濾液通道的檢修，檢修濾液通道的難度大、時間長，不利于濾液通道的缺陷消除。

改進后的圓盤脫水機的濾液通道設置在了中心軸外部，利用濾液管道的特殊的材質來抵御腐蝕和磨損。濾液通道設置在了中心軸外部，極大地降低了濾液通道檢修的難度，縮短了消除缺陷的時間。

參考文獻

[1]華能國際長興發電有限公司石膏專用圓盤過濾機使用報告[R].

[2]華能應城熱電有限公司石膏專用圓盤過濾機使用報告[R].