TRML36.4脫硫石灰石輥磨的開發及應用

郭磊，孫文東，豐旺，于濤

1 概述

目前電廠發電使用最廣泛的燃料仍是煤炭，煤炭燃燒排放的二氧化硫等氣體會對空氣造成污染。為減少二氧化硫的排放，進一步保護環境，國家發改委、環?？偩致摵习l布了《燃煤發電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法（試行）》，明確規定了脫硫設施建設安裝、在線監測、脫硫電廠電價加價、運行監管、脫硫產業化等方面的政策措施。

電廠脫硫一般采取石灰石-石膏脫硫工藝，該工藝是目前世界上技術最成熟、使用最廣泛的脫硫工藝。實際運行經驗表明，電廠脫硫石灰石粉（石膏）細度在45～75μm時脫硫效果最佳。

目前，國內外用于制備45μm和60μm石灰石粉的設備主要有球磨機和立式輥磨機兩種，其中，立式輥磨機在石灰石粉制備方面比球磨機更加節能，烘干效果較好，占地面積較小，土建投資較少，因此，大部分電廠脫硫制備石灰石粉開始采用輥磨方案。

我公司一直致力于立式輥磨的研發設計，為客戶提供輥磨系統化解決方案。2017年5月，陜西榆林某公司與我公司簽訂了年產50萬噸脫硫石灰石粉輥磨系統供貨合同，其粉磨系統工藝由我公司設計。

2 TRML36.4石灰石粉磨系統工藝流程和主要參數

2.1 粉磨工藝流程（圖1）

2.2 主機配置參數（表1）

3 TRML36.4脫硫石灰石輥磨的技術特點

3.1 模塊化設計

磨輥、搖臂、磨盤根據模塊化標準設計規范，采用最新的模塊化通用設計，大大提高了設計開發效率，減少了圖紙的錯誤率，同時提高了備品備件的可互換性；磨機采用4輥布置方案，磨輥檢修或更換備件時，可保證對向兩個磨輥單獨運轉，滿足70%的設計產量，降低了停機率。

圖1 TRML36.4石灰石粉磨系統工藝流程圖

3.2 有限元分析及優化設計

根據中國水泥發展中心對石灰石物料粉磨試驗報告的分析，相對于普通生料，石灰石物料易磨性差且細度要求高，因此，針對主要粉磨部件和選粉部件，TRML36.4脫硫石灰石輥磨在原有TRMR36.4生料輥磨的基礎上進行了有限元分析和優化設計。

磨盤、搖臂、磨輥等承受粉磨載荷的關鍵部件在原有生料磨的基礎上通過有限元分析和優化設計（圖2～圖5），在關鍵部位應力沒有明顯變化的前提下，實現了輕量化的目標。

表1 TRML36.4粉磨系統主機配置

3.3 結構特點

TRML36.4脫硫石灰石輥磨是我公司針對粉磨脫硫石灰石而設計的，其主要結構特點如下：

（1）具有自動抬輥、落輥功能，可實現空載啟動，降低啟動力矩。

（2）輥套和磨盤襯板采用“鑄鋼+堆焊”的形式，磨損后可補焊重復使用。

（3）磨輥可通過翻輥裝置翻出磨外，便于檢修和維護。

（4）采用多層螺栓固定式擋料圈，螺栓規格多樣，可靈活組合成多種擋料高度，便于在調試中控制料層。

（5）風環為普通無百葉結構，可通過在4個磨輥下方增減遮擋板，控制通風面積，靈活調節風環風速。

（6）可實現對向兩個磨輥單獨運轉，另外兩個磨輥抬起不工作，提高運轉率。

（7）搖臂與中殼體采用新型三道密封結構，可減少磨機漏風量。

（8）采用動靜態籠型高效選粉機，轉子轉速變頻調節，選粉效率高。

圖2 盤體有限元分析

圖3 輥軸有限元分析

圖4 上搖臂有限元分析

圖5 下搖臂有限元分析

圖6 TRML36.4脫硫石灰石輥磨現場運行圖

4 TRML36.4脫硫石灰石粉磨系統的應用情況

2018年5月，TRML36.4脫硫石灰石粉磨系統在陜西榆林某公司開始帶料試車，磨機一次投料成功，各運行參數正常，于2018年9月達標達產，各項指標均滿足合同要求。圖6為TRML36.4磨機現場運行圖。

4.1 石灰石原料

粉磨所用石灰石原料粒度相對較?。▓D7），原料配比如表2所示。

4.2 成品

石灰石成品檢測結果見表3。

表2 原料配比

4.3 產量與電耗

磨機原料配比、喂料量及產量情況見表4。

表3 石灰石成品檢測結果

表4 原料配比、喂料量及產量

表5 SR3700選粉機運行情況

圖7 石灰石原料外觀

圖8 磨機中控畫面

根據在考核期間對磨機電耗的統計數據，估算磨機主電機電耗為10.5kWh/t，循環風機電耗為11.3kWh/t。中控室操作畫面如圖8所示。

4.4 風溫與風壓

磨機穩定運行時，磨機入口溫度控制在135℃左右，入口負壓550～600Pa；磨機出口溫度85℃左右，出口負壓4 500～5 000Pa左右，磨機壓差為4 000～4 500Pa。

4.5 研磨壓力、磨機振動和料層情況

有桿腔壓力8.0MPa，磨機運行正常，垂直振動值在1.5～2.5mm/s，擋料圈高度85mm，料層厚度基本穩定在55～60mm，波動較小。

4.6 磨機噴水情況

在無噴水情況下，磨機振動大，難以形成穩定料層，較難平穩運行。當噴水量控制在35L/min時，磨機運行平穩，粉磨效率較高。

4.7 選粉機

磨機穩定運行期間的選粉機運行情況如表5所示。

5 結語

TRML36.4脫硫石灰石輥磨的現場運行情況表明，TRM型石灰石輥磨技術在脫硫石灰石粉磨領域已經非常成熟，該磨機的成功投產是TRM型輥磨在水泥行業外其他工業領域的又一成功應用實例。