脱硫系统干式球磨机出力下降原因分析

罗晋旭，崔鹏飞

(1.山西兴能发电有限责任公司，山西 太原 030200；2.山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司，山西 长治 046021)

0 引言

某发电公司4台机组分别于2006年10月和2008年6月完成了烟气脱硫改造，采用了最成熟的石灰石-石膏湿法脱硫工艺。3，4号脱硫系统共用1套制粉系统，5，6号脱硫系统共用1套制粉系统，设计最大出力为25 t/h。制粉系统的工艺流程为：石料从原料仓经振动给料机进入破碎机破碎后，通过螺旋输送机经1号斗提机提升至中间料仓；中间料仓的石料通过称重皮带机进入球磨机；磨制后的石灰石粉进入2号斗提机，提升至高效变频选粉机；合格的石灰石粉经1号埋刮板机进入3号斗提机提升至粉仓；不合格的石灰石粉经2号埋刮板机进入球磨机入口重新磨制。系统负压由气箱脉冲除尘器提供。

该制粉系统在运行中经常发生球磨机堵塞和出力下降的问题。脱硫运行和检修维护人员根据运行工况和检修经验，分析和总结出现的问题，找出了问题出现的原因，并根据实际情况对制粉系统进行调整和改造，确保了脱硫系统的正常运行。

1 工作原理

干式球磨机筒体内分为粗粉仓、细粉仓和卸料仓。石料从球磨机入口螺旋进入粗粉仓，粗粉仓筒壁上镶有阶梯钢瓦，内装不同规格的大钢球，筒体转动产生离心力使得钢瓦将钢球提升至一定高度后抛出，钢球受重力作用自由下落对石料产生撞击和挤压，将石料粉碎。石料在粗粉仓粗磨后，经中间隔仓板粗筛板筛选，小于筛缝尺寸的细料通过筛板进入细粉仓。细粉仓内镶有波纹钢瓦，内有不同规格的小钢球，小钢球通过滚动和滑动进一步将石料细磨。达到细度要求的细粉通过出料篦板和卸料仓经回转筛筒筛选后排出，从而完成石灰石粉的磨制。

2 球磨机出力下降的原因

(1)球磨机钢球配比不合理，使不合格的石灰石粉频繁堵塞细粉仓出料篦板。钢球配比是否合理将直接影响球磨机的出力，只有合理配比钢球，才能保证钢球与钢球、钢球与石料、钢球与球磨机钢瓦之间产生合理磨擦，否则会增大球磨机电耗。大球磨为中球、中球磨为小球、球磨机钢瓦脱落，都会使石灰石粉细度达不到设计要求。不合格的石灰石粉通过高效变频选粉机筛选后，重新回到球磨机入口，再次磨制，大的颗粒会集聚在细粉仓出料篦板和球磨机出口回转筛筒筛上，使球磨机出粉不畅、出力下降，影响球磨机的正常运行。

(2)钢球质量差，磨损严重。脱硫系统投运初期，球磨机使用磨制煤粉的钢球，在磨制石料的过程中，由于石灰石硬度大，使得钢球磨损严重。2006年5，6号脱硫系统投运以后，共用的制粉系统球磨机出力下降。经检查，球磨机内的钢球碎片较多，使粗粉仓和细粉仓中间的隔仓板被钢球碎片堵塞，粗粉仓的石灰石粉不能进入细粉仓，且部分钢球碎片通过隔仓板聚集在出料篦板上，造成球磨机出力下降。在石灰石磨制过程中，由于撞击和挤压必然会损耗钢球量，而如果不定期补充钢球会造成球磨机出力下降，电耗增大。

(3)气箱脉冲除尘器工作不正常，系统负压不能正常维持。气箱脉冲除尘器内分为4个除尘室，共256条滤袋，并在每个除尘室侧边出口管道上装有1个气缸带动的提升阀，除尘器通风机把含尘气体吸入除尘室中。当除尘器过滤含尘气体10 min时，清灰控制器就发出信号，第1个除尘室的提升阀关闭切断过滤气流，该除尘室的脉冲电磁阀开启。大于0.5 MPa的压缩空气经脉冲阀喷入净气室，并迅速膨胀涌入滤袋内产生振动，清掉滤袋外表面的灰尘。10 s后提升阀抬起，该除尘室的滤袋恢复到过滤状态，下一个除尘室进入清灰状态。依次类推，4个除尘室清理完毕为一个清灰周期。

① 除尘器提升阀动作不正常，通风机工作不正常。当除尘器的提升阀脱落、气缸动作不正常或脉冲电磁阀不能正常开关时，除尘器滤袋上的灰尘不能被清掉或含尘气流通道被关闭，除尘器前后差压升高，制粉系统负压下降，球磨机出力减小。如果通风机挡板门调整不当或通风机工作不正常时，制粉系统负压降低，球磨机的输送能力下降，影响球磨机的正常运行。

② 滤袋结露板结，系统负压下降。石灰石浆液池的吸尘管是为了保证粉仓下粉通畅和防止石灰石粉仓下粉过程中对浆液池周围的污染。吸尘管安装在除尘器的负压系统上，当除尘器运行和停运时，会有大量的潮湿气体通过吸尘管吸入除尘器，使滤袋结灰板结，降低滤袋的通透性。大量的潮湿气体也会使石灰石粉沉积在负压管上，长时间运行后会导致管径结垢变细甚至堵塞，造成系统负压降低，影响除尘器的正常运行。

③ 油雾器缺油和油水分离器未定期放水。当油雾器未定期加油和油水分离器未定期放水时，气缸缺油，导致大量水分进入气缸，长时间运行会使气缸动作不灵活。当任一除尘室电磁阀动作失灵时，清灰系统PLC就会发生故障，其他除尘室电磁阀就会停止工作，进而使得滤袋外表面大量积灰得不到吹扫，系统负压逐渐下降。

④ 压缩空气系统压力不足。脱硫系统设计了专门的压缩空气系统，当空压机入口滤网堵塞或运行时间超过维护小时数时，空压机会出现不加载的问题，从而使得压缩空气系统压力降低，不能维持除尘器电磁阀和气缸的正常动作，造成制粉系统负压低，球磨机不能正常工作。

(4)石灰石品质差，堵塞细粉仓出料篦板。制粉系统要求石灰石颗粒干燥、洁净，直径小于25 mm、CaCO3含量在95 %以上。如果石灰石来料中含有大量的杂质(如胶皮、铁件)，则会导致大量杂质集聚在球磨机出口，少量杂质卡在出料篦板的孔隙中，使球磨机出粉不畅，影响球磨机的正常运行。如果石灰石中杂质含量高，会增大球磨机钢球消耗量和对钢瓦的磨损，降低钢瓦对钢球的提升力，影响球磨机的破碎和研磨能力。

(5)石灰石露天堆放，恶劣天气下含水率大。脱硫系统没有设计专门的石料存放场所，石料露天堆放，当遇到雨、雪天时，石料受潮结块，进入球磨机会成糊状。大量潮湿石料包裹在钢球和钢瓦的外表面，会影响球磨机的正常运行，有时候会造成满磨，导致球磨机出力下降，甚至被迫停运。

(6)高效变频选粉机调整不合适，影响石灰石粉的细度和球磨机出力。进入高效变频选粉机的石灰石粉在旋转产生离心力的作用下，被导向叶片导入涡流分选区。若石灰石颗粒足够细，颗粒会被气流带入涡轮叶片内的内涡流区，随气流旋转上升进入5个旋风收尘筒内分离生成合格的石灰石粉；若石灰石颗粒粗，在重力作用下石灰石颗粒进入2号埋刮板机输送至球磨机入口重新磨制。如果选粉机变频器和产生拽力的通风机调整不合适，导致石灰石粉过细，则会有大量不合格粉进入球磨机入口重新磨制，影响球磨机的出力；如果石灰石粉过粗，不能达到250目95 %以上通过，则石灰石粉细度不合格。

(7)运行调整和检修维护不到位。运行人员巡检不到位和责任心不强，未及时发现系统参数的变化并未对系统进行调整，造成球磨机入料不足和系统故障，使球磨机出力下降。检修人员对设备维护不到位，系统存在缺陷较多，制粉系统不能在最大出力工况下运行。

3 控制措施和改造方案

3.1 定期补充和筛选钢球

球磨机运行过程中，运行人员要根据球磨机运行电流判断球磨机的运行工况，发现电流减小时应联系检修人员补充钢球，以达到球磨机初装钢球时的电流运行。2009年7月，3，4号脱硫系统共用的相同球磨机细粉仓出料篦板堵死后，把球磨机内的钢球全部甩出，筛选后重新回装，球磨机启动后出力不能达到设计要求，球磨机细粉仓出料篦板频繁堵塞。经过分析发现钢球配比不合适，重新按设计比例加装钢球后，球磨机出力达到了设计要求。针对该问题，检修人员制定了球磨机钢球筛选制度，利用机组检修机会每年对球磨机钢球筛选1次，依次把钢球按比例重新分配，并补充需要的钢球，以达到球磨机设计的钢球装载量，保证球磨机的最大出力。同时应定期打开人孔门检查球磨机隔仓板、出料篦板和钢瓦的磨损、堵塞情况。

3.2 更换钢球材质

2006年，5，6号脱硫系统改造完成后，共用的球磨机出现出力小、磨机内部声音异常的情况。停运球磨机检查发现粗粉仓和细粉仓之间的隔仓板堵有破碎的钢球，磨机出口筒筛筛孔上也有破碎的钢球，判定为所用的铸铁钢球不能满足粉碎石灰石的需要。咨询厂家后，把铸铁钢球调整为锰镍合金钢球，并把出口筒筛的筛孔扩大1/3。更换钢球以后，没有再出现钢球破损的问题，保证了球磨机的正常运行。

3.3 定期维护除尘器

制粉系统运行时，应定期检查除尘器电磁阀的动作情况，发现动作不正常时要对压缩空气系统、提升阀、除尘器通风机进行检查，及时消除故障，确保制粉系统正常运行。检修人员应定期对油雾器加油，运行人员应每日白班对油水分离器放水，确保气缸动作灵活和压缩空气干燥。

为了防止大量潮湿空气进入除尘器，造成滤袋板结石灰石粉和负压管道结垢，2013年12月利用3号机组B级检修的机会，改造石灰石浆液池的吸尘管，去掉原有的吸尘管道，制作了一套独立的除尘水封系统。此系统既保证了制粉负压系统的干燥，又防止了在制浆过程中对浆液池周边的污染。

3.4 健全石灰石验收制度

为了防止对石灰石来料品的验收把关不严，专门成立了石灰石验收小组和石灰石化验室。由负责脱硫运行的专业工程师、装载车司机、当值运行人员3方确认来料颗粒、洁净度符合要求后方可卸车。卸车过程中若发现不符合要求的石料，则坚决退回供应商。对于通过验收的石料分车采样后登记车牌号，由化验人员化验石灰石品质，并根据化验结果选择供应商。同时，运行人员要定期检查除铁器，保证除铁器运行正常，当发现除铁器吸铁、弃铁不正常时，应及时联系检修处理。

3.5 改造石料场地

为了防止石料场积水，在堆放石料的场地上修建了排水沟和渗水井，并定期清理，防止下雨或积雪融化时石料浸泡在水中。为了保证雨季和下雪天有足够的干燥石料，2010年5月修建了一个可以储备2 000 m3石料的干料棚，保证在恶劣天气下有足够4台机组运行7天的储备石料。

3.6 降低球磨机入口石料的细度

制粉系统的石灰石输送系统由原料仓、原料仓下的振动给料机、皮带输送机、斗提机、中间料仓组成，直径25 mm左右的石料直接进入球磨机磨制。为了降低球磨机入口石料的细度，2013年5月，将皮带输送机改造为破碎机和螺旋输送机，石灰石颗粒由直径25 mm破碎为8 mm左右后进入球磨机。同时，运行人员要根据球磨机的运行工况及时调整进料量，保证球磨机最大出力运行。

3.7 定期调整高效变频选粉机

脱硫系统设计石灰石粉细度为250目通过率90 %以上，每周一对石灰石粉细度进行化验，根据化验结果调整高效变频选粉机，每调整1次就需要化验1次，直到把石灰石粉细度调整在合格范围内，确保制粉系统在经济工况下运行。

综上，影响干式球磨机出力的因素很多，如钢球的配比、钢球的装载量、系统负压的维持、石灰石的品质、石灰石含水率以及运行调整等。只有精心调整，寻求合理的运行调整方式，加强检修维护，才能确保球磨机在最大出力工况下运行。