电厂石灰乳加药系统的诊断分析与改造

叶治安，郭鹏飞，王冬梅，孙立娇，韩　琳

（西安热工研究院有限公司，陕西西安710032）

电厂石灰乳加药系统的诊断分析与改造

叶治安，郭鹏飞，王冬梅，孙立娇，韩琳

（西安热工研究院有限公司，陕西西安710032）

目前国内电厂水处理设备中，石灰加药系统普遍存在石灰乳配制计量不准、投加时pH控制不精确等问题，运行中还易出现堵塞、板结、飞灰等状况。某电厂通过更换下料设备和改变加药控制方式，解决了原石灰系统存在的诸多问题。分析了原系统存在的问题并对整个改造实践进行了效果评定和总结。

石灰加药；螺旋给料机；水处理

石灰加药系统是电厂水处理中常用的加药系统，普遍应用于中水深度处理、脱盐预处理、脱硫废水处理等工艺中，用来降低碱度、硬度和调节pH等〔1〕。但由于石灰粉微溶于水、易吸潮以及国内石灰含砂率高等诸多原因，石灰加药系统普遍存在堵塞、瘀积和飞灰、pH计量不精确等问题〔2〕。某电厂石灰加药系统通过系统化改造，基本解决了以上问题。

1　原石灰投加系统问题分析

1.1原石灰加药系统简介

原石灰加药系统采用星型给料机，通过机械振打和螺旋输送的方式进行石灰粉投加，具体工艺流程：石灰粉仓→星型给料机（机械振打器、螺旋输送机）→石灰乳溶液箱→除砂器→石灰乳加药泵（螺杆泵）→澄清池混合区。该石灰加药系统如图1所示。

1.2原石灰加药系统存在问题

原有的石灰加药系统自安装调试运行以来，存在诸多问题，以至于到后来无法正常投运，严重影响了出水水质。对主要问题进行了分析。

图1　某电厂原石灰加药系统

（1）石灰下料堵塞。原石灰系统采用星型给料机，通过机械振打器和螺旋输送机将石灰粉输送至石灰乳溶液箱。由于石灰乳配制过程中产生的大量水汽顺着星型给料机上升至粉仓底部，下料管道逐渐被堵塞，导致石灰计量不精确。此外振打过程噪音很大，飞灰严重，工作环境恶劣。

（2）加药管道设计不合理，易堵塞。石灰乳从溶液箱到加药泵，中间还设置了1台除砂器，而加药泵出口管道又存在多处弯头和U形管，且管道是碳钢管道硬连接，造成管路多处堵塞。

（3）加药泵选型不合理。原石灰加药泵为4台螺杆泵，两用两备。由于石灰乳中含有大量砂粒，对螺杆泵的定子造成严重磨损，运行一段时间后泵的出力相对额定流量大大降低，不能满足加药需求，从而导致后续的pH调节过程无法达到原设计的指标。

（4）缺少必要的在线监测和控制投加仪表。原石灰加药系统进水流量和加药泵连锁，通过泵频率的变化来改变加药量，澄清池的pH只作为监测手段。pH反馈相对频率改变存在严重滞后，经常在9～11之间大幅度摆动。系统的灵活性、精确性不高，很难控制在一个比较稳定的范围。

（5）缺少管道冲洗系统。原石灰加药系统只在泵出口设置了一路冲洗系统，无法冲洗从泵入口至石灰乳溶液箱出口这一段管路，导致这部分管路频繁堵塞，同时石灰乳加药泵也面临着断料、螺杆泵定子干运行的风险。

2　石灰加药系统改造

针对该电厂石灰系统存在的主要问题，对该系统进行了改造。

（1）更换石灰下料设备。将原有的星型给料机换成进口的螺旋给料机，主要由破拱刮片喂料机、螺旋输送机和防潮保护投加器三部分组成。该设备可实现石灰粉的自动计量投料，且全部密封，下料过程无粉尘泄露。同时由于防潮投加器及石灰乳溶液箱上除尘器的使用，水汽无法上升至粉仓内，有效地防止了板结现象，同时避免了震动和噪音问题。

（2）去掉除砂器，变更管路材质，增加管路清洗。去掉原有除砂器，减少石灰加药管道过多的弯头和U形管，降低管道堵塞的可能。将泵出口的碳钢管道更换为高强度透明软管〔3〕，同时增加管路清洗来解决管道积砂和堵塞的问题。

（3）更换石灰乳加药泵。将原有的螺杆泵更换为渣浆泵，渣浆泵更适合输送石灰乳等含有大量固体颗粒的液体，不仅耐用、可靠，而且更为经济。

（4）增加在线监测仪表和优化加药控制程序。增加石灰乳溶液箱液位变送器、更换澄清池pH计、增加石灰乳加药调节阀等；石灰加药系统控制程序中设定了pH-螺旋给料机频率、pH-石灰乳调节阀开度的双比例积分微分（PID）调节，使得石灰投加更为精准、可靠。

改造后的石灰加药系统的具体工艺流程：石灰粉仓→螺旋给料机（破拱刮片喂料机、计量输送机、防潮保护投加器）→石灰乳溶液箱→石灰乳加药泵（渣浆泵）→澄清池混合区。改造后石灰加药系统如图2所示。

图2　改造后石灰加药系统

改造后的石灰加药系统与电厂原系统相比，配置简单、自动化程度高、安全可靠。

3　改造实践效果评定

（1）改造后，石灰系统由原来的两套设备与澄清池一一对应改为单套投加对应两台澄清池，石灰乳投加系统1用1备，更方便灵活。石灰加药新增回流管路，剩余的石灰乳回到溶液箱，管道中长期有流动液体，有效避免了管路沉积堵塞。澄清池pH通过螺旋给料机和石灰乳调节阀双PID调节控制大大提高了准确性。改造后的石灰加药系统安全可靠，解决了原先的pH计量不准、堵塞、漏粉、噪音等问题。

（2）石灰乳加药采用大流量循环，并设置管路冲洗，防止了石灰管路中的沉积堵塞。当需要切换到备用设备时，石灰乳加药泵启动顺停操作，冲洗阀打开，对加药泵的进出口管路分别冲洗，同时在加药泵顺启程序中设定先冲洗泵入口管道，有效避免了因入口管路堵塞使泵长时间空转造成的设备损坏问题。

（3）石灰加药管道一般为碳钢材质，但加药管道一旦堵塞，则很难查明具体位置，从而不能及时有效解决。改造后将原有的石灰乳加药管道更换为高强度透明软管，有效地解决了该问题。石灰乳加药和冲洗时都能直观地看到管内液体流动，若存在堵塞可及时发现并消除。冲洗后加药管和回流管均无石灰乳残留，只是残留少量清水，管内清晰可见，避免了堵塞的可能。

综上，石灰加药系统改造后，按照新的投加方式运行，设定控制澄清池混合区pH在10.3后，检测结果表明，澄清池混合区pH基本维持在10.0～10.6范围内，无大范围波动。

4　结论与建议

（1）通过对石灰乳加药系统的改造，有效解决了原有系统的诸多问题。改造后运行方式精准可靠，自动化程度高，可在电厂石灰加药系统的改造和新建中推广使用。

（2）石灰的品质对于石灰加药系统的稳定运行很关键。电厂应尽量采用高品质的石灰，并加大石灰乳溶液箱底部的排砂频率。

（3）大量使用高强度透明软管在石灰系统是合适的，方便堵塞时观察和及时清理，便于管道更换，但是设计时要考虑软管的固定和热胀冷缩等因素。

（4）澄清池混合区pH是石灰投加的控制指标，对系统出水水质至关重要。运行人员需定期对pH探头进行清洗，以有效控制石灰加药量和保证澄清池出水水质稳定。

［1］袁国全，叶治安，杨永刚，等.某火电厂循环水补充水石灰处理系统调试［J］.热力发电，2011，40（4）：81-84.

［2］于新玉，吴仕宏.石灰水处理技术的运行控制与应用实践［J］.华北电力技术，2014（3）：38-40.

［3］金熙，项成林，齐冬子.工业水处理实用技术问答［M］.北京：化学工业出版社，2003：233-234.

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Diagnosis，analysis and transformation of the lime m ilk dosing system in power p lants

Ye Zhian，Guo Pengfei，Wang Dongmei，Sun Lijiao，Han Lin
（Xi’an Thermal Power Research Institute Co.，Ltd.，Xi’an 710032，China）

Atpresent，lime dosing systemshave problemsuniversally，such as inaccuratemeasures in the preparation of limemilk，imprecise pH controlwhile dosing，etc.，in thewater treatmentequipmentof power plants in China.In addition，the operation is prone to clogging，compaction，fly ash，and so forth.The problems existed in the original lime systemshave been solved by changing blankingequipmentand themodesofdosing control.The problemsexisted in the original systemsare analyzed，and effectevaluation and summary are accomplished on thewhole transformation practice.

lime dosing；screw feeder；water treatment

TM621.8

A

1005-829X（2016）03-0106-03

叶治安（1981—），硕士，高工。E-mail：yezhian@tpri. com.cn。

2015-11-30（修改稿）