浅析圆盘脱水机在脱硫系统中的应用

米志伍

【摘  要】圆盘脱水机在煤燃电厂脱硫系统的应用可以起到很好节能效果，不需要投入太多的资金，占地面积较少。本文对圆盘脱水机工作原理进行研究，并对圆盘脱水机和真空皮带机的性能展开了对比分析。

【关键词】圆盘脱水机;湿法脱硫系统;脱水机理

1圆盘脱水机简介

石灰石石膏湿法烟气脱硫是国内很多燃煤电厂的主要烟气脱硫技术，吸收塔内的石膏浆体通过石膏之后排入到泵送装置，从而实现石膏旋流器的一级脱水处理，但石膏浆液含水量比较大，需要采用真空皮带脱水机来进行二次脱水处理，脱水机是主要的脱水设施，经过二次脱水处理之后可以把石膏含水量控制在10%以下。石膏可以有效地避免脱硫系统产生二次污染，也可以形成产品进行销售，为电厂创造利润。但真空皮带脱水机结构比较复杂，需要占用较大的面积，能耗较高。再加上结构上设计的不合理，皮带容易出现跑偏，无法达到很好的脱水效果，这就给后续的检修工作制造较多的困难，还需要经常更换滤布，脱硫系统的利用率无法得到保证，所以现在多采用陶瓷圆盘脱水机，该设备采用多孔刚玉及碳化硅材料在陶瓷圆盘上形成毛细现象，作为过滤膜来使用，由于膜片上具有多个直径尺寸较小的微孔隙，每个微孔起到毛细管的作用。盘片安置在水平轴方面上，陶瓷盘片会在石膏浆液内产生转动，在抽真空施加的作用力下，盘片只允许水分通过，矿物质被阻挡在外部，会在盘片表面形成含水率在10%的石膏粉，从而实现了石膏浆液的脱水。

在实际的过滤过程中，陶瓷盘片中的微孔可以避免气体和矿物经过，不会产生真空损失现象，从而实现了无空气消耗过滤，可以保持较高的真空度及过滤效果，有效地减少能耗及水分。这就是圆盘脱水机可以节能的原理，是新型的高效节能脱水设备，具体的脱水机原理如图1所示。

2圆盘脱水机工作原理

燃煤电厂采用的圆盘脱水机主要有过滤和清洗两个环节，由于控制室内的DCS控制系统进行监测和控制，过滤需要六个区域，也就是浆液吸取区、过滤处理区、淋洗区、干燥处理区、拆卸物料、反冲洗处理区及多次复循环区，圆盘脱水机的处理流程原理如图2所示。

燃煤电厂采用的圆盘脱水机具体的工作流程为：1）滤饼的生成。圆盘脱水机开始运行时，处在料浆槽内的陶瓷盘片会在真空负压施工的作用力下，盘片表层会产生颗粒堆积层，液体通过盘片过滤之后进入到分配阀进行控制，从而进入到排液罐内部。2）滤饼干燥处理。在主轴减速装置的拖动之下，附着在盘片上的滤饼会进入到干燥处理区，之后在真空条件下进行脱水处理。3）滤饼剥离。当滤饼处理好之后，通过转子的运行进入到卸料区，刮刀会对盘片表面存的物料进行刮除，从而完成卸料。4）反冲洗处理。物料被卸掉之后需要把盘片输送到反冲洗区域，在净化水施加0.075-0.1兆帕的压力条件下，分配阀会存在于盘片的内腔当中，多内部向外对盘片的微孔进行清洗处理，再把残存在盘片表面的物料进行冲洗处理。5）定期清洗。当运行一段时间之后，盘片微孔会由于受堵而影响过滤效率，为了保证盘片微孔可以发挥出正常作用，需要对其进行定期清洗处理，可以采用反冲洗、超声波处理和化学清洗相结合的方式，可以起到很好的清洗效果，需要持续清洗45-60分钟，保证盘片微孔的有效畅通，从而提高过滤处理地效率。

3圆盘脱水机构成

3.1主机部分

圆盘脱水机碳钢方管采用焊接的方法实现连接，从而实现对脱硫石膏浆液槽、搅拌装置、转子和主轴电机和分配阀等装置的支撑保护。浆液槽为不锈钢或其它材料采用卷焊的方法制作而成，可以对料浆进行个存储。主驱动轴为脱水机的关键部件，轴的一侧把分配阀和真空系统进行连接，别一侧由电机进行驱动。分配阀可以对吸浆区、干燥区进行合理的调整。卸料装置刮刀采用刚玉材质，拥有较强的切削力，可以起到很好的耐磨效果。盘片板滤板是一种扇形结构，为十二块形状相同的单独滤板组装在过滤机主轴的法兰面上，对每个滤板都可以单独进行拆卸。

3.2清洗系统和真空系统

圆盘脱水机清洗系统主要由于化学清洗、自动清洗和反冲洗装置构成。真空系统为自动排液装置、真空泵和排液罐组成，起到排液和抽滤的作用，真空泵是一种单级液环式真空泵，不再需要加注润滑油，但必须要提供足够的冷却水。

3.3控制系统

圆盘脱水机的控制系统采用两级的方式，上位机可以对控制系统的运行情况进行监测和控制，由下位机实现对脱水机的控制和调节，可以在一台上位机实现对多台脱水机的监测和控制。上位机采用高亮液晶触摸屏，实现控制参数的输入，并对远程控制机构的运行状态进行显示，对运行数据进行存储和分析。下位机则采用PLC控制器来对变频器、自动化仪表和电磁阀进行控制。

4圆盘脱水机和真空皮带机的性能对比

对相同出力条件下，对真空皮带机和圆盘脱水机性能参数进行比较，从中可以看出圆盘脱水机功率比原来减少100千瓦左右，每个可以节省电量为50万千瓦时，每吨的石膏脱水耗电量为1.78千瓦时，而真空皮带脱水机需要6.9千瓦时。真空皮带脱水机真空泵密封用水和滤布用水需消耗较多的水分，特种陶瓷脱水机清洗并不需要太多的水分，滤液水可以多次循环利用，可以起到很好的节水效果。圆盘脱水机并不需要太多的占地面积，可以采用原来的厂房，可以更好地減少资金支出。如果以每小时30吨石膏生产量来对两个不同的脱水机进行配置，圆盘脱水机只占到真空皮带机的投资额的60%。而皮带机脱水机需要每3-5年进行一次大修，圆盘脱水机每年不会产生太大的改变，可以有效地节省维修费用。

5结束语

综上所述，燃煤电厂采用圆盘脱水机可以有效地节约成本，并起到很好的节能效果，占地面积较少，可以起到很好的脱硫石膏脱水效果。

参考文献：

[1]张雷，杨建栋.真空皮带脱水机与圆盘脱水机应用对比分析[J].广西电力，2017，40（02）：49-50+60.

[2]丁爱国.圆盘式真空脱水机控制系统设计及加工方法研究[D].中北大学，2016.

[3]陈代敏，衷小鹏，潘庆.圆盘脱水机在火力电厂烟气脱硫石膏脱水系统中的应用[J].中国新技术新产品，2018（06）：36-37.

（作者单位：安徽华电宿州发电有限公司）