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摘要：
石灰石湿式制浆系统广泛应用于火电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统.制浆系统的性能对整个脱硫系统的正常运行有着十分重要的影响.影响石灰石湿式制浆系统出力的因素有很多.针对国电能源投资有限公司准大发电厂石灰石湿式制浆系统出力不足的问题，分别从下料系统、湿式球磨机本体、石灰石浆液旋流器、系统配置的仪器仪表及化验检测方法等方面进行探讨，分析了影响系统出力的主要原因，并从保证系统正常运行方面提出了相关建议.
关键词：
湿法脱硫； 制浆系统； 球磨机； 旋流器
中图分类号：X 701.3 文献标志码：A
Analysis and treatment of insufficient output of limestone
slurry preparation systems
HU Hou-tang1， LI Jia2， LU Bin1
（1.Environmental Engineering Institute， State Power Environment Protection
Research Institute， Nanjing 210031，China；
2.College of Electronic and Mechanical Engineering， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）
Abstract：
The limestone slurry preparation system is widely used in the wet Flue Gas Desulfurization（FGD） system.The performance of a limestone slurry preparation system has a great influence on the operating reliability of the wet FGD system.The insufficient output of the limestone slurry preparation system is a very typical problem in wet FGD systems.The performance of the limestone slurry preparation system is influenced by many factors. In this paper，factors resulting in an insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed，such as the feeding system，the limestone wet grinding mill， the limestone slurry hydrocyclone，the measuring instruments for the limestone slurry preparation system，and the analyzing techniques，etc.The reasons of the insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed and corresponding treatments were suggested.In addition，some reasonable advice was proposed for the operating of limestone slurry preparation system.
Key words：
wet FGD； limestone slurry preparation system； ball mill； hydrocyclone
石灰石浆液制备系统是石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置的重要组成部分，一般可分为干粉（石灰石粉）制浆、干式球磨机制粉后制浆以及湿式球磨机直接制浆等三种方式.这三种方式在火电厂石灰石/石膏湿法脱硫装置中均有使用.本文就石灰石湿式制浆系统调试相关问题进行探讨.
1 石灰石湿式制浆系统简介
图1为典型的石灰石湿式制浆系统的工艺流程.石灰石块（粒径小于20 mm）通过称重皮带给料机送至湿式球磨机入口，与一定量的工艺水（或滤液水）混合进入湿式球磨机磨成石灰石浆液，浆液从湿式球磨机末端溢流至磨机浆液循环箱.另一路工艺水（或滤液水）加入到磨机浆液循环箱中，把石灰石浆液稀释到一定浓度，再由磨机浆液循环泵送至石灰石浆液旋流器进行粗细颗粒分离.合格的石灰石浆液从石灰石浆液旋流器溢流进入石灰石浆液箱.粗颗粒则从石灰石浆液旋流器底流回湿式球磨机入口重新研磨.
2 制浆系统配置、设计参数
国电能源投资有限公司准大发电厂装机容量为2×300 MW.其脱硫系统已建，但由于煤质变化，脱硫系统需增容，且原制浆系统生产能力不能满足要求.为此，改造中增设一套石灰石湿式制浆系统.系统设备配置及物料平衡表分别如表1、表2所示.
3 系统存在问题
在脱硫系统增容改造施工完成后，由于电厂负荷较低，且电厂使用的煤中含硫量低于设计值，石灰石浆液用量较少，制浆系统存在问题尚未显现.随着电厂满负荷运行以及燃煤中含硫量的增加，石灰石浆液量无法满足使用要求，系统物料平衡难以维持，浆液循环箱经常出现溢流现象，浆液品质也达不到设计要求.表3给出了石灰石浆液取样分析数据. 4 问题分析及处理
4.1 系统存在问题分析
表3的取样分析结果显示，系统存在的问题有：循环箱、旋流器溢流浆液密度偏低；旋流器底流浆液密度偏高；旋流器溢流浆液中石灰石颗粒粒径分布不合格.经分析，认为需要从几个方面查找问题产生的原因：（1）石灰石块粒径分布是否合理，下料量是否准确；（2）系统补充水量是否准确；（3）球磨机内的钢球量及级配比是否合理；（4）石灰石旋流器分级水平是否存在问题；（5）化验结果是否准确.
4.2 问题的处理
4.2.1 进料系统检查
（1） 石灰石块粒径分布检查.通过取样分析，发现电厂采购的石灰石块粒径分布满足设计要求.
（2） 下料量检查.检查石灰石进料量，发现称重皮带给料机就地显示的给料量与控制室DCS显示的给料量不一致，存在很大偏差，且无法判断哪个数值是准确的，需重新校核称重皮带机.经重新校核后，解决了下料量不准确的问题.
4.2.2 球磨机本体钢球量检查
球磨机本体初装钢球时严格按照厂家给定的要求添加，但该球磨机自从投产后近4个月未补充钢球.DCS显示的球磨机驱动电机电流只有40 A，电流偏小，可判断球磨机的钢球量不足，为此需补充钢球，最后将电流控制在45 A.
完成进料系统、球磨机本体钢球量检查并调整后，再次对石灰石浆液取样进行分析化验，结果如表4所示.
表4显示，循环箱、旋流器底流、旋流器溢流浆液中石灰石颗粒粒径分布仍达不到设计要求，且系统物料平衡难以维持，循环箱经常会出现溢流现象.为此仍需进一步查找原因.
4.2.3 系统补水量检查
原设计石料与系统补水量的比例为1∶2.3.入料量为14 t时，系统设计球磨机磨头补水量为3.59 m3· h-1，循环箱补水量为28.7 m3· h-1.控制室DCS显示两处补水量符合设计要求，但根据循环箱实测浆液密度以及循环箱经常出现溢流等现象，可初步判断系统的实际补水量超过系统设计值.
对制浆系统的工艺水系统管道、阀门及测量仪表进行检查后发现，系统无内漏，工艺水调节阀完好，能满足调节要求.
检查滤液水电磁流量计，发现电磁流量计就地显示数值与DCS显示数值存在很大偏差，两者间存在3倍关系.DCS显示加水量为15 m3· h-1时，电磁流量计就地显示值为45 m3· h-1.对照厂家提供的说明书，发现电磁流量计的就地显示值正确.由于DCS设置的量程与电磁流量计的量程不对应，导致两者显示的数值无法对应.操作人员运行调节是按照DCS显示值进行操作，为此可判断系统补水量偏大，超过系统设计值.
4.2.4 石灰石浆液旋流器
在石灰石浆液旋流器进料密度低于设计值的情况下，石灰石浆液旋流器底流浆液密度超过设计值，且石灰石浆液旋流器底流浆液中粒径≤44 μm的石灰石颗粒的通过率为48.15%，由此判断旋流器的分级存在问题.检查发现，旋流器的入口压力超过设计要求，旋流器浆液入口压力为120 kPa，旋流器要求工作压力为90 kPa，同时旋流器底流沉沙嘴安装错误.
随着旋流器工作压力增大，溢流的石灰石浆液体积流量增加，浆液中石灰石颗粒粒径及质量浓度变小，底流的石灰石浆液体积流量变小而质量浓度增大.为此在浆液循环泵出口管道上加装一个孔板，以调整旋流器入口压力.通过孔板调节，最后将旋流器工作压力调整为90 kPa.同时将旋流器底流沉沙嘴按照正确的安装方式进行重新安装.
通过一系列调整后重新对石灰石浆液取样化验，结果如表5所示.
根据分析结果，发现密度均符合要求，但石灰石浆液旋流器的溢流浆液的石灰石颗粒粒径分布仍达不到要求.通过排查，发现电厂脱硫化验室的检测方法存在一定问题.
4.2.5 石灰石浆液中石灰石颗粒粒径分布检测
该厂检测方法为取一定量的石灰石浆液样品，通过微孔滤膜纸分离后，取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱上烘干.烘干后，将样品称重，采用手工筛分法过筛（325目）.称量通过325目的样品的重量，再进行计算.
这种检测方法容易造成粒径≤44 μm的石灰石颗粒结块，无法通过325目筛子，导致检测结果不准确.
正确方法应为：取一定量石灰石浆液样品，并转移至检验筛（325目）中.用洗瓶小心冲洗筛面，直至最上层筛面只剩下不能通过的粗颗粒.称微孔滤膜纸的质量A.将其夹在过滤漏斗中，将325目筛子所残留的颗粒转移至过滤漏斗中.然后用镊子取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱中烘干，取出称其质量B.同时将通过325目筛子的石灰石浆液通过微孔滤膜纸过滤，然后用镊子取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱中烘干，取出称其质量C.然后计算通过率E，其计算式为
电厂化验人员按照正确的细度检测方法进行了重新取样、检测.最终检测结果表明，石灰石浆液旋流器溢流的浆液细度达到系统设计要求.
5 结语
通过对准大电厂脱硫石灰石湿式制浆系统出力不足等问题的分析和处理，发现影响制浆系统正常运行的原因有很多.为了保证制浆系统能正常运行，提出如下建议：
（1） 系统所配置的仪表需要定期校验，确保测量准确，否则运行参数无法进行调整，系统运行会处于紊乱状态.
（2） 注意控制给料石灰石的粒径分布，确保粒径小于20 mm且90 %的颗粒粒径小于10 mm.
（3） 关注旋流器的运行状况，注意观察其运行的工作压力、旋流器的沉沙嘴尺寸等，及时更换磨损的沉沙嘴.
（4） 加强对球磨机运行管理，定期补充钢球.
参考文献：
[1] 周至祥，段建忠，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社，2006
[2] 李小宇，朱跃.石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置湿式球磨制浆系统的运行调整[J].电站系统工程，2006，22（3）：35-36.
[3] 山乐胜，高玉琴，刘鑫.黄台电厂烟气脱硫装置浆液制备系统调试及改进[J].山东电力技术，2006（1）：33-35.
[4] 曹卫，方莹.烟气脱硫用水力旋流器的性能参数研究[J].盐城工学院学报，2006，19（2）：31-34.
[5] 曹卫，方莹.脱硫用水力旋流器进口压力与浓度对其性能影响的研究[J].中国非金属矿业导刊，2007（3）：50-53.
石灰石湿式制浆系统广泛应用于火电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统.制浆系统的性能对整个脱硫系统的正常运行有着十分重要的影响.影响石灰石湿式制浆系统出力的因素有很多.针对国电能源投资有限公司准大发电厂石灰石湿式制浆系统出力不足的问题，分别从下料系统、湿式球磨机本体、石灰石浆液旋流器、系统配置的仪器仪表及化验检测方法等方面进行探讨，分析了影响系统出力的主要原因，并从保证系统正常运行方面提出了相关建议.
关键词：
湿法脱硫； 制浆系统； 球磨机； 旋流器
中图分类号：X 701.3 文献标志码：A
Analysis and treatment of insufficient output of limestone
slurry preparation systems
HU Hou-tang1， LI Jia2， LU Bin1
（1.Environmental Engineering Institute， State Power Environment Protection
Research Institute， Nanjing 210031，China；
2.College of Electronic and Mechanical Engineering， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）
Abstract：
The limestone slurry preparation system is widely used in the wet Flue Gas Desulfurization（FGD） system.The performance of a limestone slurry preparation system has a great influence on the operating reliability of the wet FGD system.The insufficient output of the limestone slurry preparation system is a very typical problem in wet FGD systems.The performance of the limestone slurry preparation system is influenced by many factors. In this paper，factors resulting in an insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed，such as the feeding system，the limestone wet grinding mill， the limestone slurry hydrocyclone，the measuring instruments for the limestone slurry preparation system，and the analyzing techniques，etc.The reasons of the insufficient output of the limestone slurry preparation system were analyzed and corresponding treatments were suggested.In addition，some reasonable advice was proposed for the operating of limestone slurry preparation system.
Key words：
wet FGD； limestone slurry preparation system； ball mill； hydrocyclone
石灰石浆液制备系统是石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置的重要组成部分，一般可分为干粉（石灰石粉）制浆、干式球磨机制粉后制浆以及湿式球磨机直接制浆等三种方式.这三种方式在火电厂石灰石/石膏湿法脱硫装置中均有使用.本文就石灰石湿式制浆系统调试相关问题进行探讨.
1 石灰石湿式制浆系统简介
图1为典型的石灰石湿式制浆系统的工艺流程.石灰石块（粒径小于20 mm）通过称重皮带给料机送至湿式球磨机入口，与一定量的工艺水（或滤液水）混合进入湿式球磨机磨成石灰石浆液，浆液从湿式球磨机末端溢流至磨机浆液循环箱.另一路工艺水（或滤液水）加入到磨机浆液循环箱中，把石灰石浆液稀释到一定浓度，再由磨机浆液循环泵送至石灰石浆液旋流器进行粗细颗粒分离.合格的石灰石浆液从石灰石浆液旋流器溢流进入石灰石浆液箱.粗颗粒则从石灰石浆液旋流器底流回湿式球磨机入口重新研磨.
2 制浆系统配置、设计参数
国电能源投资有限公司准大发电厂装机容量为2×300 MW.其脱硫系统已建，但由于煤质变化，脱硫系统需增容，且原制浆系统生产能力不能满足要求.为此，改造中增设一套石灰石湿式制浆系统.系统设备配置及物料平衡表分别如表1、表2所示.
3 系统存在问题
在脱硫系统增容改造施工完成后，由于电厂负荷较低，且电厂使用的煤中含硫量低于设计值，石灰石浆液用量较少，制浆系统存在问题尚未显现.随着电厂满负荷运行以及燃煤中含硫量的增加，石灰石浆液量无法满足使用要求，系统物料平衡难以维持，浆液循环箱经常出现溢流现象，浆液品质也达不到设计要求.表3给出了石灰石浆液取样分析数据. 4 问题分析及处理
4.1 系统存在问题分析
表3的取样分析结果显示，系统存在的问题有：循环箱、旋流器溢流浆液密度偏低；旋流器底流浆液密度偏高；旋流器溢流浆液中石灰石颗粒粒径分布不合格.经分析，认为需要从几个方面查找问题产生的原因：（1）石灰石块粒径分布是否合理，下料量是否准确；（2）系统补充水量是否准确；（3）球磨机内的钢球量及级配比是否合理；（4）石灰石旋流器分级水平是否存在问题；（5）化验结果是否准确.
4.2 问题的处理
4.2.1 进料系统检查
（1） 石灰石块粒径分布检查.通过取样分析，发现电厂采购的石灰石块粒径分布满足设计要求.
（2） 下料量检查.检查石灰石进料量，发现称重皮带给料机就地显示的给料量与控制室DCS显示的给料量不一致，存在很大偏差，且无法判断哪个数值是准确的，需重新校核称重皮带机.经重新校核后，解决了下料量不准确的问题.
4.2.2 球磨机本体钢球量检查
球磨机本体初装钢球时严格按照厂家给定的要求添加，但该球磨机自从投产后近4个月未补充钢球.DCS显示的球磨机驱动电机电流只有40 A，电流偏小，可判断球磨机的钢球量不足，为此需补充钢球，最后将电流控制在45 A.
完成进料系统、球磨机本体钢球量检查并调整后，再次对石灰石浆液取样进行分析化验，结果如表4所示.
表4显示，循环箱、旋流器底流、旋流器溢流浆液中石灰石颗粒粒径分布仍达不到设计要求，且系统物料平衡难以维持，循环箱经常会出现溢流现象.为此仍需进一步查找原因.
4.2.3 系统补水量检查
原设计石料与系统补水量的比例为1∶2.3.入料量为14 t时，系统设计球磨机磨头补水量为3.59 m3· h-1，循环箱补水量为28.7 m3· h-1.控制室DCS显示两处补水量符合设计要求，但根据循环箱实测浆液密度以及循环箱经常出现溢流等现象，可初步判断系统的实际补水量超过系统设计值.
对制浆系统的工艺水系统管道、阀门及测量仪表进行检查后发现，系统无内漏，工艺水调节阀完好，能满足调节要求.
检查滤液水电磁流量计，发现电磁流量计就地显示数值与DCS显示数值存在很大偏差，两者间存在3倍关系.DCS显示加水量为15 m3· h-1时，电磁流量计就地显示值为45 m3· h-1.对照厂家提供的说明书，发现电磁流量计的就地显示值正确.由于DCS设置的量程与电磁流量计的量程不对应，导致两者显示的数值无法对应.操作人员运行调节是按照DCS显示值进行操作，为此可判断系统补水量偏大，超过系统设计值.
4.2.4 石灰石浆液旋流器
在石灰石浆液旋流器进料密度低于设计值的情况下，石灰石浆液旋流器底流浆液密度超过设计值，且石灰石浆液旋流器底流浆液中粒径≤44 μm的石灰石颗粒的通过率为48.15%，由此判断旋流器的分级存在问题.检查发现，旋流器的入口压力超过设计要求，旋流器浆液入口压力为120 kPa，旋流器要求工作压力为90 kPa，同时旋流器底流沉沙嘴安装错误.
随着旋流器工作压力增大，溢流的石灰石浆液体积流量增加，浆液中石灰石颗粒粒径及质量浓度变小，底流的石灰石浆液体积流量变小而质量浓度增大.为此在浆液循环泵出口管道上加装一个孔板，以调整旋流器入口压力.通过孔板调节，最后将旋流器工作压力调整为90 kPa.同时将旋流器底流沉沙嘴按照正确的安装方式进行重新安装.
通过一系列调整后重新对石灰石浆液取样化验，结果如表5所示.
根据分析结果，发现密度均符合要求，但石灰石浆液旋流器的溢流浆液的石灰石颗粒粒径分布仍达不到要求.通过排查，发现电厂脱硫化验室的检测方法存在一定问题.
4.2.5 石灰石浆液中石灰石颗粒粒径分布检测
该厂检测方法为取一定量的石灰石浆液样品，通过微孔滤膜纸分离后，取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱上烘干.烘干后，将样品称重，采用手工筛分法过筛（325目）.称量通过325目的样品的重量，再进行计算.
这种检测方法容易造成粒径≤44 μm的石灰石颗粒结块，无法通过325目筛子，导致检测结果不准确.
正确方法应为：取一定量石灰石浆液样品，并转移至检验筛（325目）中.用洗瓶小心冲洗筛面，直至最上层筛面只剩下不能通过的粗颗粒.称微孔滤膜纸的质量A.将其夹在过滤漏斗中，将325目筛子所残留的颗粒转移至过滤漏斗中.然后用镊子取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱中烘干，取出称其质量B.同时将通过325目筛子的石灰石浆液通过微孔滤膜纸过滤，然后用镊子取出附着石灰石颗粒的滤纸，将其转移至烘箱中烘干，取出称其质量C.然后计算通过率E，其计算式为
电厂化验人员按照正确的细度检测方法进行了重新取样、检测.最终检测结果表明，石灰石浆液旋流器溢流的浆液细度达到系统设计要求.
5 结语
通过对准大电厂脱硫石灰石湿式制浆系统出力不足等问题的分析和处理，发现影响制浆系统正常运行的原因有很多.为了保证制浆系统能正常运行，提出如下建议：
（1） 系统所配置的仪表需要定期校验，确保测量准确，否则运行参数无法进行调整，系统运行会处于紊乱状态.
（2） 注意控制给料石灰石的粒径分布，确保粒径小于20 mm且90 %的颗粒粒径小于10 mm.
（3） 关注旋流器的运行状况，注意观察其运行的工作压力、旋流器的沉沙嘴尺寸等，及时更换磨损的沉沙嘴.
（4） 加强对球磨机运行管理，定期补充钢球.
参考文献：
[1] 周至祥，段建忠，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社，2006
[2] 李小宇，朱跃.石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置湿式球磨制浆系统的运行调整[J].电站系统工程，2006，22（3）：35-36.
[3] 山乐胜，高玉琴，刘鑫.黄台电厂烟气脱硫装置浆液制备系统调试及改进[J].山东电力技术，2006（1）：33-35.
[4] 曹卫，方莹.烟气脱硫用水力旋流器的性能参数研究[J].盐城工学院学报，2006，19（2）：31-34.
[5] 曹卫，方莹.脱硫用水力旋流器进口压力与浓度对其性能影响的研究[J].中国非金属矿业导刊，2007（3）：50-53.