大處理量粉煤灰分選工藝在電廠的應(yīng)用

1、 粉煤灰分選技術(shù)大處理量粉煤灰分選工藝在電廠的應(yīng)用摘 要：本文闡述了粉煤灰分選工藝，主要介紹了渦輪式分選機(jī)設(shè)備及閉路分選系統(tǒng)工藝特點、原理、調(diào)節(jié)手段的優(yōu)化選擇，以及其在電廠粉煤灰分選中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：粉煤灰分選；渦輪式分選機(jī)；閉路分選；負(fù)壓一、概述隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的需要，我國在粉煤灰的綜合利用方面有了很大發(fā)展。目前，粉煤灰廣泛應(yīng)用于建筑工業(yè)領(lǐng)域，水泥、磚塊、混凝土等建筑材料，高速鐵路、公路、橋梁隧道的建設(shè)都需要大量使用粉煤灰，對粉煤灰的需求與日俱增。影響粉煤灰高效利用的關(guān)鍵技術(shù)是粉煤灰的分選技術(shù)。對于直接摻入水泥的粉煤灰，其細(xì)度必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)BG1591-91規(guī)定的級灰（

2、45m方孔篩篩余量不大于12%）及級灰（45m方孔篩篩余量不大于25%）的要求，但發(fā)電廠的一電場原狀灰通常為級灰（45m方孔篩篩余量不大于45%），達(dá)不到國標(biāo)規(guī)定的級、級灰標(biāo)準(zhǔn)。為了使粉煤灰達(dá)到規(guī)定的細(xì)度，目前采用兩種方法：一種使用球磨機(jī)的磨細(xì)灰。第二種方法是采用分選技術(shù)把原狀灰分選成細(xì)灰和粗灰。其中粉煤灰分選設(shè)備，由于投資省、效率高、二次污染小而倍受人們的青昧。二、分選粉煤灰的市場需求及選用分選的前提隨著國家建設(shè)工程大量使用分選粉煤灰。尤其水利工程和高速公路建設(shè)需要大量分選粉煤灰，從而帶動了分選粉煤灰的廣泛使用，分選粉煤灰需求量大幅度的增加。分選粉煤灰的市場需求，使得燃煤發(fā)電廠對粉煤灰分選技

3、術(shù)和設(shè)備予以關(guān)注和高度重視。同時也促進(jìn)了粉煤灰分選技術(shù)和設(shè)備的迅速發(fā)展。  所謂分選即將電除塵器或布袋收塵器第一電場分離下來的粗灰進(jìn)行篩選，將摻混在粗灰內(nèi)的部分一、二級細(xì)灰分離出來進(jìn)入細(xì)灰?guī)?，將分離后殘留的粗灰進(jìn)入粗灰?guī)臁Ｔ侔促|(zhì)銷售。所以在選用分選分案時應(yīng)首先將原灰進(jìn)行檢測。若原灰中一、二級細(xì)灰的含量低于20，燒失量大于8%，則選用分選方案意義不大，即效益太低。若接近40，燒失量小于8%則可選用。三、分選系統(tǒng)工作原理渦輪式分選機(jī)的工作原理：氣灰混合物進(jìn)入渦輪式分選機(jī)的分級筒后，受到兩種力量的作用，一種是分級筒由旋流產(chǎn)生的離心力，這種力量將粗顆粒甩向筒壁并掉入粗灰?guī)欤涣硪环N力

4、量是由渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣動阻力，將細(xì)灰從渦輪葉片之間提取向上，經(jīng)過旋風(fēng)分離器掉入細(xì)灰?guī)?。同時二次風(fēng)在分級筒內(nèi)將下降的氣灰混合物再次向上托舉，使一部分介于粗細(xì)之間的氣灰混合物再次進(jìn)入分選程序，這就是渦輪式分級機(jī)分級精度高、效率高的原因。與渦殼式分選機(jī)對比以美國GE公司為代表的渦殼式分選機(jī)，屬于慣性分離，（它是介于重力分離和離心分離之間的一種分離技術(shù)。其原理是物料隨氣體流動時突然改變流動方向，使顆粒獲得慣性離心力而分離，它可以通過一系列檔板來調(diào)節(jié)物料與氣流的方向，從而獲得大小不同的慣性離心力。但由于慣性分離介于重力分離和離心分離之間，從數(shù)學(xué)模型看，顆粒在重力分離狀況下的沉降速度Vg:Vg= ds2(

5、ps-p) g /18其中ds為粒徑，ps為密度較小的顆粒，p為介密度, 為介質(zhì)的動力粘性系數(shù),而顆粒在離心力分離狀況下的分離速度Vc: Vc= ds2 (s-)Vt /18R = Vg Vt2/ Rg其中R為葉輪半徑，Vt為葉輪輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的切向速度。由數(shù)學(xué)模式得知，離心分離速度要比重力分離速度大Vt2/Rg倍。而渦殼式分選機(jī)介入重力分離與離心分離之間，因此其分離效率必然大于重力分離而小于離心分離。  綜上所述，目前能廣泛用于粉煤灰分選的裝置，就是渦殼式（渦流+擋板式）的分選機(jī)和渦輪式（渦流+旋轉(zhuǎn)葉輪式）的分選機(jī)。很顯然渦輪式分選機(jī)具有優(yōu)越性，特別是在提高粉煤灰應(yīng)用的檔次上，調(diào)節(jié)手

6、段方式上更方便靈活，而且大處理量是其他分選方式無法比擬的。四、分選系統(tǒng)技術(shù)特點1、調(diào)節(jié)手段靈活：主風(fēng)機(jī)、主風(fēng)閥開度、分級機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速、二次風(fēng)閥開度、調(diào)節(jié)管(布袋除塵器)調(diào)節(jié)正負(fù)零點位置。2、分級精度高，45m篩余量可在325任意位置可調(diào)。3、分級效率高，分級效率可在85以上，旋風(fēng)分離器效率95%。4、適用性強(qiáng)，原灰狀況細(xì)度不均勻，下灰量不均勻?qū)Τ善坊移焚|(zhì)沒有影響。5、處理量大，每小時1080T均可，因采用強(qiáng)制渦流離心分離技術(shù)，特別在大處理量上有著較大的優(yōu)勢?？蔀槎喾N裝機(jī)容量的電廠匹配。6、操作簡單，全部可在操作盤上用數(shù)字控制，一般工人只需培訓(xùn)一天，只要嚴(yán)格按照程序操作，即可熟練上崗。7、系統(tǒng)磨性

7、能高，各易磨損部位均采取了可靠的耐磨措施。渦流分離器：除采用低速氣流分級技術(shù)以外，還對設(shè)備內(nèi)易磨通流部分采用熱噴或內(nèi)襯剛玉，出口渦流殼噴涂磨處理，使用壽命25000小時。旋內(nèi)外分離器：采用耐磨陶瓷旋風(fēng)子，HRC硬度高達(dá)70以上，使用壽命35000小時。耐磨風(fēng)機(jī)：在殼體內(nèi)襯剛玉，葉輪采用噴涂，易損件壽命20000小時。管路：彎頭部位采用內(nèi)襯剛玉等方法耐磨處理。8、投資省，渦輪式分級機(jī)分選系統(tǒng)，不需要在主風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器之間設(shè)置電除塵器與其它除塵設(shè)備，因而省卻不少投資。9、采用負(fù)壓、閉式循環(huán)，無二次污染。系統(tǒng)乏氣進(jìn)入獨立布袋式除塵器或送入細(xì)灰?guī)觳⒗脦祉敳即龎m器過濾，避免環(huán)境污染。由于采用了閉式

8、循環(huán)，管路中熱灰不受外界條件影響、吸濕量小，大大減少了空氣濕度對分選效率的影響。10、系統(tǒng)布置方式靈活，根據(jù)用戶要求可采用離散布置、庫側(cè)集中布置和庫頂集中布置等方式。五、系統(tǒng)主要設(shè)備渦輪式分選機(jī)可調(diào)強(qiáng)制渦輪式氣流分級機(jī)是我國獨立研制、自主開發(fā)的專利產(chǎn)品，該分級機(jī)采用了先進(jìn)的渦輪分級結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性的設(shè)計了調(diào)速、控制裝置，實現(xiàn)了運行參數(shù)的適時調(diào)整，從而使渦輪形成精確的強(qiáng)制渦流，干灰在分選室中隨渦流繞2-3圈后，細(xì)灰隨氣流從分級機(jī)上部進(jìn)入旋風(fēng)分離器，粗灰經(jīng)二次風(fēng)托舉再分選后落人粗灰?guī)?，分選室為可控有序流場（不同于一般傳統(tǒng)的渦殼式分級機(jī)中的紊流，干灰在分選室中停留時間過短，分級效率較低），受外界因素影響

9、小，使成品灰品質(zhì)波動小，精度范圍可控制在1%以內(nèi)，調(diào)節(jié)更加靈活方便，適用多種粒徑的分級要求（3-25%任意無級可調(diào)），因干灰在分選室中停留時間較長，能充分分離粗、細(xì)灰，大大減少了粗細(xì)灰包裹現(xiàn)象，提高了分選機(jī)的分選效率。根據(jù)摩擦學(xué)原理和沖刷磨損的特點，該分選系統(tǒng)采用切向進(jìn)料，渦輪轉(zhuǎn)速與風(fēng)向相同，相對速度僅為5-7M/S，使粉體與設(shè)備磨損相對較小，分選室耐磨塊采用螺栓連接，并設(shè)檢修門，能非常方便的進(jìn)行耐磨塊的更換，經(jīng)過多年實踐，和設(shè)備的不斷改進(jìn)，渦輪式氣流分級機(jī)的使用壽命可達(dá)到10年以上，成功地解決了該行業(yè)的一個重要難題-分級機(jī)磨損問題，大大的提高了設(shè)備的使用壽命。高效旋風(fēng)分離器高效旋風(fēng)分離器是在

10、原有技術(shù)基礎(chǔ)上研制的新一代產(chǎn)品，在粉煤灰氣固分離中，采用雙旋風(fēng)分離技術(shù)，取消了旋風(fēng)分離器與主風(fēng)機(jī)入口之間的除塵器，既節(jié)省了除塵器的投資成本，也減少了其維護(hù)費用，其原理是利用含塵氣體沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)筒時所產(chǎn)生的離心力，使粉塵從氣體中分離出來，下料口設(shè)高效電動鎖氣器并加裝鎖氣閥，可有效的防止卸灰時漏氣，保證了旋風(fēng)分離器的分離效率達(dá)到95%以上，同時，有效隔離分選系統(tǒng)與庫內(nèi)之間的氣流互串，保證分選系統(tǒng)不受灰?guī)靸?nèi)氣壓影響使灰順利排入灰?guī)臁Ｎ夜緦πL(fēng)分離器采用了加厚等耐磨處理，在易磨損部位，加襯耐磨陶瓷片，使用壽命大大延長。氣灰混合器 氣灰混合器是分選系統(tǒng)氣灰混合裝置，它能使系統(tǒng)需要進(jìn)行分選的原灰充

11、分均勻地與輸送灰的氣體混合成霧狀，由于需要分選的原灰被充分的均勻霧化后，因此能較大的提高系統(tǒng)的分級效率。系統(tǒng)的氣灰混合器是裝在原灰?guī)煜禄铱冢彝ㄟ^原灰?guī)斓锥挎i氣卸料裝置將原灰輸送到氣灰混合器，其霧化過程是這樣的：氣灰混合器內(nèi)的結(jié)構(gòu)是由規(guī)格不一的導(dǎo)流板組成，成梯形狀，系統(tǒng)內(nèi)的空氣運行到此位置時，由于受到梯形板的阻力，系統(tǒng)的流速陡增，形成一股較強(qiáng)的氣流，再加上導(dǎo)流板的作用，產(chǎn)生一種有序流，引導(dǎo)進(jìn)入混合器的原灰成氣灰幕狀分布，從而使氣灰能均勻成霧狀混合并經(jīng)系統(tǒng)的管道輸送至分級機(jī)進(jìn)行粗細(xì)分離。六、系統(tǒng)調(diào)節(jié)分選主要調(diào)節(jié)手段：1）.分選機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速可通過變頻器對分級機(jī)電機(jī)實現(xiàn)無級調(diào)速；2）.系統(tǒng)風(fēng)量可通過高壓離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；3）.可通過分級機(jī)的二次風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)； 4）.可通過系統(tǒng)設(shè)置的調(diào)節(jié)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；系統(tǒng)在正常運行時，只需通過對分級機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，即可確保成品灰細(xì)度（45m方孔篩篩余）達(dá)到在325%范圍內(nèi)的任意粒級要求。參 考 文 獻(xiàn)1、原永濤 ：火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用 中國電力出版社，2002.52、邊炳鑫、張鴻波：固體廢物預(yù)處理與分選技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出